આધુનિક વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ કઠિનતા સાથે વધુ અને વધુ ઇજનેરી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જ્યારે પરંપરાગત ટર્નિંગ ટેક્નોલોજી સક્ષમ નથી અથવા કેટલીક ઉચ્ચ કઠિનતા સામગ્રીની પ્રક્રિયાને હાંસલ કરી શકતી નથી.કોટેડ કાર્બાઇડ, સિરામિક્સ, PCBN અને અન્ય સુપરહાર્ડ ટૂલ સામગ્રીમાં ઉચ્ચ તાપમાનની કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને થર્મોકેમિકલ સ્થિરતા હોય છે, જે ઉચ્ચ કઠિનતા સામગ્રીને કાપવા માટે સૌથી મૂળભૂત પૂર્વશરત પૂરી પાડે છે અને ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર લાભો પ્રાપ્ત કર્યા છે.સુપરહાર્ડ ટૂલ દ્વારા વપરાતી સામગ્રી અને તેના ટૂલનું માળખું અને ભૌમિતિક પરિમાણો એ હાર્ડ ટર્નિંગને સમજવા માટે મૂળભૂત ઘટકો છે.તેથી, કેવી રીતે સુપરહાર્ડ ટૂલ સામગ્રી પસંદ કરવી અને વાજબી ટૂલ સ્ટ્રક્ચર અને ભૌમિતિક પરિમાણોને કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવું તે સ્થિર હાર્ડ ટર્નિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે નિર્ણાયક છે!
(1) કોટેડ સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ
સારી કઠિનતા સાથે સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ ટૂલ્સ પર સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર સાથે TiN, TiCN, TiAlN અને Al3O2 ના એક અથવા વધુ સ્તરો લાગુ કરો અને કોટિંગની જાડાઈ 2-18 μm છે.કોટિંગમાં સામાન્ય રીતે ટૂલ સબસ્ટ્રેટ અને વર્કપીસ સામગ્રી કરતાં ઘણી ઓછી થર્મલ વાહકતા હોય છે, જે ટૂલ સબસ્ટ્રેટની થર્મલ અસરને નબળી પાડે છે;બીજી બાજુ, તે કટીંગ પ્રક્રિયામાં ઘર્ષણ અને સંલગ્નતાને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે અને કટીંગ ગરમીનું ઉત્પાદન ઘટાડી શકે છે.
જોકે PVD કોટિંગ ઘણા ફાયદાઓ દર્શાવે છે, Al2O3 અને હીરા જેવા કેટલાક કોટિંગ્સ CVD કોટિંગ ટેકનોલોજી અપનાવે છે.Al2O3 એ મજબૂત ગરમી પ્રતિકાર અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર સાથેનું એક પ્રકારનું કોટિંગ છે, જે વિશિષ્ટ સાધનમાંથી કાપવાથી ઉત્પન્ન થતી ગરમીને અલગ કરી શકે છે.CVD કોટિંગ ટેકનોલોજી શ્રેષ્ઠ કટીંગ અસર હાંસલ કરવા અને કટીંગની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે વિવિધ કોટિંગ્સના ફાયદાઓને પણ એકીકૃત કરી શકે છે.
સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ ટૂલ્સની સરખામણીમાં, કોટેડ સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ ટૂલ્સમાં મજબૂતાઈ, કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકારમાં ઘણો સુધારો થયો છે.HRC45~55 ની કઠિનતા સાથે વર્કપીસને ફેરવતી વખતે, ઓછા ખર્ચે કોટેડ સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ હાઇ-સ્પીડ ટર્નિંગનો અનુભવ કરી શકે છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, કેટલાક ઉત્પાદકોએ કોટિંગ સામગ્રી અને અન્ય પદ્ધતિઓમાં સુધારો કરીને કોટેડ ટૂલ્સની કામગીરીમાં સુધારો કર્યો છે.ઉદાહરણ તરીકે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને જાપાનમાં કેટલાક ઉત્પાદકો HV4500~4900 જેટલી કઠિનતા સાથે કોટેડ બ્લેડ બનાવવા માટે સ્વિસ AlTiN કોટિંગ સામગ્રી અને નવી કોટિંગ પેટન્ટ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે, જે 498.56m/મિનિટની ઝડપે HRC47~58 ડાઇ સ્ટીલને કાપી શકે છે. .જ્યારે ટર્નિંગ તાપમાન 1500 ~ 1600 ° સે સુધી હોય છે, ત્યારે પણ કઠિનતા ઘટતી નથી અને ઓક્સિડાઇઝ થતી નથી.બ્લેડની સર્વિસ લાઇફ સામાન્ય કોટેડ બ્લેડ કરતાં ચાર ગણી છે, જ્યારે કિંમત માત્ર 30% છે, અને સંલગ્નતા સારી છે.
