Развитието на ножовете заема важно място в историята на човешкия прогрес. Още през 28-ми до 20-ти век пр. н. е. в Китай се появяват месингови и медни конуси, свредла, ножове и други медни ножове. В късния период на Воюващите царства (трети век пр. н. е.) се правят медни ножове благодарение на овладяването на технологията за карбуризиране. Бормашините и трионите по това време имаха някои прилики със съвременните плоски бормашини и триони.
снимка
Кратка история на режещите инструменти
Бързото развитие на ножовете идва в края на 18 век с развитието на машини като парни двигатели.
През 1783 г. Рене от Франция за първи път произвежда фрези. През 1923 г. германецът Шротер изобретява циментирания карбид. Когато се използва циментиран карбид, ефективността е повече от два пъти по-висока от тази на бързорежещата стомана, а качеството на повърхността и точността на размерите на детайла, обработен чрез рязане, също са значително подобрени.
Поради високата цена на бързорежещата стомана и циментирания карбид през 1938 г. немската компания Degusa получава патент за керамични ножове. През 1972 г. General Electric Company от Съединените щати произвежда поликристален синтетичен диамант и остриета от поликристален кубичен борен нитрид. Тези неметални инструменти позволяват на инструмента да реже при по-високи скорости.
През 1969 г. шведският Sandvik Steel Works получава патент за производство на карбидни вложки, покрити с титанов карбид, чрез химическо отлагане на пари. През 1972 г. Bangsha и Lagolan в Съединените щати разработиха метод за физическо отлагане на пари за покриване на твърд слой от титанов карбид или титанов нитрид върху повърхността на циментиран карбид или инструменти от високоскоростна стомана. Методът на повърхностно покритие съчетава високата якост и издръжливост на основния материал с високата твърдост и устойчивост на износване на повърхностния слой, така че композитният материал да има по-добри характеристики на рязане.
Поради високата температура, високото налягане, високата скорост и частите, работещи в корозивна течна среда, се използват все по-трудни за обработка материали, а нивото на автоматизация на обработката на рязане и изискванията за точност на обработка стават все по-високи и по-високи . При избора на ъгъла на инструмента е необходимо да се вземе предвид влиянието на различни фактори, като материал на детайла, материал на инструмента, свойства на обработка (груба и крайна обработка) и т.н., които трябва да бъдат избрани разумно според конкретната ситуация.
Общи инструменти за материали: бързорежеща стомана, циментиран карбид (включително металокерамика), керамика, CBN (кубичен борен нитрид), PCD (поликристален диамант), тъй като тяхната твърдост е по-твърда от единица, така че най-общо казано, скоростта на рязане също е Една по-висок от другия.
Анализ на производителността на инструменталните материали
Бързорежеща стомана: Тя може да бъде разделена на обикновена бързорежеща стомана и високопроизводителна високоскоростна стомана.
Обикновената бързорежеща стомана, като W18Cr4V, се използва широко в производството на различни сложни ножове. Неговата скорост на рязане обикновено не е твърде висока и е 40-60m/min при рязане на обикновени стоманени материали.
Високопроизводителна бързорежеща стомана, като W12Cr4V4Mo, се топи чрез добавяне на малко съдържание на въглерод, съдържание на ванадий, кобалт, алуминий и други елементи към обикновената бързорежеща стомана. Издръжливостта му е 1.5-3 пъти по-голяма от тази на обикновената бързорежеща стомана.
снимка
Циментиран карбид: Съгласно GB2075-87 (позоваващ се на стандарт 190) той може да бъде разделен на три категории: P, M и K. Циментираният карбид от тип P се използва главно за обработка на черни метали с дълги стружки, и синьото се използва като знак; Основно се използва тип M. Използва се за обработка на черни и цветни метали и е маркиран с жълто, известен също като твърда сплав с общо предназначение. Тип K се използва главно за обработка на черни метали, цветни метали и неметални материали с къси чипове и е маркиран с червено.
Арабските цифри зад P, M и K показват неговата производителност и натоварване или условия на обработка. Колкото по-малко е числото, толкова по-висока е твърдостта и толкова по-лоша е якостта.
снимка
Керамика: Керамичните материали имат добра устойчивост на износване и могат да обработват материали с висока твърдост, които са трудни или невъзможни за обработка с традиционни инструменти. В допълнение, керамичните режещи инструменти могат да избегнат консумацията на енергия при обработката на отгряване и по този начин могат също да увеличат твърдостта на детайла и да удължат експлоатационния живот на машинното оборудване.
Триенето между керамичното острие и метала е малко при рязане, рязането не се залепва лесно за острието и не е лесно да се създаде натрупан ръб и може да извършва рязане с висока скорост. Следователно, при същите условия грапавостта на повърхността на детайла е относително ниска. Издръжливостта на инструмента е няколко пъти или дори десетки пъти по-висока от тази на традиционните инструменти, което намалява броя на смените на инструмента по време на обработка.
Устойчивост на висока температура, добра червена твърдост. Може да реже непрекъснато при 1200 градуса, така че скоростта на рязане на керамични пластини може да бъде много по-висока от тази на циментиран карбид. Той може да извършва високоскоростно рязане или да реализира "замяна на шлайфане със струговане и фрезоване". Ефективността на рязане е 3-10 пъти по-висока от тази на традиционните режещи инструменти и се постига ефект на спестяване на човекочасове, електричество и брой машинни инструменти с 30 процента -70 процента или повече.
снимка
CBN: Това е вторият понастоящем известен материал с най-висока твърдост. Твърдостта на композитния лист CBN обикновено е HV3000 ~ 5000, който има висока термична стабилност и твърдост при висока температура и има висока устойчивост на окисление. При 1000 градуса С не настъпва окисление и не възниква химическа реакция с материали на основата на желязо при 1200-1300 градуса С. Има добра топлопроводимост и нисък коефициент на триене.
снимка
Поликристален диамант PCD: Диамантените ножове имат характеристиките на висока твърдост, висока якост на натиск, добра топлопроводимост и устойчивост на износване и могат да постигнат висока точност на обработка и ефективност на обработка при високоскоростно рязане. Тъй като структурата на PCD е финозърнесто синтеровано диамантено тяло с различни ориентации, неговата твърдост и устойчивост на износване все още са по-ниски от тези на монокристалния диамант, въпреки добавянето на свързващо вещество. Афинитетът към цветни метали и неметални материали е много малък и не е лесно да залепнат стружки към върха на инструмента, за да образуват натрупан ръб по време на обработката.
снимка
Обобщете
Обхватът на приложение на всеки материал
Бързорежеща стомана: използва се главно в случаи, изискващи висока якост, като инструменти за формоване и сложни форми;
Циментиран карбид: най-широк спектър от приложения, основно способен;
Керамика: Използва се главно при груба обработка и високоскоростна обработка на твърди части, струговане и части от чугун;
CBN: Използва се главно при струговане на твърди части и високоскоростна обработка на части от чугун (най-общо казано, той е по-ефективен от керамиката по отношение на устойчивост на износване, якост на удар и устойчивост на счупване);
PCD: Използва се главно за високоефективно рязане на цветни метали и неметални материали.
