Nagli razvoj noževa praćen je razvojem parnih strojeva i drugih strojeva krajem 18. stoljeća.
1783. godine francuski René prvi je proizveo glodala. 1923. Schroeter iz Njemačke izumio je cementirani karbid. Kada se koristi cementirani karbid, učinkovitost je više nego dvostruko veća od učinkovitosti čelika velike brzine, a kvaliteta površine i točnost dimenzija obrađenih obrada rezanjem također se uvelike poboljšavaju.
Budući da su brzi čelik i cementirani karbid relativno skupi, njemačka tvrtka Degussa 1938. godine je dobila patent na keramičke noževe. 1972. godine General Electric Company iz Sjedinjenih Država proizveo je polikristalne sintetičke dijamantne i polikristalne kubične oštrice borovog nitrida. Ovi nemetalni materijali za alat omogućuju rezanje alata pri većim brzinama.
Godine 1969. švedska čeličana Sandvik dobila je patent za proizvodnju karbidnih oštrica presvučenih titan karbidom taloženjem kemijskih para. 1972. godine Bangsar i Lagolan u Sjedinjenim Državama razvili su metodu fizičkog taloženja da bi se sloj tvrdog sloja titan-karbida ili titan-nitrida prevukao na površinu cementiranog alata od tvrdog metala ili čelika. Metoda površinskog premaza kombinira visoku čvrstoću i žilavost osnovnog materijala s velikom tvrdoćom i otpornošću na habanje površinskog sloja, tako da ovaj kompozitni materijal ima bolje performanse rezanja.
Zbog dijelova koji rade pod visokom temperaturom, visokim tlakom, velikom brzinom i korozivnim fluidnim medijem, koriste se sve teže obradivi materijali, a razina automatizacije obrade rezanja i zahtjevi za preciznošću obrade postaju sve veći i veći . Pri odabiru kuta alata potrebno je uzeti u obzir utjecaj mnogih čimbenika, kao što su materijal obratka, materijal alata, svojstva obrade (gruba i završna obrada) itd., Koji se moraju odabrati razumno prema specifičnoj situaciji.
Uobičajeni materijali za alat: brzi čelik, cementirani karbid (uključujući kermet), keramika, CBN (kubični borov nitrid), PCD (polikristalni dijamant), jer je njegova tvrdoća teža od druge, pa je općenito brzina rezanja također jedna je viša od druge.
Analiza performansi materijala alata
Brzi čelik:
mogu se podijeliti na obični brzi čelik i brzi čelik visokih performansi.
Uobičajeni brzi čelik, poput W18Cr4V, široko se koristi u proizvodnji različitih složenih alata. Brzina rezanja uglavnom nije previsoka, 40-60m / min kod rezanja običnog čelika.
Brzi čelik visokih performansi, kao što je W12Cr4V4Mo, izrađuje se dodavanjem određenog sadržaja ugljika, sadržaja vanadija i dodavanjem kobalta, aluminija i drugih elemenata u obični čelik velike brzine. Njegova je izdržljivost 1,5-3 puta veća od običnog čelika brzog reza
Karbid:
Prema GB2075-87 (pogledajte standard 190), može se podijeliti u tri kategorije: P, M i K. Cementirani karbid tipa P uglavnom se koristi za obradu željeznih metala s dugim sjeckama, a plava se koristi kao oznaka; Tip M uglavnom se koristi za obradu željeznih metala. A obojeni metali, kao žig upotrijebite žutu boju, poznatu i kao cementirani karbid opće namjene, tip K uglavnom se koristi za obradu prečatih željeznih metala, obojenih metala i ne-željeznih metala. metalni materijali, a crvena se koristi kao oznaka.
Arapski brojevi iza P, M, K označavaju njegove performanse i uvjete nošenja ili uvjete obrade tijekom obrade. Što je manji broj, to je tvrdoća veća, a žilavost lošija.
Keramika:
Keramički materijali imaju dobru otpornost na habanje i mogu obrađivati materijale visoke tvrdoće koje je teško ili nemoguće obraditi tradicionalnim alatima. Uz to, alati za rezanje keramikom mogu izbjeći potrošnju energije obrade žarenja, a time također mogu povećati tvrdoću obratka i produžiti vijek trajanja strojeva i opreme.
