Γενικές απαιτήσεις και κατεύθυνση ανάπτυξης κοπτικών εργαλείων
Για τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή εργαλείων, οι πιο βασικές απαιτήσεις είναι η σκληρότητα τους σε υψηλή θερμοκρασία και η αντοχή στη φθορά. Επιπλέον, πρέπει επίσης να έχουν καλή αντοχή σε κάμψη, σκληρότητα κρούσης και χημική αδράνεια, καθώς και δυνατότητα επεξεργασίας των μεθόδων κατεργασίας όπως η κοπή, η σφυρηλάτηση και η θερμική επεξεργασία. Γενικά, εάν η σκληρότητα του υλικού είναι υψηλή, η αντίσταση στη φθορά θα είναι υψηλή, αλλά η αντοχή στην κάμψη και η αντοχή στην κρούση θα μειωθούν. Όταν το υλικό έχει υψηλή αντοχή, η αντοχή του στην κρούση θα είναι υψηλότερη.
Υπό κανονικές συνθήκες εργασίας, τα εργαλεία κοπής θα δοκιμάσουν την υψηλή θερμοκρασία, την υψηλή πίεση και την υψηλή ταχύτητα και θα αντιμετωπίσουν πολλά δύσκολα στη μηχανή υλικά. Σε ορισμένα μη φυσιολογικά περιβάλλοντα εργασίας, θα συναντηθούν διαβρωτικά υγρά μέσα. Επιπλέον, τα τελευταία χρόνια, με τη συνεχή ανάπτυξη του εξοπλισμού επεξεργασίας, το επίπεδο αυτοματισμού και οι απαιτήσεις για ακρίβεια βελτιώνονται συνεχώς, γεγονός που έχει θέσει νέα θέματα για τη βιομηχανία εργαλείων.
Προκειμένου να ανταποκριθεί στις παραπάνω απαιτήσεις, η βιομηχανία εργαλείων πρέπει να συνεχίσει να αναπτύσσεται και να καινοτομεί, από την εφαρμογή νέων υλικών εργαλείων έως την τεχνολογία επίστρωσης εναπόθεσης ατμού και, στη συνέχεια, στη δομή του εργαλείου με δυνατότητα ευρετηρίασης, τα οποία είναι όλα αποτελεσματικά μέσα για τη βελτίωση της απόδοσης του εργαλείου, και επίσης μια σημαντική αναφορά για τη βιομηχανία κατεργασίας για την επιλογή εργαλείων.
Ταξινόμηση υλικού εργαλείου και λειτουργικά χαρακτηριστικά
Μεταξύ των υλικών κοπτικών εργαλείων, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είναι ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας και το καρβίδιο με τσιμέντο. Ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας είναι το πιο δημοφιλές υλικό εργαλείων λόγω της υψηλής αντοχής σε κάμψη, της αντοχής σε κρούση και της καλής μηχανικής ικανότητας. Το τσιμεντοειδές καρβίδιο χρησιμοποιείται ελαφρώς λιγότερο ευρέως από τον χάλυβα υψηλής ταχύτητας.
Το κυβικό νιτρίδιο του βορίου είναι ένα νέο υλικό εργαλείου που αυξάνεται τα τελευταία χρόνια. Είναι κατάλληλο για κοπή μεταλλικών υλικών όπως σκληρυμένο χάλυβα υψηλής σκληρότητας και σκληρό χυτοσίδηρο. Το πολυκρυσταλλικό διαμάντι είναι κατάλληλο για κοπή μετάλλων χωρίς σίδηρο, κραμάτων, πλαστικών και πλαστικών ενισχυμένων με ίνες γυαλιού. Υπάρχουν επίσης ανθρακούχο χάλυβας εργαλείων και κράμα χάλυβα εργαλείων, τα οποία χρησιμοποιούνται μόνο για την κατασκευή λίμες, μήτρες, βρύσες και άλλα εργαλεία σε αυτό το στάδιο.