(2) સિરામિક સામગ્રી
તેની રચના, માળખું અને દબાવવાની પ્રક્રિયામાં સતત સુધારણા સાથે, ખાસ કરીને નેનોટેકનોલોજીના વિકાસથી, સિરામિક ટૂલ મટિરિયલ્સ સિરામિક ટૂલ્સને સખત બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે.નજીકના ભવિષ્યમાં, સિરામિક્સ હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ અને સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ પછી કટીંગમાં ત્રીજી ક્રાંતિનું કારણ બની શકે છે.સિરામિક ટૂલ્સમાં ઉચ્ચ કઠિનતા (HRA91~95), ઉચ્ચ શક્તિ (બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ 750~1000MPa), સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા, સારી સંલગ્નતા પ્રતિકાર, નીચા ઘર્ષણ ગુણાંક અને ઓછી કિંમતના ફાયદા છે.એટલું જ નહીં, સિરામિક ટૂલ્સમાં ઉચ્ચ તાપમાનની કઠિનતા પણ હોય છે, જે 1200 ° સે પર HRA80 સુધી પહોંચે છે.
સામાન્ય કટીંગ દરમિયાન, સિરામિક ટૂલમાં ખૂબ જ ટકાઉપણું હોય છે, અને તેની કટીંગ ઝડપ સિમેન્ટેડ કાર્બાઈડ કરતા 2~5 ગણી વધારે હોઈ શકે છે.તે ખાસ કરીને ઉચ્ચ કઠિનતા સામગ્રી, અંતિમ અને હાઇ-સ્પીડ મશીનિંગ માટે યોગ્ય છે.તે HRC65 સુધીની કઠિનતા સાથે વિવિધ કઠણ સ્ટીલ અને સખત કાસ્ટ આયર્નને કાપી શકે છે.એલ્યુમિના આધારિત સિરામિક્સ, સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ આધારિત સિરામિક્સ, સેરમેટ અને વ્હિસ્કર ટફન સિરામિક્સનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે.
એલ્યુમિના-આધારિત સિરામિક સાધનોમાં સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ કરતાં વધુ લાલ કઠિનતા હોય છે.સામાન્ય રીતે, કટીંગ એજ હાઇ-સ્પીડ કટીંગ પરિસ્થિતિઓમાં પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ પેદા કરશે નહીં, પરંતુ તેની મજબૂતાઈ અને કઠિનતા ઘણી ઓછી છે.તેની કઠિનતા અને અસર પ્રતિકાર સુધારવા માટે, ZrO અથવા TiC અને TiN મિશ્રણ ઉમેરી શકાય છે.બીજી પદ્ધતિ શુદ્ધ ધાતુ અથવા સિલિકોન કાર્બાઇડ વ્હિસ્કર ઉમેરવાની છે.ઉચ્ચ લાલ કઠિનતા ઉપરાંત, સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ આધારિત સિરામિક્સ પણ સારી કઠિનતા ધરાવે છે.એલ્યુમિના આધારિત સિરામિક્સની તુલનામાં, તેનો ગેરલાભ એ છે કે સ્ટીલનું મશીનિંગ કરતી વખતે ઉચ્ચ તાપમાન પ્રસરણ ઉત્પન્ન કરવું સરળ છે, જે ટૂલના વસ્ત્રોને વધારે છે.સિલિકોન નાઇટ્રાઇડ આધારિત સિરામિક્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ગ્રે કાસ્ટ આયર્નના તૂટક તૂટક વળાંક અને પીસવા માટે થાય છે.
