Орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологи хөгжихийн хэрээр өндөр хатуулагтай инженерийн материал улам бүр нэмэгдэж байгаа бол уламжлалт эргэлтийн технологи нь чадваргүй эсвэл зарим өндөр хатуулагтай материалыг боловсруулах боломжгүй юм.Бүрсэн карбид, керамик, PCBN болон бусад супер хатуу багажийн материалууд нь өндөр температурт хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, термохимийн тогтвортой байдал зэрэг нь өндөр хатуулагтай материалыг огтлох хамгийн үндсэн урьдчилсан нөхцөлийг бүрдүүлдэг бөгөөд үйлдвэрлэлд ихээхэн үр өгөөжтэй байдаг.Хэт хатуу хэрэгсэлд ашигласан материал, түүний бүтэц, геометрийн параметрүүд нь хатуу эргэлтийг хэрэгжүүлэх үндсэн элементүүд юм.Иймээс хэт хатуу багажны материалыг хэрхэн сонгох, багажийн оновчтой бүтэц, геометрийн параметрүүдийг хэрхэн төлөвлөх нь хатуу эргэлтийг тогтвортой байлгахад маш чухал юм!
(1) Бүрсэн цементэн карбид
Элэгдэлд тэсвэртэй TiN, TiCN, TiAlN, Al3O2-ийн нэг буюу хэд хэдэн давхаргыг хатуу чанар сайтай цементжүүлсэн карбид багаж дээр түрхэж, бүрээсийн зузаан нь 2-18 мкм байна.Бүрхүүл нь ихэвчлэн багажийн субстрат болон ажлын хэсгийн материалаас хамаагүй бага дулаан дамжуулалттай байдаг бөгөөд энэ нь багажны субстратын дулааны нөлөөг сулруулдаг;Нөгөө талаас, энэ нь зүсэх явцад үрэлт, наалдацыг үр дүнтэй сайжруулж, зүсэх дулааныг багасгах боломжтой.
PVD бүрэх нь олон давуу талтай хэдий ч Al2O3, алмааз зэрэг зарим бүрээс нь CVD бүрэх технологийг ашиглах хандлагатай байдаг.Al2O3 нь тусгай багажнаас зүсэх замаар үүссэн дулааныг ялгаж чаддаг хүчтэй халуунд тэсвэртэй, исэлдэлтийн эсэргүүцэлтэй нэг төрлийн бүрхүүл юм.CVD бүрэх технологи нь хамгийн сайн зүсэх үр дүнд хүрч, зүсэх хэрэгцээг хангахын тулд янз бүрийн бүрээсийн давуу талыг нэгтгэж чаддаг.
Цементжүүлсэн карбидын багажтай харьцуулахад бүрсэн цементэн карбидын багаж нь хүч чадал, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлын хувьд ихээхэн сайжирсан.HRC45~55 хатуулагтай бэлдэцийг эргүүлэх үед хямд үнэтэй бүрсэн цементэн карбид нь өндөр хурдтай эргэлт хийх боломжтой.Сүүлийн жилүүдэд зарим үйлдвэрлэгчид бүрэх материал болон бусад аргуудыг сайжруулах замаар бүрсэн багажны гүйцэтгэлийг сайжруулж байна.Жишээлбэл, АНУ, Японы зарим үйлдвэрлэгчид Швейцарийн AlTiN бүрэх материал болон шинэ бүрэх патентлагдсан технологийг ашиглан HV4500~4900 хүртэл хатуулагтай бүрсэн ирийг үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь HRC47~58 төрлийн ганг 498.56м/мин хурдтайгаар зүсэх чадвартай. .Эргэлтийн температур 1500 ~ 1600 ° C хүртэл байх үед хатуулаг нь буурахгүй, исэлддэггүй.Хутганы ашиглалтын хугацаа нь ерөнхий бүрээстэй ирээс дөрөв дахин их байдаг бол өртөг нь ердөө 30%, наалдамхай чанар сайтай байдаг.
(2) Керамик материал
Түүний найрлага, бүтэц, шахах үйл явц тасралтгүй сайжирч, ялангуяа нано технологи хөгжихийн хэрээр керамик багажны материалууд керамик багажийг хатууруулах боломжтой болж байна.Ойрын ирээдүйд керамик нь өндөр хурдны ган, цементжүүлсэн карбидын дараа зүсэх гурав дахь хувьсгалыг үүсгэж магадгүй юм.Керамик багаж нь өндөр хатуулаг (HRA91~95), өндөр бат бэх (нугалах бат бэх 750~1000МПа), элэгдэлд тэсвэртэй, химийн сайн тогтвортой байдал, сайн наалддаг, үрэлтийн коэффициент бага, үнэ хямд зэрэг давуу талуудтай.Үүгээр зогсохгүй, керамик хэрэгсэл нь өндөр температурт хатуулагтай бөгөөд 1200 ° C-д HRA80 хүрдэг.
