Hva er positive og negative rakevinkelskjæreverktøy?

 

Positive og negative rakevinkelverktøy er grunnleggende typer skjæreverktøy hvis geometri spiller en avgjørende rolle i maskineringsytelsen. Blant de forskjellige geometriske parametrene, er rakevinkelen-vinkelen mellom verktøyets rake ansikt og et referanseplan vinkelrett på den skjære overflaten-er spesielt viktig. Basert på retningen på denne vinkelen, kategoriseres verktøy som å ha en positiv eller negativ rake. Denne artikkelen gir en systematisk oversikt over deres strukturelle egenskaper, arbeidsprinsipper og passende applikasjoner.

 

 

Jeg positive rake vinkelverktøy

 

Disse verktøyene har et rake ansikt som er skrå innover mot arbeidsstykket, og danner en rakevinkel mellom +5 grad og +15 grad. Strukturelt sett har de en skarpere banebrytende og et mindre kontaktområde mellom rakeflaten og brikken. Denne utformingen letter jevn chipstrømning og reduserer skjæringsmotstanden.

 

 

II negative rake vinkelverktøy

 

I kontrast har negative rakeverktøy et rake ansikt som vipper utover fra skjærepunktet, og skaper en rakevinkel på -5 grad til -10 grad. De er preget av en slemmer og et tykkere, mer robust spiss, og gir større styrke og holdbarhet.

 

 

III fordeler og ulemper

 

Positive rake-verktøy reduserer skjærekraften med 15–25%, forbedrer chip-evakuering, minimerer bebygd kantdannelse og leverer bedre overflatebehandlinger (RA <1,6μm). Imidlertid gjør deres nedre spissstyrke dem utsatt for flis under avbrutte kutt eller når de bearbeider harde materialer. De har også dårligere varmeavledning, noe som fører til kraterklær under høyhastighetsoperasjoner og typisk kortere verktøylevetid -30-40% mindre enn deres negative kolleger.

 

Negative rake-verktøy tilbyr mer enn 50% høyere spissstyrke, forbedret varmeavledning (kuttingstemperaturer redusert med 15–30 grader), og har ofte dobbeltsidige design for reversibel bruk. På ulempen genererer de 20–30% høyere skjærekrefter, krever større maskinkraft og er mer utsatt for vibrasjoner, spesielt i lange overhengsoppsett.

 

 

 

IV applikasjonssammenligning og eksperimentell design

 

For å gi praktisk veiledning for valg av verktøy, ble en sammenlignende studie utført ved bruk av karbidverktøy med {{0}} grad og -6 grad rakevinkler. Begge var Tialn-belagte YG8-innlegg med en 0,4 mm spissradius. Arbeidsstykket ble slukket og temperert 45# stål (φ50 × 200 mm, HRC 28–32), maskinert på en CA6140 dreiebenk. Målinger inkluderte overflateuhet (Mitutoyo SJ -210), verktøyklær (Olympus DSX510 mikroskop), skjærekraft (Kistler 9257B) og temperatur (Fluke Ti400 IR -termometer).

 

Faste parametere: kuttedybde (ap=1 mm), fôrhastighet (f=0. 15 mm\/rev)

Variabel: skjærehastighet (V=60 - 180 m\/min), gjentatt tre ganger per tilstand for pålitelighet.

 

 

V Resultater og analyse

 

Verktøyslitasje ble evaluert ved bruk av en flank slitesterskel for VB=0. 3 mm. Positive rake-verktøy hadde saktere i høye hastigheter, men var utsatt for oppbygd kant i lave hastigheter. Negative rake-verktøy presterte mer konsekvent i middels til lav hastighet, men hadde raskere i høye hastigheter. Mikroskopi avslørte at Tialn-belegg forble oksidasjonsresistent selv ved forhøyede temperaturer.

 

Negative rake -verktøy viste opptil 50–70% lengre levetid. Feilmoduser var forskjellige: Positive rake -verktøy mislyktes på grunn av krater slitasje og kantflis, mens negative rakeverktøy viste mer jevn flankklær, noe som indikerer bedre motstand mot brudd.

 

Når det gjelder skjæringskraft, krevde negative rakeverktøy omtrent 17% mer kraft i gjennomsnitt. En økning på 1 grad i negativ rake hevet skjærekraft med omtrent 1%, noe som betyr et skifte fra +5 grad til -5 grad økt kraft med nesten 10%. Til tross for høyere skjærekrefter, hadde negative rakeverktøy fordel av forbedret kantstyrke og termisk kontroll i høye hastigheter.

 

Temperaturavlesninger viste at negative rakeverktøy opprettholdt kuttingstemperaturer 15–25 grader lavere enn positive rakeverktøy, spesielt tydelige i hastigheter over 120 m\/min.

 

Resultater av overflateuhet favoriserte negative rakeverktøy (RA: 1,2–1,5μm mot 1,6–2. 0 μm). Deres maskinerte overflater var jevnere med færre burr og vibrasjonsmerker, takket være bedre systemstivhet og mer stabil kantgeometri.

 

 

Vi konklusjon

 

Karbid negative rakeverktøy viser overlegen verktøyets levetid, termisk stabilitet og overflatekvalitet som gjør dem godt egnet for høyhastighets moderne maskinering. Positive rake-verktøy, med sine lavere kuttekrefter, er å foretrekke i oppsett med lav stivhet. Det beste valg av rakevinkel avhenger av arbeidsstykke, maskintilstand og det spesifikke maskineringstrinnet.