Cermet એ કાર્બાઈડ આધારિત સામગ્રીનો એક પ્રકાર છે, જેમાં TiC એ મુખ્ય સખત તબક્કો છે (0.5-2 μm) તેઓ Co અથવા Ti બાઈન્ડર સાથે જોડાયેલા હોય છે અને સિમેન્ટેડ કાર્બાઈડ ટૂલ્સ જેવા જ હોય છે, પરંતુ તેમની પાસે ઓછી એફિનિટી, સારું ઘર્ષણ અને સારું હોય છે. પ્રતિકાર પહેરો.તે પરંપરાગત સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ કરતાં ઊંચા કટીંગ તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે, પરંતુ તેમાં સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડની અસર પ્રતિકાર, ભારે કટીંગ દરમિયાન કઠિનતા અને ઓછી ઝડપે અને મોટા ફીડની તાકાતનો અભાવ છે.
(3) ક્યુબિક બોરોન નાઈટ્રાઈડ (CBN)
CBN કઠિનતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારમાં હીરા પછી બીજા ક્રમે છે, અને તે ઉત્તમ ઉચ્ચ તાપમાન કઠિનતા ધરાવે છે.સિરામિક્સની તુલનામાં, તેની ગરમી પ્રતિકાર અને રાસાયણિક સ્થિરતા થોડી નબળી છે, પરંતુ તેની અસર શક્તિ અને એન્ટિ-ક્રશિંગ કામગીરી વધુ સારી છે.તે સખત સ્ટીલ (HRC ≥ 50), પર્લિટિક ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન, ચિલ્ડ કાસ્ટ આયર્ન અને સુપરએલોયના કટીંગ માટે વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે.સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ ટૂલ્સની તુલનામાં, તેની કટીંગ ઝડપ એક ક્રમની તીવ્રતા દ્વારા વધારી શકાય છે.
ઉચ્ચ CBN સામગ્રી સાથે સંયુક્ત પોલિક્રિસ્ટલાઇન ક્યુબિક બોરોન નાઇટ્રાઇડ (PCBN) ટૂલમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, ઉચ્ચ સંકુચિત શક્તિ અને સારી અસરની કઠિનતા છે.તેના ગેરફાયદામાં નબળી થર્મલ સ્થિરતા અને ઓછી રાસાયણિક જડતા છે.તે ગરમી-પ્રતિરોધક એલોય, કાસ્ટ આયર્ન અને આયર્ન આધારિત સિન્ટર્ડ ધાતુઓને કાપવા માટે યોગ્ય છે.PCBN ટૂલ્સમાં CBN કણોની સામગ્રી ઓછી છે, અને બાઈન્ડર તરીકે સિરામિક્સનો ઉપયોગ કરતા PCBN ટૂલ્સની કઠિનતા ઓછી છે, પરંતુ તે નબળી થર્મલ સ્થિરતા અને ભૂતપૂર્વ સામગ્રીની ઓછી રાસાયણિક જડતા માટે બનાવે છે, અને સખત સ્ટીલને કાપવા માટે યોગ્ય છે.
ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન અને સખત સ્ટીલને કાપતી વખતે, સિરામિક ટૂલ અથવા સીબીએન ટૂલ પસંદ કરી શકાય છે.આ કારણોસર, કયું પસંદ કરવું તે નક્કી કરવા માટે ખર્ચ-લાભ અને પ્રક્રિયા ગુણવત્તા વિશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવવું જોઈએ.જ્યારે કટીંગ કઠિનતા HRC60 કરતા ઓછી હોય અને નાના ફીડ રેટ અપનાવવામાં આવે, ત્યારે સિરામિક ટૂલ વધુ સારી પસંદગી છે.PCBN ટૂલ્સ HRC60 કરતાં વધુ સખતતા સાથે વર્કપીસ કાપવા માટે યોગ્ય છે, ખાસ કરીને સ્વચાલિત મશીનિંગ અને ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા મશીનિંગ માટે.વધુમાં, PCBN ટૂલ વડે કાપ્યા પછી વર્કપીસની સપાટી પરનો શેષ તણાવ પણ સમાન બાજુના વસ્ત્રોની સ્થિતિમાં સિરામિક ટૂલની તુલનામાં પ્રમાણમાં સ્થિર છે.