Ердийн зүсэлтийн үед керамик хэрэгсэл нь маш өндөр бат бөх бөгөөд зүсэх хурд нь цементжүүлсэн карбидаас 2 ~ 5 дахин их байдаг.Энэ нь ялангуяа өндөр хатуулагтай материалыг боловсруулах, өнгөлгөө, өндөр хурдтай боловсруулахад тохиромжтой.Энэ нь HRC65 хүртэл хатуулагтай төрөл бүрийн хатуурсан ган болон хатуурсан цутгамал төмрийг огтлох боломжтой.Ихэвчлэн хөнгөн цагааны исэлд суурилсан керамик, цахиурын нитрид дээр суурилсан керамик, кермет болон сахалтай хатууруулсан керамикууд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Хөнгөн цагааны исэлд суурилсан керамик хэрэгсэл нь цементжүүлсэн карбидаас илүү улаан хатуулагтай байдаг.Ерөнхийдөө зүсэлтийн ирмэг нь өндөр хурдтай зүсэх нөхцөлд хуванцар хэв гажилт үүсгэхгүй боловч түүний хүч чадал, хатуулаг нь маш бага байдаг.Бат бөх чанар, нөлөөллийн эсэргүүцлийг сайжруулахын тулд ZrO эсвэл TiC ба TiN хольцыг нэмж болно.Өөр нэг арга бол цэвэр металл эсвэл цахиурын карбидын сахал нэмэх явдал юм.Өндөр улаан хатуулагаас гадна цахиурын нитрид дээр суурилсан керамик нь сайн хатуулагтай байдаг.Хөнгөн цагааны исэлд суурилсан керамиктай харьцуулахад сул тал нь ган боловсруулах үед өндөр температурт диффузийг бий болгоход хялбар байдаг бөгөөд энэ нь багажны элэгдлийг улам хүндрүүлдэг.Цахиурын нитрид дээр суурилсан керамик эдлэлийг голчлон саарал цутгамал төмрийг үе үе эргүүлэх, тээрэмдэхэд ашигладаг.
Кермет нь нэг төрлийн карбид дээр суурилсан материал бөгөөд TiC нь үндсэн хатуу фаз (0.5-2 мкм) бөгөөд тэдгээр нь Co эсвэл Ti холбогчтой хосолсон бөгөөд цементжүүлсэн карбидын багажтай төстэй боловч тэдгээр нь бага наалдацтай, сайн үрэлттэй, сайн байдаг. элэгдэлд тэсвэртэй.Энэ нь ердийн цементжүүлсэн карбидаас илүү өндөр зүсэх температурыг тэсвэрлэх чадвартай боловч цементжүүлсэн карбидын цохилтод тэсвэртэй, хүнд зүсэлт хийх үед хатуулаг, бага хурдтай, их хэмжээний тэжээлд бат бөх чанаргүй байдаг.
(3) Куб борын нитрид (CBN)
CBN нь хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй чанараараа алмазын дараа ордог бөгөөд өндөр температурт маш сайн хатуулагтай байдаг.Керамиктай харьцуулахад халуунд тэсвэртэй, химийн тогтвортой байдал нь бага зэрэг муу боловч цохилтын бат бэх, бутлахаас хамгаалах үйл ажиллагаа илүү сайн байдаг.Энэ нь хатуурсан ган (HRC ≥ 50), сувдан саарал цутгамал төмөр, хөргөсөн цутгамал төмөр, супер хайлш зэргийг огтлоход өргөн хэрэглэгддэг.Цементжүүлсэн карбидын багажтай харьцуулахад түүний зүсэх хурдыг нэг дарааллаар нэмэгдүүлэх боломжтой.
