Razvoj nožev zavzema pomembno mesto v zgodovini človeškega napredka. Že v 28. do 20. stoletju pred našim štetjem so se na Kitajskem pojavili medeninasti stožci in bakreni stožci, svedri, noži in drugi bakreni noži. V poznem obdobju vojskujočih se držav (tretje stoletje pr. n. št.) so bakrene nože izdelovali zaradi obvladovanja tehnologije karburiranja. Takratni svedri in žage so imeli nekaj podobnosti s sodobnimi ploščatimi svedri in žagami.
slika
Kratka zgodovina rezilnih orodij
Hiter razvoj nožev je prišel v poznem 18. stoletju z razvojem strojev, kot so parni stroji.
Leta 1783 je René iz Francije prvi izdelal rezkarje. Leta 1923 je Nemec Schrotter izumil cementni karbid. Pri uporabi cementnega karbida je učinkovitost več kot dvakrat večja od učinkovitosti hitroreznega jekla, kakovost površine in dimenzijska natančnost obdelovanca, obdelanega z rezanjem, pa sta prav tako močno izboljšani.
Zaradi visoke cene hitroreznega jekla in karbida je leta 1938 nemško podjetje Degusa pridobilo patent za keramične nože. Leta 1972 je General Electric Company iz Združenih držav izdelala rezila iz polikristalnega sintetičnega diamanta in polikristalnega kubičnega borovega nitrida. Ti nekovinski materiali orodja omogočajo, da orodje reže pri višjih hitrostih.
Leta 1969 je švedska jeklarna Sandvik Steel Works pridobila patent za proizvodnjo karbidnih vložkov, prevlečenih s titanovim karbidom, s kemičnim naparjevanjem. Leta 1972 sta Bangsha in Lagolan v Združenih državah razvila metodo fizičnega naparjevanja za prevleko trde plasti titanovega karbida ali titanovega nitrida na površino orodij iz cementnega karbida ali hitroreznega jekla. Metoda površinskega premaza združuje visoko trdnost in žilavost osnovnega materiala z visoko trdoto in odpornostjo proti obrabi površinske plasti, tako da ima kompozitni material boljšo rezalno zmogljivost.
Zaradi visoke temperature, visokega tlaka, visoke hitrosti in delov, ki delujejo v korozivnih tekočih medijih, se uporablja vse več materialov, ki jih je težko obdelovati, stopnja avtomatizacije obdelave rezanja in zahteve po natančnosti obdelave pa postajajo vedno višje. . Pri izbiri kota orodja je treba upoštevati vpliv različnih dejavnikov, kot so material obdelovanca, material orodja, lastnosti obdelave (groba in končna obdelava) itd., ki jih je treba izbrati razumno glede na specifično situacijo.
Običajni materiali za orodje: hitrorezno jeklo, cementni karbid (vključno s kermetom), keramika, CBN (kubični borov nitrid), PCD (polikristalni diamant), ker je njihova trdota težja od ena, tako da je na splošno tudi hitrost rezanja ena. višji od drugega.
Analiza učinkovitosti materiala orodja
Hitrorezno jeklo: Razdelimo ga lahko na navadno hitrorezno jeklo in visokozmogljivo hitrorezno jeklo.
Navadno hitrorezno jeklo, kot je W18Cr4V, se pogosto uporablja pri izdelavi različnih kompleksnih nožev. Njegova rezalna hitrost na splošno ni previsoka in znaša 40-60m/min pri rezanju običajnih jeklenih materialov.
Visoko zmogljivo hitrorezno jeklo, kot je W12Cr4V4Mo, se tali z dodajanjem nekaj vsebnosti ogljika, vsebnosti vanadija, kobalta, aluminija in drugih elementov običajnemu hitroreznemu jeklu. Njegova vzdržljivost je 1.5-3-krat večja od običajnega hitroreznega jekla.
slika
Cementni karbid: glede na GB2075-87 (ki se nanaša na standard 190) ga lahko razdelimo v tri kategorije: P, M in K. Cementni karbid tipa P se uporablja predvsem za obdelavo železnih kovin z dolgimi odrezki, in modra se uporablja kot oznaka; V glavnem se uporablja tip M. Uporablja se za obdelavo železnih in neželeznih kovin, označena pa je z rumeno, znana tudi kot trda zlitina za splošno uporabo. Tip K se uporablja predvsem za obdelavo železnih kovin, neželeznih kovin in nekovinskih materialov s kratkimi odrezki in je označen z rdečo barvo.
