Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-08-23 Происхождение:www.starfishmachine.com
Керамические и металлокерамические фрезы и вставки становятся все более популярными в обрабатывающей промышленности благодаря их способности выдерживать высокие температуры и исключительной твердости. Эти свойства делают их пригодными для высокоскоростной резки и обработки твердых материалов, таких как закаленные стали и суперсплавы. Однако, несмотря на свои преимущества, существует ряд недостатков, связанных с использованием керамических и металлокерамических фрез и вставок. Понимание этих недостатков имеет решающее значение для принятия обоснованных решений в операциях механической обработки.
Одним из основных недостатков керамических и металлокерамических резцов является их хрупкость. В отличие от твердосплавных вставок, которые могут поглощать некоторую степень ударов и вибрации, керамические и металлокерамические материалы гораздо более склонны к растрескиванию и сколам. Эта хрупкость делает их непригодными для прерывистого резания или операций, в которых инструмент подвергается внезапным ударам. Например, при фрезеровании, когда инструмент неоднократно входит в заготовку и выходит из нее, керамические вставки подвергаются более высокому риску разрушения.
Чтобы решить эту проблему, производители часто усиливают керамические материалы усами карбида кремния, которые действуют как волокна и повышают прочность керамической матрицы. Однако даже с этим усилением керамические фрезы остаются более хрупкими по сравнению с твердосплавными инструментами. Это ограничение требует осторожного обращения и особых условий обработки, чтобы предотвратить преждевременный выход инструмента из строя.
Керамические и металлокерамические фрезы очень чувствительны к тепловому удару, который возникает при резком изменении температуры. Эта чувствительность может привести к растрескиванию или сколам режущей кромки. При механической обработке термический удар может возникнуть, когда СОЖ подается неравномерно или когда инструмент переходит от фазы резания к фазе нерезания. Например, при прерывистой операции резания инструмент неоднократно нагревается во время резки и остывает, когда не контактирует с заготовкой, что приводит к термоциклированию, которое может повредить инструмент.
Чтобы снизить риск термического удара, важно поддерживать постоянное применение охлаждающей жидкости или, в некоторых случаях, вообще избегать ее использования. Однако этот подход может ограничить универсальность керамических и металлокерамических инструментов, делая их менее подходящими для определенных условий обработки, где необходима охлаждающая жидкость для контроля температуры заготовки и эвакуации стружки.
Хотя керамические и металлокерамические фрезы превосходно подходят для высокоскоростной обработки твердых материалов, диапазон их применения относительно ограничен по сравнению с твердосплавными инструментами. Керамика особенно эффективна для обработки твердых черных металлов и суперсплавов на основе никеля, но менее подходит для более мягких материалов или материалов с более низким уровнем твердости. Например, керамику не рекомендуется использовать для обработки черных металлов с твердостью ниже 42 Rc из-за возможных проблем с реакцией.
Керметы, представляющие собой комбинацию керамических и металлических материалов, предлагают более широкий спектр применения по сравнению с чистой керамикой. Однако им по-прежнему не хватает той универсальности, которую предлагают твердосплавные инструменты. Керметы в основном используются для чистовых операций и менее эффективны при черновой или тяжелой обработке.
Стоимость керамических и металлокерамических фрез и вставок, как правило, выше, чем твердосплавных инструментов. Эта более высокая стоимость объясняется сложными производственными процессами, связанными с производством этих материалов. Например, керамические вставки подвергаются процессу горячего прессования, при котором используется внешнее тепло и высокое давление для устранения пористости и достижения желаемой твердости. Кроме того, шлифование и формование керамических материалов требуют специального оборудования и технологий, что еще больше увеличивает производственные затраты.
Более того, керамические и металлокерамические инструменты предлагают ограниченные возможности для переточки или восстановления. Если режущая кромка изношена или повреждена, инструмент часто приходится полностью заменять, что со временем приводит к увеличению затрат на инструмент. Это ограничение делает керамические и металлокерамические инструменты менее рентабельными для применений, где требуется частая смена инструмента.
Характер износа керамических и металлокерамических фрез существенно отличается от износа твердосплавных инструментов. Например, керамические пластины имеют тенденцию отслаиваться вдоль режущей кромки из-за давления, вызванного износом задней поверхности. Хотя это отслаивание может привести к появлению новой, более острой кромки при черновой обработке, оно также может привести к непредсказуемой работе инструмента и снижению качества обработки поверхности при чистовой обработке.
С другой стороны, инструменты из кермета более химически инертны, чем твердосплавные, что снижает вероятность образования наростов на кромках и кратерного износа. Тем не менее, они по-прежнему сталкиваются с проблемами поддержания постоянного характера износа, особенно в условиях высоких температур и агрессивных условий резания. Необходимость сбалансировать износостойкость и прочность часто приводит к компромиссам, которые могут повлиять на срок службы и производительность инструмента.
Обработка керамическими и металлокерамическими фрезами предъявляет значительные требования к станку. Для достижения оптимальной производительности при работе с этими материалами необходимы высокие силы резания, агрессивные подачи и высокие скорости шпинделя. В результате станок должен находиться в отличном состоянии, с исправными системами смазки, подшипниками шпинделя и системами линейных направляющих. Любой люфт или люфт в движении станка может привести к вибрациям, которые губительны для керамических и металлокерамических фрез.
Кроме того, держатель инструмента и его установка должны быть жесткими, чтобы минимизировать отклонения и вибрации. Для повышения стабильности во время обработки рекомендуется использовать минимально возможный вылет и использовать толстые хвостовики инструментов или расточные оправки. Эти строгие требования могут ограничить использование керамических и металлокерамических фрез на конкретных станках и установках, снижая их общую гибкость в производственной среде.
Хотя керамические и металлокерамические фрезы и вставки обладают значительными преимуществами с точки зрения твердости, термостойкости и возможности высокоскоростной обработки, они также имеют ряд недостатков. Их хрупкость, чувствительность к тепловому удару, ограниченный диапазон применения, более высокая стоимость, уникальный характер износа и строгие требования к станкам являются важными факторами, которые следует учитывать при выборе режущих инструментов для операций механической обработки. Понимая эти недостатки, производители могут принимать обоснованные решения и оптимизировать процессы обработки для достижения наилучших результатов.
