Wraz z rozwojem technologii obróbki zmieniała się definicja materiałów trudnoobrabialnych.Na tym etapie odnosi się to głównie do stopu tytanu, stopu super żaroodpornego, włókna węglowego i innych materiałów.W ostatnich latach przemysł wytwórczy znacznie zwiększył wymagania dotyczące wysokiej twardości, wysokiej wytrzymałości i wysokiej odporności na zużycie części, a tego rodzaju trudne w obróbce materiały będą coraz częściej spotykane.Ponadto na liście materiałów obrabianych stale pojawiają się nowe, trudne w obróbce materiały.Podczas cięcia trudnych materiałów żywotność narzędzia zostanie znacznie skrócona ze względu na dużą ilość ciepła skrawania.Dlatego konieczne jest podjęcie odpowiednich środków technicznych dla różnych metod skrawania, aby poprawić wydajność obróbki i przedłużyć żywotność narzędzia.
Wymagania materiałów narzędzi skrawających do cięcia materiałów trudnoobrabialnych
Jeśli chodzi o materiały narzędziowe, narzędzia z regularnego azotku boru mają najlepszą twardość w wysokich temperaturach spośród istniejących materiałów narzędziowych i są pierwszym wyborem do obróbki trudnych materiałów.Ponadto korpus spiekany z regularnego azotku boru jest również dobrym wyborem do obróbki stali i materiałów żeliwnych o wysokiej twardości, a wraz ze wzrostem zawartości regularnego azotku boru zwiększa się również żywotność.Obecnie opracowano korpus ze spieku CBN bez spoiwa.
Tytan i stopy tytanu w materiałach trudnoobrabialnych, ze względu na ich wysoką aktywność chemiczną i niską przewodność cieplną, nadają się do cięcia narzędziami diamentowymi o ostrych krawędziach i wysokiej przewodności cieplnej.Ponieważ narzędzie tnące z tego materiału ma mniej ciepła zatrzymywanego na końcówce, a jego właściwości chemiczne są stosunkowo stabilne, może przedłużyć żywotność narzędzia tnącego.Diamentowe narzędzie spiekane nadaje się również do cięcia stopów aluminium, czystej miedzi i innych materiałów.
Oprócz powyższych dwóch materiałów, istnieje nowy rodzaj powlekanego węglika spiekanego, w którym jako osnowę wykorzystuje się stop o bardzo drobnym ziarnie, a do obróbki powłok wybierane są materiały powłokowe o dobrej twardości w wysokich temperaturach.Dzięki zastosowaniu powłok o różnych właściwościach może być prawie odpowiedni do cięcia wszelkiego rodzaju materiałów trudnych w obróbce.Z pomocą niektórych materiałów powłokowych o doskonałej wydajności, ten rodzaj narzędzia został zastosowany w dziedzinie obróbki szybkościowej.
Wymagania dotyczące kształtu narzędzia skrawającego do obróbki trudnych materiałów
Przyjrzyjmy się geometrii narzędzia, która jest również bardzo ważnym wyznacznikiem, który bezpośrednio wpływa na wydajność materiału narzędzia.Obejmuje to głównie kąt przedni, kąt tylny i kąt cięcia narzędzia, a także pewną obróbkę końcówki narzędzia.W ostatnich latach, wraz z szeroką promocją i zastosowaniem technologii frezowania wysokoobrotowego, głównym nurtem stało się frezowanie odwrotne o małej głębokości skrawania, co sprzyja zmniejszeniu obciążenia zębów frezu i poprawie prędkości posuwu.Aby dostosować się do tego trendu, idea projektowa kształtu ostrza narzędzia również przechodzi „ewolucję”.
Przy wierceniu materiałów trudnoobrabialnych, w celu zminimalizowania momentu obrotowego i ciepła skrawania, konieczne jest kontrolowanie powierzchni styku pomiędzy powierzchniami skrawającymi w minimalnym zakresie.Środki, które można podjąć, to zwiększenie ostrego kąta wiertła i przeprowadzenie szlifowania krzyżowego.Poważnym problemem jest trudność w usuwaniu wiórów podczas wiercenia.Aby ułatwić odprowadzanie wiórów, z tyłu ostrza wiertła można ustawić wylot strumienia chłodziwa, co jest bardzo skuteczną metodą poprawy chłodzenia i efektu usuwania wiórów.
Wymagania dotyczące warunków skrawania przy obróbce materiałów trudnych
Przy cięciu trudnych materiałów zwykle ustawiane są tylko bardzo niskie warunki obróbki.Jednak wraz z poprawą wydajności narzędzi i zastosowaniem szybkich obrabiarek CNC i szybkiego frezowania, warunki skrawania trudnych do obróbki materiałów uległy znacznej poprawie, a nawet wkroczyły w erę szybkiego skrawania.
Obecnie wymagania skrawania materiałów trudnoobrabialnych dla warunków skrawania koncentrują się głównie na zmniejszeniu obciążenia krawędzi skrawającej narzędzia i zmniejszeniu ciepła skrawania.Zastosowanie małej głębokości skrawania może skutecznie zmniejszyć obciążenie krawędzi skrawającej narzędzia, aby poprawić prędkość skrawania i prędkość posuwu;Cięcie przerywane pozwala uniknąć pozostawania dużej ilości ciepła na krawędzi skrawającej.Na przykład przy wykańczaniu otworów trend polegający na stosowaniu metody przerywanego skrawania w celu zastąpienia tradycyjnej metody ciągłego skrawania jest bardziej korzystny dla zwiększenia stabilności skrawania, poprawy wydajności usuwania wiórów i przedłużenia żywotności narzędzia.Ta sama strategia obróbki jest również stosowana do obróbki otworów na śruby.
Podczas obróbki zgrubnej trudnych materiałów za pomocą frezu kulkowego, kształt narzędzia i mocowanie powinny być dobrze dopasowane, co może poprawić dokładność obrotu i sztywność mocowania części skrawającej narzędzia, aby zapewnić maksymalizację posuwu na ząb pod warunkiem szybkiego obrotu, a jednocześnie może przedłużyć żywotność narzędzia.