Trenje između keramičkih oštrica i metala malo je pri rezanju, nije lako zalijepiti se za oštrice tijekom rezanja, a nije lako proizvesti izgrađeni rub, a moguće je i rezanje velikom brzinom. Stoga je pod istim uvjetima hrapavost površine obratka relativno niska. Trajnost alata je nekoliko puta ili čak desetke puta veća od tradicionalnih alata, smanjujući broj izmjena alata u obradi; otpornost na visoke temperature, dobra crvena tvrdoća. Može kontinuirano rezati na 1200 ℃. Tako brzina rezanja keramičkih umetaka može biti puno veća od brzine cementiranog karbida. Može vršiti rezanje velikom brzinom ili realizirati GG; okretanje i glodanje umjesto brušenja GG; Učinkovitost rezanja 3-10 puta je veća od one kod tradicionalnih alata, koji mogu uštedjeti 30% -70% ili više radnog vremena, električne energije i alatnih strojeva.
CBN:
Ovo je drugi trenutno najveći materijal po tvrdoći. Tvrdoća kompozitnog lima CBN obično je HV3000 ～ 5000, koja ima visoku toplinsku stabilnost i tvrdoću na visokoj temperaturi, a ima visoku otpornost na oksidaciju, čak i na 1000 ℃. Dolazi do oksidacije i on kemijski ne reagira s materijalima na bazi željeza na 1200 ～ ～ 1300 ℃. Ima dobru toplinsku vodljivost i nizak koeficijent trenja.
Polikristalni dijamantni PCD:
Dijamantski nož ima karakteristike visoke tvrdoće, visoke tlačne čvrstoće, dobre toplinske vodljivosti i otpornosti na trošenje, a može postići visoku preciznost obrade i učinkovitost obrade u rezanju velikim brzinama. Budući da je struktura PCD fino zrnato dijamantirano sinterovano tijelo s različitim usmjerenjima, iako je dodano vezivo, njegova tvrdoća i otpornost na habanje i dalje su niže od dijamanta s monokristalima. Afinitet obojenih metala i nemetalnih materijala vrlo je malen, a iver nije lako zalijepiti za vrh alata tijekom procesa obrade da bi se stvorio izgrađeni rub.
Odgovarajući raspon materijala:
Brzi čelik: uglavnom se koristi za oblikovanje alata i složenih oblika te u drugim prilikama koje zahtijevaju veliku žilavost;
Cementirani karbid: najširi raspon primjene, u osnovi se može osušiti;
Keramika: uglavnom se koristi za okretanje tvrdih dijelova i grubu obradu te brzu obradu dijelova od lijevanog željeza;
CBN: Uglavnom se koristi za struganje tvrdih dijelova i brzu obradu dijelova od lijevanog željeza (općenito govoreći, učinkovitiji je od keramike u pogledu otpornosti na habanje, žilavosti i otpornosti na lome);
PCD: Uglavnom se koristi za visoko efikasno rezanje obojenih i nemetalnih materijala.
Zahtjevi CNC alatnih strojeva za alatne materijale
Visoka tvrdoća i otpornost na habanje
Tvrdoća reznog dijela alata mora biti veća od tvrdoće materijala obratka. Što je tvrdoća materijala alata veća, to je njegova otpornost na habanje bolja. Tvrdoća materijala alata na sobnoj temperaturi trebala bi biti iznad HRC62.
Dovoljna čvrstoća i žilavost
Alat podnosi velik pritisak tijekom pretjeranog rezanja, a ponekad radi pod utjecajem udara i vibracija. Da bi se alat spriječio usitnjavanje i lomljenje, materijal alata mora imati dovoljnu čvrstoću i žilavost. Općenito, čvrstoća na savijanje koristi se za izražavanje čvrstoće materijala alata. Vrijednost udara koristi se za izražavanje žilavosti materijala alata.
Velika otpornost na toplinu
Otpornost na toplinu odnosi se na performanse materijala alata za održavanje tvrdoće, otpornosti na trošenje, čvrstoće i žilavosti na visokim temperaturama. To je glavni indeks za mjerenje učinkovitosti rezanja materijala alata. Ova se izvedba naziva i crvena tvrdoća materijala za alate.
bolja toplinska vodljivost
Što je veća toplinska vodljivost materijala alata, to više alata prenosi, što je korisno za smanjenje temperature rezanja alata i poboljšanje trajnosti alata.
Dobra izrada
Da bi se olakšala obrada i proizvodnja alata, materijali za alate moraju imati dobra svojstva procesa, kao što su kovanje, valjanje, zavarivanje, rezanje i mljevenje, karakteristike toplinske obrade i visokotemperaturne plastične deformacije materijala alata. Za alate od cementnog karbida i keramike Materijal također zahtijeva dobra svojstva sinterovanja i stvaranja tlaka.