Arabske številke za P, M in K označujejo njegovo zmogljivost in obremenitev pri obdelavi ali pogoje obdelave. Manjše kot je število, večja je trdota in slabša je žilavost.
slika
Keramika: keramični materiali imajo dobro odpornost proti obrabi in lahko obdelujejo materiale visoke trdote, ki jih je težko ali nemogoče obdelati s tradicionalnimi orodji. Poleg tega se keramična rezalna orodja lahko izognejo porabi energije pri obdelavi žarjenja in tako lahko povečajo trdoto obdelovanca in podaljšajo življenjsko dobo strojne opreme.
Trenje med keramičnim rezilom in kovino je pri rezanju majhno, odrezka ni enostavno prilepiti na rezilo in ni enostavno izdelati zgrajenega roba in lahko izvaja visokohitrostno rezanje. Zato je pod enakimi pogoji površinska hrapavost obdelovanca relativno nizka. Vzdržljivost orodij je nekajkrat ali celo desetkrat večja kot pri tradicionalnih orodjih, kar zmanjša število menjav orodij med obdelavo.
Odpornost na visoke temperature, dobra rdeča trdota. Reže lahko neprekinjeno pri 1200 stopinjah, zato je lahko rezalna hitrost keramičnih ploščic veliko višja od hitrosti rezanja iz cementnega karbida. Izvaja lahko visokohitrostno rezanje ali realizira "nadomestitev brušenja s struženjem in rezkanjem". Učinkovitost rezanja je 3-10-krat večja kot pri tradicionalnih rezalnih orodjih, dosežen pa je učinek prihranka delovnih ur, električne energije in števila obdelovalnih strojev za 30 odstotkov -70 odstotkov ali več.
slika
CBN: To je drugi trenutno znani material z največjo trdoto. Trdota CBN kompozitne plošče je na splošno HV3000 ~ 5000, ki ima visoko toplotno stabilnost in visoko temperaturno trdoto ter ima visoko odpornost proti oksidaciji. Pri 1000 stopinjah C ne pride do oksidacije in ne pride do kemičnih reakcij z materiali na osnovi železa pri 1200-1300 stopinjah C. Ima dobro toplotno prevodnost in nizek koeficient trenja.
slika
Polikristalni diamantni PCD: Diamantni noži imajo značilnosti visoke trdote, visoke tlačne trdnosti, dobre toplotne prevodnosti in odpornosti proti obrabi ter lahko dosežejo visoko natančnost in učinkovitost obdelave pri rezanju z visoko hitrostjo. Ker je struktura PCD fino zrnato diamantno sintrano telo z različnimi orientacijami, sta njegova trdota in odpornost proti obrabi kljub dodatku veziva še vedno nižji kot pri monokristalnem diamantu. Afiniteta z barvnimi kovinami in nekovinskimi materiali je zelo majhna in ostružkov ni enostavno prilepiti na konico orodja, da bi med obdelavo oblikovali robove.
slika
Povzemite
Območje uporabe vsakega materiala
Hitrorezno jeklo: uporablja se predvsem v primerih, ko je potrebna visoka žilavost, kot so orodja za preoblikovanje in kompleksne oblike;
Cementni karbid: najširši spekter uporabe, v bistvu sposoben;
Keramika: Uporablja se predvsem pri grobi obdelavi in hitri obdelavi trdih delov, struženih in delov iz litega železa;
CBN: Uporablja se predvsem pri struženju trdih delov in hitri obdelavi delov iz litega železa (na splošno je učinkovitejši od keramike v smislu odpornosti proti obrabi, udarne žilavosti in odpornosti proti zlomu);
PCD: Uporablja se predvsem za visoko učinkovito rezanje neželeznih kovin in nekovinskih materialov.
