Razvoj noževa zauzima važno mjesto u povijesti ljudskog napretka. Već od 28. do 20. stoljeća prije Krista u Kini su se pojavili mjedeni čunjevi i bakreni čunji, svrdla, noževi i drugi bakreni noževi. U kasnom razdoblju zaraćenih država (treće stoljeće pr. Kr.), bakreni noževi su se izrađivali zahvaljujući ovladavanju tehnologijom karburizacije. Bušilice i pile u to vrijeme imale su neke sličnosti s modernim ravnim bušilicama i pilama.
slika
Kratka povijest alata za rezanje
Brzi razvoj noževa došao je u kasnom 18. stoljeću s razvojem strojeva kao što su parni strojevi.
Godine 1783. René iz Francuske prvi je proizveo glodala. Godine 1923. Nijemac Schrotter izumio je cementni karbid. Kada se koristi cementni karbid, učinkovitost je više nego dvostruko veća od brzoreznog čelika, a kvaliteta površine i točnost dimenzija izratka koji se obrađuje rezanjem također su znatno poboljšani.
Zbog visoke cijene brzoreznog čelika i karbida, njemačka tvrtka Degusa 1938. godine dobiva patent za keramičke noževe. Godine 1972. General Electric Company iz Sjedinjenih Država proizvela je oštrice od polikristalnog sintetičkog dijamanta i polikristalnog kubičnog bor nitrida. Ovi nemetalni materijali alata omogućuju alatu rezanje većim brzinama.
Godine 1969., švedski Sandvik Steel Works dobio je patent za proizvodnju karbidnih umetaka obloženih titanijevim karbidom kemijskim taloženjem iz pare. Godine 1972. Bangsha i Lagolan u Sjedinjenim Američkim Državama razvili su metodu fizičkog taloženja iz pare za nanošenje tvrdog sloja titanijevog karbida ili titanijevog nitrida na površinu alata od cementnog karbida ili brzoreznog čelika. Metoda površinskog premazivanja kombinira visoku čvrstoću i žilavost osnovnog materijala s visokom tvrdoćom i otpornošću na trošenje površinskog sloja, tako da kompozitni materijal ima bolju izvedbu rezanja.
Zbog visoke temperature, visokog tlaka, velike brzine i dijelova koji rade u korozivnim tekućim medijima, koriste se sve teže obradivi materijali, a razina automatizacije obrade rezanjem i zahtjevi za preciznošću obrade postaju sve viši i viši . Pri odabiru kuta alata potrebno je uzeti u obzir utjecaj različitih čimbenika, kao što su materijal izratka, materijal alata, svojstva obrade (gruba i završna obrada) itd., koji moraju biti odabrani razumno prema konkretnoj situaciji.
Uobičajeni materijali alata: brzorezni čelik, cementni karbid (uključujući kermet), keramika, CBN (kubni bor nitrid), PCD (polikristalni dijamant), jer je njihova tvrdoća tvrđa od jedan, tako da je općenito brzina rezanja također Jedna viši od drugog.
Analiza svojstava materijala alata
Brzorezni čelik: Može se podijeliti na obični brzorezni čelik i visokoučinkoviti brzorezni čelik.
Obični brzorezni čelik, kao što je W18Cr4V, naširoko se koristi u proizvodnji raznih složenih noževa. Njegova brzina rezanja općenito nije prevelika i iznosi 40-60m/min pri rezanju uobičajenih čeličnih materijala.
Visokoučinkoviti brzorezni čelik, kao što je W12Cr4V4Mo, tali se dodavanjem nešto ugljika, sadržaja vanadija, kobalta, aluminija i drugih elemenata običnom brzoreznom čeliku. Njegova trajnost je 1.5-3 puta veća od izdržljivosti običnog brzoreznog čelika.
slika
Cementirani karbid: prema GB2075-87 (odnosi se na standard 190), može se podijeliti u tri kategorije: P, M i K. Cementirani karbid tipa P uglavnom se koristi za obradu željeznih metala s dugim strugotinama, a plava se koristi kao oznaka; Uglavnom se koristi M-tip. Koristi se za obradu željeznih metala i obojenih metala, a označava se žutom bojom, poznata i kao tvrda legura opće namjene. Tip K se uglavnom koristi za obradu željeznih metala, obojenih metala i nemetalnih materijala s kratkim strugotinama, a označen je crvenom bojom.