કઠણ સ્ટીલને સૂકવવા માટે PCBN ટૂલનો ઉપયોગ કરતી વખતે, નીચેના સિદ્ધાંતોનું પણ પાલન કરવું જોઈએ: મશીન ટૂલની કઠોરતા પરવાનગી આપે તેવી શરત હેઠળ શક્ય હોય ત્યાં સુધી મોટી કટીંગ ઊંડાઈ પસંદ કરો, જેથી કટીંગ વિસ્તારમાં ઉત્પન્ન થતી ગરમી નરમ થઈ શકે. સ્થાનિક રીતે ધારની આગળની ધાતુ, જે અસરકારક રીતે PCBN ટૂલના વસ્ત્રોને ઘટાડી શકે છે.વધુમાં, નાની કટીંગ ઊંડાઈનો ઉપયોગ કરતી વખતે, એ પણ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે PCBN ટૂલની નબળી થર્મલ વાહકતા કટીંગ એરિયામાં ગરમીને ફેલાવવામાં ખૂબ મોડું કરી શકે છે, અને શીયર એરિયા સ્પષ્ટ ધાતુની નરમાઈની અસર પેદા કરી શકે છે, જે ઘટાડી શકે છે. કટીંગ એજના વસ્ત્રો.
2. સુપરહાર્ડ ટૂલ્સના બ્લેડ સ્ટ્રક્ચર અને ભૌમિતિક પરિમાણો
ટૂલના કટીંગ પર્ફોર્મન્સને સંપૂર્ણ પ્લે આપવા માટે ટૂલના આકાર અને ભૌમિતિક પરિમાણોનું વ્યાજબી નિર્ધારણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.ટૂલ સ્ટ્રેન્થના સંદર્ભમાં, ઉંચાથી નીચા સુધીના વિવિધ બ્લેડ આકારોની ટૂલ ટીપની તાકાત છે: ગોળ, 100 ° હીરા, ચોરસ, 80 ° હીરા, ત્રિકોણ, 55 ° હીરા, 35 ° હીરા.બ્લેડ સામગ્રી પસંદ કર્યા પછી, સૌથી વધુ તાકાત સાથે બ્લેડ આકાર પસંદ કરવામાં આવશે.હાર્ડ ટર્નિંગ બ્લેડ પણ શક્ય તેટલી મોટી પસંદ કરવી જોઈએ, અને રફ મશીનિંગ ગોળાકાર અને મોટા ટિપ આર્ક રેડિયસ બ્લેડ સાથે કરવું જોઈએ.પૂર્ણ કરતી વખતે ટીપ આર્ક ત્રિજ્યા લગભગ 0.8 છે μ લગભગ m.
સખત સ્ટીલની ચિપ્સ લાલ અને નરમ ઘોડાની હોય છે, જેમાં ખૂબ જ બરડપણું હોય છે, તોડવામાં સરળ અને બિન-બંધનકર્તા હોય છે.સખત સ્ટીલ કટીંગ સપાટી ઉચ્ચ ગુણવત્તાની હોય છે અને સામાન્ય રીતે ચિપ સંચય પેદા કરતી નથી, પરંતુ કટીંગ ફોર્સ મોટી હોય છે, ખાસ કરીને રેડિયલ કટીંગ ફોર્સ મુખ્ય કટીંગ ફોર્સ કરતા મોટી હોય છે.તેથી, ટૂલમાં નકારાત્મક આગળનો કોણ (ગો ≥ - 5 °) અને પાછળનો મોટો કોણ (ao=10°~15°) નો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.વર્કપીસ અને ટૂલની બકબક ઘટાડવા માટે મુખ્ય ડિફ્લેક્શન એંગલ મશીન ટૂલની કઠોરતા પર આધાર રાખે છે, સામાન્ય રીતે 45 °~ 60 °.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-24-2023