CBN-ийн өндөр агууламжтай нийлмэл поликристал куб бор нитрид (PCBN) хэрэгсэл нь өндөр хатуулагтай, элэгдэлд тэсвэртэй, шахалтын өндөр бат бэх, сайн цохилтод тэсвэртэй байдаг.Үүний сул тал нь дулааны тогтвортой байдал муу, химийн идэвхгүй байдал юм.Энэ нь халуунд тэсвэртэй хайлш, цутгамал төмөр, төмрийн үндсэн дээр цутгасан металлыг огтлоход тохиромжтой.ПХБН багаж дахь CBN тоосонцрын агууламж бага, керамикийг холбогч болгон ашигладаг ПХБН багажны хатуулаг бага боловч өмнөх материалын дулааны тогтворгүй байдал, химийн бага инерцийг нөхөж, хатуурсан ган зүсэхэд тохиромжтой.
Саарал ширэм, хатууруулсан ган хайчлахдаа керамик хэрэгсэл эсвэл CBN хэрэгслийг сонгож болно.Ийм учраас алийг нь сонгохоо тодорхойлохын тулд зардал-үр ашгийн болон боловсруулалтын чанарын шинжилгээ хийх хэрэгтэй.Зүсэх хатуулаг нь HRC60-аас бага, тэжээлийн хурд бага байвал керамик хэрэгсэл нь илүү сайн сонголт болно.PCBN хэрэгсэл нь HRC60-аас дээш хатуулагтай бэлдэцийг огтлох, ялангуяа автомат боловсруулалт, өндөр нарийвчлалтай боловсруулахад тохиромжтой.Нэмж дурдахад, PCBN хэрэгслээр зүссэний дараа ажлын хэсгийн гадаргуу дээрх үлдэгдэл стресс нь ижил хажуугийн элэгдлийн нөхцөлд керамик багажтай харьцуулахад харьцангуй тогтвортой байдаг.
ПХБН багажийг хатаасан хатууруулсан ган хайчлахад ашиглахдаа дараах зарчмуудыг баримтална: зүсэх хэсэгт үүссэн дулааныг зөөлрүүлэхийн тулд машины багажийн хөшүүн чанар зөвшөөрөгдсөн нөхцөлд аль болох их зүсэх гүнийг сонгох. ирмэгийн урд талын металлыг орон нутгийн хэмжээнд, энэ нь ПХБН хэрэгслийн элэгдлийг үр дүнтэй бууруулах боломжтой.Нэмж дурдахад, жижиг зүсэлтийн гүнийг ашиглахдаа ПХБН-ийн бага дулаан дамжуулалт нь зүсэх талбайн дулааныг хэт хожуу тарааж, зүсэх хэсэг нь илэрхий металл зөөлрүүлэх нөлөө үзүүлдэг болохыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. зүсэлтийн ирмэгийн элэгдэл.
2. Хэт хатуу багажийн ирний бүтэц, геометрийн параметрүүд
Багажны хэлбэр, геометрийн параметрүүдийг үндэслэлтэй тодорхойлох нь багажийн зүсэлтийн гүйцэтгэлд бүрэн тоглоход маш чухал юм.Багажны бат бэхийн хувьд янз бүрийн хэлбэрийн ирний үзүүрийн хүч нь өндөрөөс доош хүртэл: дугуй, 100 ° алмаз, дөрвөлжин, 80 ° алмаз, гурвалжин, 55 ° алмаз, 35 ° алмаз.Хутганы материалыг сонгосны дараа хамгийн их хүч чадал бүхий ирний хэлбэрийг сонгоно.Хатуу эргүүлэх ирийг мөн аль болох томоор сонгож, барзгар боловсруулалтыг дугуй ба том нумын радиустай хутгаар хийх хэрэгтэй.Үзүүрийн нумын радиус нь дуусах үед 0.8 орчим байна μ Ойролцоогоор м.
Хатуу ган чипс нь улаан, зөөлөн тууз бөгөөд маш хэврэг, эвдэхэд хялбар, наалддаггүй.Хатуу ган зүсэх гадаргуу нь өндөр чанартай бөгөөд ерөнхийдөө чип хуримтлал үүсгэдэггүй, гэхдээ зүсэх хүч их, ялангуяа радиаль зүсэх хүч нь үндсэн зүсэх хүчнээс их байдаг.Тиймээс багаж нь урд талын сөрөг өнцөг (явх ≥ - 5 °) болон том арын өнцөг (ao=10°~15°) ашиглах ёстой.Үндсэн хазайлтын өнцөг нь ажлын хэсэг болон багажны дуугаралтыг багасгахын тулд машин хэрэгслийн хөшүүн чанар, ерөнхийдөө 45 ° ~ 60 ° -аас хамаарна.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 2-р сарын 24-ний хооронд