Загальні вимоги та напрями розробки різальних інструментів
Основними вимогами до матеріалів, які використовуються у виробництві інструментів, є їх високотемпературна твердість і зносостійкість. Крім того, вони також повинні мати хорошу міцність на вигин, ударну в’язкість і хімічну інерцію, а також придатність до таких методів механічної обробки, як різання, кування та термічна обробка. Як правило, якщо твердість матеріалу висока, зносостійкість буде високою, але міцність на вигин і ударна в'язкість зменшаться. Коли матеріал має високу міцність, його ударна в’язкість буде вищою.
За звичайних робочих умов ріжучі інструменти випробовуються високою температурою, високим тиском і високою швидкістю, а також стикаються з багатьма складними для обробки матеріалами; У деяких ненормальних робочих середовищах можна зустріти корозійні рідини; Крім того, в останні роки з безперервним розвитком технологічного обладнання рівень автоматизації та вимоги до точності постійно вдосконалюються, що висуває нові теми для інструментальної промисловості.
Щоб відповідати вищезазначеним вимогам, індустрія інструментів повинна продовжувати розвиватися та впроваджувати інновації, починаючи від застосування нових інструментальних матеріалів і закінчуючи технологією нанесення покриттів з парової фази, а потім індексуючи структуру інструменту, що є ефективним засобом для покращення продуктивності інструменту та також важливий орієнтир для машинобудівної промисловості для вибору інструментів.
Класифікація інструментальних матеріалів та функціональні характеристики
Серед матеріалів ріжучого інструменту найчастіше використовуються швидкорізальна сталь і твердий сплав. Швидкорізальна сталь є найпопулярнішим інструментальним матеріалом через її високу міцність на вигин, ударну в'язкість і хорошу оброблюваність. Цементований карбід використовується трохи рідше, ніж швидкорізальна сталь.
Кубічний нітрид бору є новим інструментальним матеріалом, який зростає в останні роки. Він підходить для різання металевих матеріалів, таких як загартована сталь високої твердості та твердий чавун; Полікристалічний алмаз підходить для різання беззалізних металів, сплавів, пластмас і армованих склопластиком; Є також вуглецева інструментальна сталь і легована інструментальна сталь, які на цьому етапі використовуються тільки для виготовлення напилків, матриць, мітчиків та інших інструментів.
Технологія нанесення покриття з парової фази є ефективним засобом покращення функціонування та довговічності інструментів. Інструменти з покриттям можуть значно зменшити знос при різанні та значно подовжити термін служби інструментів. Серед них хімічне осадження часто використовується для покриття твердого шару карбіду титану, нітриду титану, оксиду алюмінію або композитного твердого шару на інструментах із цементованого карбіду. Фізичне осадження можна використовувати для покриття інструментів із твердого сплаву та швидкорізальної сталі.
Робоча частина інструменту
Фреза складається з робочих частин і затискних частин. Робоча частина відноситься до частини інструменту, яка використовується для створення та обробки стружки, яка зазвичай включає лезо, борозенку для ламання стружки або скручування стружки, простір для видалення стружки або простір для утримання стружки, канал для ріжучої рідини та інші структури. Деякі ріжучі інструменти містять лише ріжучу частину, функцією якої є використання ріжучої кромки для різання стружки, наприклад токарні інструменти, рубанки, розточувальні інструменти та фрезерні інструменти; На додаток до ріжучої частини, деякі робочі частини інструменту також включають калібрувальну частину, функція якої полягає в поліруванні обробленої поверхні, що була вирізана, і направлянні інструменту.
Робоча частина фрези має три різні конструкції, а саме: інтегральний тип, тип зварювання та тип механічного затиску. Загальна конструкція полягає у виготовленні ріжучих кромок на корпусі інструменту; Зварювальна конструкція полягає в тому, щоб припаяти лезо до сталевого корпусу різця; Механічна затискна конструкція затискає паяну ріжучу головку леза на корпусі різця.
Затискна частина інструменту
Затискна частина інструменту має два різних конструктивних типи, а саме з отворами і з ручками. Інструмент з отвором закріплюється на шпинделі або шпинделі верстата за допомогою внутрішнього отвору, а крутний момент може передаватися за допомогою осьової або кінцевої шпонки. До цього типу належать циліндричні фрези та торцеві фрези для втулок.
Форма ручки інструменту з рукояткою зазвичай включає прямокутник, циліндр і конус. Ріжучий інструмент, який використовується при точінні та струганні, зазвичай має прямокутну ручку; Конічна рукоятка за рахунок конусності несе осьову тягу і передає крутний момент за допомогою тертя; У більшості випадків циліндричні хвостовики використовуються в менших інструментах, таких як спіральні свердла для смаженого тіста та кінцеві фрези, для передачі крутного моменту за допомогою тертя, що виникає під час затискання. Багато хвостовики інструменту з хвостовиками виготовляють з низьколегованої сталі, а робоча частина - зі швидкорізальної сталі. Дві частини зварені встик, утворюючи дефектний ніж.