Η τεχνολογία επίστρωσης εναπόθεσης ατμού είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για τη βελτίωση της λειτουργίας και της ανθεκτικότητας των εργαλείων. Τα επικαλυμμένα εργαλεία μπορούν να μειώσουν σημαντικά τη φθορά κατά την κοπή και να παρατείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής των εργαλείων. Μεταξύ αυτών, η χημική εναπόθεση χρησιμοποιείται συχνά για την επίστρωση καρβιδίου τιτανίου, νιτριδίου τιτανίου, σκληρού στρώματος οξειδίου αλουμινίου ή σύνθετου σκληρού στρώματος σε εργαλεία καρβιδίου με τσιμέντο. Η φυσική εναπόθεση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επικάλυψη εργαλείων από καρβίδιο με τσιμέντο και χάλυβα υψηλής ταχύτητας.
Μέρος εργασίας του εργαλείου
Ο κόφτης αποτελείται από εξαρτήματα εργασίας και εξαρτήματα σύσφιξης. Το τμήμα εργασίας αναφέρεται στο τμήμα του εργαλείου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία και την επεξεργασία τσιπ, το οποίο συνήθως περιλαμβάνει τη λεπίδα, το αυλάκι θραύσης ή κατσαρώματος τσιπ, το χώρο αφαίρεσης ή συγκράτησης τσιπ, το κανάλι υγρού κοπής και άλλες δομές. Ορισμένα εργαλεία κοπής περιλαμβάνουν μόνο το κοπτικό μέρος, του οποίου η λειτουργία είναι να χρησιμοποιεί την κοπτική άκρη για να κόβει ροκανίδια, όπως εργαλεία τόρνευσης, πλάνη, εργαλεία διάτρησης και εργαλεία φρέζας. Εκτός από το τμήμα κοπής, ορισμένα εξαρτήματα εργασίας του εργαλείου περιλαμβάνουν επίσης το τμήμα βαθμονόμησης, του οποίου η λειτουργία είναι να γυαλίζει την επεξεργασμένη επιφάνεια που έχει κοπεί και να καθοδηγεί το εργαλείο.
Το τμήμα εργασίας του κοπτήρα έχει τρεις διαφορετικές δομές, δηλαδή, ενσωματωμένο τύπο, τύπο συγκόλλησης και τύπο μηχανικής σύσφιξης. Η συνολική δομή είναι να δημιουργεί κοπτικές άκρες στο σώμα του εργαλείου. Η δομή συγκόλλησης είναι να συγκολλήσει τη λεπίδα στο σώμα κοπής χάλυβα. Η μηχανική δομή σύσφιξης σφίγγει τη συγκολλημένη κεφαλή κοπής της λεπίδας στο σώμα του κοπτήρα.
Μέρος σύσφιξης του εργαλείου
Το τμήμα σύσφιξης του εργαλείου έχει δύο διαφορετικούς δομικούς τύπους, δηλαδή, με τρύπες και με λαβές. Το εργαλείο με τρύπα καλύπτεται στον άξονα ή στον άξονα της εργαλειομηχανής μέσω της εσωτερικής οπής και η στρεπτική ροπή μπορεί να μεταδοθεί μέσω του αξονικού κλειδιού ή του τερματικού κλειδιού. Ο κυλινδρικός φρέζας και ο φρέζας με μανίκια ανήκουν σε αυτόν τον τύπο.
Το σχήμα της λαβής ενός εργαλείου με λαβή περιλαμβάνει συνήθως ορθογώνιο, κύλινδρο και κώνο. Το εργαλείο κοπής που χρησιμοποιείται στη στροφή και το πλάνισμα είναι γενικά ορθογώνια λαβή. Η κωνική λαβή φέρει αξονική ώθηση από την κωνικότητα της και μεταδίδει τη ροπή μέσω τριβής. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα κυλινδρικά στελέχη χρησιμοποιούνται σε μικρότερα εργαλεία, όπως τρυπάνια περιστροφής τηγανισμένης ζύμης και μύλους για τη μετάδοση της στρεπτικής ροπής με τη βοήθεια της τριβής που δημιουργείται κατά τη σύσφιξη. Πολλά στελέχη εργαλείων με στελέχη είναι κατασκευασμένα από χάλυβα χαμηλού κράματος, ενώ το τμήμα εργασίας είναι κατασκευασμένο από χάλυβα υψηλής ταχύτητας. Τα δύο μέρη είναι συγκολλημένα με πισινό για να σχηματίσουν ένα ελαττωματικό μαχαίρι.