Allgemeine Anforderungen und Entwicklungsrichtung von Zerspanungswerkzeugen
Die wichtigsten Anforderungen an die Werkstoffe für die Herstellung von Werkzeugen sind ihre Hochtemperaturhärte und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus müssen sie auch eine gute Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit und chemische Trägheit sowie die Verarbeitbarkeit durch Bearbeitungsverfahren wie Schneiden, Schmieden und Wärmebehandlung aufweisen. Wenn die Härte des Materials hoch ist, ist im Allgemeinen die Verschleißfestigkeit hoch, aber die Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit nehmen ab. Wenn das Material eine hohe Festigkeit hat, ist seine Schlagzähigkeit höher.
Unter normalen Arbeitsbedingungen werden Schneidwerkzeuge hohen Temperaturen, hohem Druck und hoher Geschwindigkeit ausgesetzt und sind vielen schwer zu bearbeitenden Materialien ausgesetzt. In einigen anormalen Arbeitsumgebungen werden korrosive flüssige Medien angetroffen; Darüber hinaus haben sich in den letzten Jahren mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Bearbeitungsmaschinen der Automatisierungsgrad und die Anforderungen an die Genauigkeit ständig verbessert, was neue Themen für die Werkzeugindustrie aufgeworfen hat.
Um die oben genannten Anforderungen zu erfüllen, muss sich die Werkzeugindustrie weiter entwickeln und innovativ sein, von der Anwendung neuer Werkzeugmaterialien über die Dampfabscheidungsbeschichtungstechnologie bis hin zur indexierbaren Werkzeugstruktur, die alle wirksame Mittel zur Verbesserung der Werkzeugleistung sind auch eine wichtige Referenz für die zerspanende Industrie zur Auswahl von Werkzeugen.
Werkzeugmaterialklassifizierung und funktionelle Eigenschaften
Unter den Schneidwerkzeugmaterialien sind Schnellarbeitsstahl und Hartmetall die am häufigsten verwendeten. Schnellarbeitsstahl ist aufgrund seiner hohen Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit und guten Zerspanbarkeit das beliebteste Werkzeugmaterial. Hartmetall wird etwas weniger häufig verwendet als Schnellarbeitsstahl.
Kubisches Bornitrid ist ein neuer Werkzeugwerkstoff, der in den letzten Jahren auf dem Vormarsch ist. Es eignet sich zum Schneiden von Metallmaterialien wie gehärtetem Stahl mit hoher Härte und hartem Gusseisen; Polykristalliner Diamant eignet sich zum Schneiden von eisenfreien Metallen, Legierungen, Kunststoffen und glasfaserverstärkten Kunststoffen; Es gibt auch Kohlenstoff-Werkzeugstahl und legierten Werkzeugstahl, die in diesem Stadium nur zur Herstellung von Feilen, Matrizen, Gewindebohrern und anderen Werkzeugen verwendet werden.
Die Aufdampfbeschichtungstechnologie ist ein wirksames Mittel, um die Funktion und Haltbarkeit von Werkzeugen zu verbessern. Die beschichteten Werkzeuge können den Verschleiß beim Schneiden stark reduzieren und die Standzeit von Werkzeugen deutlich verlängern. Unter diesen wird häufig chemische Abscheidung verwendet, um Titancarbid, Titannitrid, eine Aluminiumoxid-Hartschicht oder eine Verbundhartschicht auf Sintercarbid-Werkzeugen zu beschichten. Die physikalische Abscheidung kann zum Beschichten von Werkzeugen aus Hartmetall und Schnellarbeitsstahl verwendet werden.
Arbeitsteil des Werkzeugs
Der Schneider besteht aus Arbeitsteilen und Klemmteilen. Der Arbeitsteil bezieht sich auf den Teil des Werkzeugs, der zur Erzeugung und Verarbeitung von Spänen verwendet wird, was normalerweise die Klinge, die Spanbrech- oder Spankrümmungsnut, den Spanabfuhr- oder Spanhalteraum, den Schneidflüssigkeitskanal und andere Strukturen umfasst. Einige Schneidwerkzeuge umfassen nur den Schneidteil, dessen Funktion darin besteht, die Schneidkante zum Schneiden von Spänen zu verwenden, wie z. B. Drehwerkzeuge, Hobel, Bohrwerkzeuge und Fräswerkzeuge; Zusätzlich zum Schneidteil enthalten einige Werkzeugarbeitsteile auch das Kalibrierteil, dessen Funktion darin besteht, die bearbeitete Oberfläche, die geschnitten wurde, zu polieren und das Werkzeug zu führen.
Der Arbeitsteil des Schneiders hat drei unterschiedliche Strukturen, nämlich integraler Typ, Schweißtyp und mechanischer Klemmtyp. Die Gesamtstruktur besteht darin, Schneidkanten am Werkzeugkörper anzubringen; Die Schweißstruktur dient dazu, die Klinge an den Stahlschneiderkörper zu löten; Die mechanische Klemmstruktur klemmt den hartgelöteten Schneidkopf der Klinge auf dem Schneidkörper.
Klemmteil des Werkzeugs
Der Klemmteil des Werkzeugs hat zwei unterschiedliche Konstruktionstypen, nämlich mit Löchern und mit Griffen. Das Werkzeug mit Bohrung wird mittels der Innenbohrung auf die Spindel bzw. Spindel der Werkzeugmaschine aufgesteckt und das Drehmoment kann mittels Axialfeder oder Endfeder übertragen werden. Zylinderfräser und Hülsen-Planfräser gehören alle zu diesem Typ.
Die Form des Griffs eines Werkzeugs mit einem Griff umfasst normalerweise Rechteck, Zylinder und Kegel. Das beim Drehen und Hobeln verwendete Schneidwerkzeug ist im Allgemeinen ein rechteckiger Griff; Konischer Griff trägt durch seine Verjüngung den Axialschub und überträgt das Drehmoment durch Reibung; In kleineren Werkzeugen wie Frittier-Spiralbohrern und Schaftfräsern werden meist zylindrische Schäfte verwendet, um mit Hilfe der beim Spannen entstehenden Reibung Torsionsmomente zu übertragen. Viele Werkzeugschäfte mit Schäften bestehen aus niedrig legiertem Stahl, während das Arbeitsteil aus Schnellarbeitsstahl besteht. Die beiden Teile werden stumpf verschweißt, um ein defektes Messer zu bilden.