Arapski brojevi iza P, M i K označavaju njegovu izvedbu i opterećenje obrade ili uvjete obrade. Što je manji broj, to je veća tvrdoća i lošija žilavost.
slika
Keramika: Keramički materijali imaju dobru otpornost na trošenje i mogu obraditi materijale visoke tvrdoće koje je teško ili nemoguće obraditi tradicionalnim alatima. Osim toga, keramički alati za rezanje mogu izbjeći potrošnju energije pri obradi žarenja, a time i povećati tvrdoću obratka i produžiti radni vijek opreme stroja.
Trenje između keramičke oštrice i metala je malo pri rezanju, rez se ne može lako zalijepiti za oštricu i nije lako proizvesti izgrađeni rub, a može izvesti rezanje velikom brzinom. Stoga je pod istim uvjetima hrapavost površine izratka relativno niska. Trajnost alata je nekoliko puta ili čak nekoliko desetaka puta veća nego kod tradicionalnih alata, što smanjuje broj izmjena alata tijekom obrade.
Otpornost na visoke temperature, dobra crvena tvrdoća. Može kontinuirano rezati na 1200 stupnjeva, tako da brzina rezanja keramičkih pločica može biti puno veća od brzine rezanja od cementnog karbida. Može izvesti rezanje velikom brzinom ili ostvariti "zamjenu brušenja tokarenjem i glodanjem". Učinkovitost rezanja je 3-10 puta veća od one tradicionalnih alata za rezanje, a postiže se učinak uštede radnih sati, električne energije i broja alatnih strojeva za 30 posto -70 posto ili više.
slika
CBN: Ovo je drugi trenutno poznati materijal najveće tvrdoće. Tvrdoća CBN kompozitnog lima općenito je HV3000~5000, što ima visoku toplinsku stabilnost i tvrdoću na visokim temperaturama te ima visoku otpornost na oksidaciju. Na 1000 stupnjeva C ne dolazi do oksidacije i nema kemijske reakcije s materijalima na bazi željeza na 1200-1300 stupnju C. Ima dobru toplinsku vodljivost i nizak koeficijent trenja.
slika
Polikristalni dijamantni PCD: dijamantni noževi imaju karakteristike visoke tvrdoće, visoke tlačne čvrstoće, dobre toplinske vodljivosti i otpornosti na habanje, te mogu postići visoku točnost obrade i učinkovitost obrade pri rezanju velikom brzinom. Budući da je struktura PCD-a fino zrnato sinterirano dijamantsko tijelo s različitim orijentacijama, njegova tvrdoća i otpornost na habanje još uvijek su niže nego kod monokristalnog dijamanta unatoč dodatku veziva. Afinitet s obojenim metalima i nemetalnim materijalima je vrlo mali, a strugotine nije lako zalijepiti za vrh alata kako bi se stvorio izgrađeni rub tijekom obrade.
slika
Rezimirati
Raspon primjene svakog materijala
Brzorezni čelik: uglavnom se koristi u prilikama koje zahtijevaju visoku žilavost kao što su alati za oblikovanje i složeni oblici;
Cementirani karbid: najširi raspon primjena, u osnovi sposoban;
Keramika: Uglavnom se koristi u gruboj i brzoj obradi tvrdih dijelova tokarenja i dijelova od lijevanog željeza;
CBN: Uglavnom se koristi za tokarenje tvrdih dijelova i brzu obradu dijelova od lijevanog željeza (općenito govoreći, učinkovitiji je od keramike u pogledu otpornosti na trošenje, udarne žilavosti i otpornosti na lom);
PCD: Uglavnom se koristi za visokoučinkovito rezanje obojenih metala i nemetalnih materijala.
