Čo sú kladné a negatívne nástroje na rezanie uhlov sklonu?

 

Pozitívne a negatívne nástroje uhlov rakusu sú základnými typmi nástrojov na rezanie, ktorých geometria hrá rozhodujúcu úlohu pri výkone obrábania. Medzi rôznymi geometrickými parametrami je obzvlášť dôležitý uhol uhlu medzi uhlom rake a referenčnou rovinou kolmou na rezanie povrchu. Na základe smeru tohto uhla sa nástroje kategorizujú ako kladné alebo negatívne hrable. Tento článok poskytuje systematický prehľad ich štrukturálnych charakteristík, pracovných princípov a vhodných aplikácií.

 

 

Pozitívne nástroje uhlov raku

 

Tieto nástroje sú vybavené ruchovou tvárou naklonenou smerom dovnútra smerom k obrobku, čím sa vytvárajú uhol hrable medzi stupňom +5 a +15 stupňom. Štrukturálne majú ostrejší rezný okraj a menšiu kontaktnú plochu medzi hrablou a čipom. Tento konštrukcia uľahčuje hladký prietok triesok a znižuje rezanie rezania.

 

 

II Negatívne nástroje uhlov raku

 

Naopak, negatívne nástroje hrabie majú hrable tvár, ktorá sa nakláňa smerom von z rezného bodu, čím vytvára uhol uhlu -5 do stupňa -10. Vyznačujú sa tupým rezným okrajom a hrubšou, robustnejšou špičkou, ktorá ponúka väčšiu pevnosť a trvanlivosť.

 

 

III výhody a nevýhody

 

Pozitívne nástroje na hranie znižujú reznú silu o 15–25%, zlepšujú evakuáciu ChIP, minimalizujú vytvorenú tvorbu okrajov a dodávajú lepšie povrchové povrchové úpravy (RA <1,6 μm). Vďaka svojej spodnej pevnosti špičky ich však spôsobuje, že počas prerušených rezov alebo pri obrábaní tvrdých materiálov sú náchylné na štiepanie. Majú tiež horší rozptyl tepla, čo vedie k opotrebovaniu kráteru počas vysokorýchlostných operácií a zvyčajne kratšia životnosť nástroja -30-o 40% menej ako ich negatívne náprotivky.

 

Negatívne nástroje na hranie ponúkajú viac ako 50% vyššiu pevnosť hrotu, zlepšenie rozptylu tepla (rezanie teploty znížených o 15–30 stupňov) a často obsahujú obojstranné návrhy na reverzibilné použitie. Nevýhodou generujú o 20–30% vyššie rezné sily, vyžadujú väčší výkon stroja a sú náchylnejšie na vibrácie, najmä v nastaveniach s dlhým previsom.

 

 

 

Porovnanie aplikácií IV a experimentálny návrh

 

Na poskytnutie praktického usmernenia pre výber nástrojov sa uskutočnila porovnávacia štúdia s použitím karbidových nástrojov s {{0}} stupňami a -6 stupňovými uhlami. Obidve boli vložky YG8 potiahnuté Tialn s polomerom špičky 0,4 mm. Obrobok bol ochladený a temperovaný 45# oceľ (φ50 × 200 mm, HRC 28–32), opracovaný na sústruhu CA6140. Merania zahŕňali drsnosť povrchu (Mitutoyo SJ -210), opotrebenie nástroja (mikroskop Olympus DSX510), rezná sila (Kistler 9257B) a teplota (teplomer TI400 IR Fluke TI400).

 

Opravené parametre: Cutting Hĺbka (AP=1 mm), feed fase (f=0. 15 mm\/rev)

Premenná: Cutting Speed ​​(V=60 - 180 m\/min), opakované trikrát za podmienku pre spoľahlivosť.

 

 

V Výsledky a analýza

 

Opotrebenie nástroja sa vyhodnotilo pomocou prahu boku opotrebovania vB=0. 3 mm. Pozitívne nástroje na hranie sa pri vysokých rýchlostiach nosili pomalšie, ale boli náchylné na zastavanú hranu pri nízkych rýchlostiach. Negatívne nástroje na hranie sa vykonávajú dôslednejšie pri stredných až nízkych rýchlostiach, ale pri vysokých rýchlostiach nosili rýchlejšie. Mikroskopia odhalila, že povlaky Tialn zostali rezistentné na oxidáciu aj pri zvýšených teplotách.

 

Negatívne nástroje na hranie vystavené až 50–70% dlhšia životnosť nástroja. Režimy zlyhania sa líšili: Pozitívne nástroje na hranie zlyhali v dôsledku opotrebenia kráteru a štiepania okrajov, zatiaľ čo negatívne nástroje na hranie vykazovali rovnomernejšie opotrebenie bokov, čo naznačuje lepšiu odolnosť voči rozbitiu.

 

Pokiaľ ide o reznú silu, negatívne nástroje na hranie si vyžadovali v priemere zhruba o 17% väčšiu silu. Zvýšenie o 1 stupňa zvýšenia negatívnej sklopnej reznej sily asi o 1%, čo znamená posun od stupňa +5 k -5 stupňu zvýšil silu o takmer 10%. Napriek vyšším rezným silám, negatívne nástroje hrabárov ťažili zo zlepšenej pevnosti okrajov a tepelného regulácie pri vysokých rýchlostiach.

 

Readézie teploty ukázali, že negatívne nástroje na hranie udržiavané rezné teploty o 15–25 stupňov nižšie ako pozitívne nástroje na hrable, najmä zrejmé pri rýchlostiach nad 120 m\/min.

 

Výsledky drsnosti povrchu uprednostňovali negatívne nástroje na hrable (RA: 1,2–1,5 μm oproti 1,6–2. 0 μm). Ich opracované povrchy boli plynulejšie s menším počtom brehov a vibračných značiek, a to vďaka lepšej tuhosti systému a stabilnejšej geometrii okrajov.

 

 

VI Záver

 

Nástroje na karbidové negatívne hrable demonštrujú vynikajúcu životnosť nástroja, tepelnú stabilitu a kvalitu povrchu, ktorá je vhodná pre vysokorýchlostné moderné obrábanie. Pozitívne nástroje na hranie s nižšími reznými silami sú výhodné v nastaveniach s nízkou rigiditou. Najlepšia voľba uhla hrabliska závisí od materiálu obrobku, stavu stroja a špecifickej fázy obrábania.