Ir jāoptimizē un jāuzlabo alternatīvi materiāli CNC zobratu griešanas mašīnu galvenajām sastāvdaļām, vienlaikus nodrošinot augstu stingrību, termisko stabilitāti un nodilumizturību. Dažiem ir nobriedušas alternatīvas, bet citas joprojām ir izpētes stadijā.
1. Gulta un strukturālie komponenti: čuguns → mākslīgais marmors/kompozītmateriāli
Tradicionālie materiāli: augstas-izturības čuguns (piemēram, HT300), kas nodrošina labu vibrāciju slāpēšanu un izmaksu priekšrocības.
Alternatīvas:
Mākslīgais marmors (epoksīdsveķu betons): nodrošina augstāku termisko stabilitāti un slāpēšanas attiecību, ievērojami samazinot temperatūras izmaiņu ietekmi uz apstrādes precizitāti. To plaši izmanto augstākās klases-modeļos, piemēram, Gleason.
Ar oglekļa šķiedru pastiprināti kompozītmateriāli: Viegli un ar lielisku vibrācijas izturību, bet augstām izmaksām un sarežģītu apstrādi. Pašlaik to galvenokārt izmanto eksperimentālā vai īpaši precīzā{1} iekārtā, un tā vēl nav plaši izmantota.
2. Vārpstas sistēma: leģētais tērauds → īpaši-augstas stiprības tērauda/keramikas gultņu bloks
Tradicionālie materiāli: leģēti tēraudi, piemēram, 20CrMnTi un 38CrMoAlA, ar virsmas cietību, kas uzlabota, karburējot vai nitrīdot.
Alternatīvas:
Mikro-leģēts augstas-izturības tērauds: uzlabo graudu izmēru, pievienojot tādus elementus kā vanādijs un niobijs, uzlabojot noguruma izturību un izmēru stabilitāti.
Keramikas rites elementu gultņi (piem., Si₃N₄): salīdzinot ar visiem -tērauda gultņiem, tiem ir mazāks blīvums, lielāka ātruma spēja un labāka temperatūras izturība, tie ir piemēroti liela ātruma vārpstām, pagarinot kalpošanas laiku un samazinot termisko deformāciju.
Hidrostatiskā gultņu tehnoloģija: izmanto eļļas plēves vai gaisa plēves atbalstu, lai panāktu bezkontakta rotāciju, pilnībā novēršot berzi un nodilumu, tādējādi atspoguļojot ultra-augstas precizitātes vārpstu nākotnes virzienu.
3. Vadošās sliedes sistēma: Rūdīta tērauda vadotnes → Hidrostatiskās vadotnes / Nitrēts čuguns
Tradicionālie materiāli: GCr15 rūdīta tērauda vadotnes vai velmētas lineāras vadotnes.
Alternatīvi risinājumi:
Konstanta plūsma Pastāvīga spiediena kompozīta slēgta-tipa hidrostatiskā virzošā sliede: iztur slodzi caur hidrauliskās eļļas plēvi, panākot nulles nodilumu un augstu-precizitātes kustības vadību, īpaši piemērotas lielām, smagajām{2}}zobratu iekārtām.
Ultra-Audio frekvences cietināšanas virzošais sliede: palielina virzošās sliedes virsmas cietību līdz vairāk nekā 58 HRC, ievērojami uzlabojot nodilumizturību; veiksmīgi pielietots importētajās ātrgaitas{2}}CNC zobratu iekārtās.
Nitrēta čuguna virzošā sliede: pēc virsmas nitrēšanas apstrādes cietība var sasniegt 600–700 HV, ar labāku nodilumizturību nekā parastā dzēšana un mazāk deformācijas.
4. Plīts virsmas un griešanas komponenti: ātrdarbīgs tērauds → karbīda/pārklāti instrumenti
Tradicionālie materiāli: M2, M35 tipa pulvermetalurģijas ātrgriezējs tērauds.
Alternatīvi risinājumi:
Karbīda plīts virsmas: pamatojoties uz WC{0}}Co, piemērotas sausai ātrgaitas{1}}apstrādei. Uzņēmums Gleason Chemicals Amerikas Savienotajās Valstīs ir ieviesis karbīda plīts virsmas konisko zobratu sausai griešanai uz Phoenix darbgaldiem, uzlabojot efektivitāti par 50%. Griešanas instrumenti ar AlCrN/TiAlN pārklājumu: uzlabojiet augstas -temperatūras un oksidācijas pretestību, samaziniet berzes koeficientu, pagariniet instrumenta kalpošanas laiku un atbalstiet "zaļo apstrādi" bez dzesēšanas šķidruma.
CBN (kubiskā bora nitrīda) griezējinstrumenti: Piemēroti rūdīta tērauda zobratu apdarei, ar izcilu nodilumizturību, bet salīdzinoši trausli, galvenokārt izmanto īpašos darba apstākļos.