Alternativní materiály pro klíčové součásti CNC odvalovacích strojů na ozubení je třeba optimalizovat a modernizovat při zajištění vysoké tuhosti, tepelné stability a odolnosti proti opotřebení. Některé mají vyspělé alternativy, zatímco jiné jsou stále ve fázi průzkumu.
1. Postel a konstrukční prvky: Litina → Umělý mramor / Kompozitní materiály
Tradiční materiály: Litina s vysokou{0}}pevností (např. HT300), která nabízí dobré tlumení vibrací a zvýhodňuje náklady.
Alternativy:
Umělý mramor (epoxidový pryskyřičný beton): Nabízí vyšší tepelnou stabilitu a poměr tlumení, čímž výrazně snižuje vliv teplotních změn na přesnost obrábění. Je široce používán v-vyšších modelech, jako je Gleason.
Kompozitní materiály vyztužené uhlíkovými vlákny: Lehké a s vynikající odolností proti vibracím, ale vysoké náklady a obtížné zpracování. V současné době se většinou používá v experimentálních nebo ultra{1}}přesných zařízeních a dosud nebyl široce přijat.
2. Systém vřetena: Legovaná ocel → Ultra-vysoce pevná ocel/keramická ložisková sestava
Tradiční materiály: Legované oceli jako 20CrMnTi a 38CrMoAlA s povrchovou tvrdostí zlepšenou nauhličením nebo nitridací.
Alternativy:
Mikro-legovaná-pevnostní ocel: Zpřesňuje velikost zrna přidáním prvků, jako je vanad a niob, čímž zlepšuje únavovou pevnost a rozměrovou stabilitu.
Keramická valivá ložiska (např. Si₃N₄): Ve srovnání se všemi-ocelovými ložisky mají nižší hustotu, vyšší rychlost a lepší teplotní odolnost, vhodná pro vysokootáčková vřetena, prodlužují životnost a snižují tepelnou deformaci.
Technologie hydrostatických ložisek: Využívá olejový film nebo podporu vzduchového filmu k dosažení bezkontaktního otáčení, zcela eliminuje tření a opotřebení, což představuje budoucí směr ultra-vysoce přesných vřeten.
3. Systém vodicích lišt: Vodicí lišty z kalené oceli → Hydrostatické vodicí lišty / Nitridovaná litina
Tradiční materiály: vodicí kolejnice z tvrzené oceli GCr15 nebo valivé lineární vodicí kolejnice.
Alternativní řešení:
Konstantní průtok Konstantní tlak Kompozitní uzavřený-typ hydrostatické vodicí lišty: Přenáší zatížení prostřednictvím filmu hydraulického oleje, dosahuje nulového opotřebení a vysoce{1}}přesného ovládání pohybu, zvláště vhodné pro velké a těžké-odvalovací frézy na ozubení.
Ultra{0}}audiofrekvenční kalicí vodicí lišta: Zvyšuje povrchovou tvrdost vodicí lišty na více než 58 HRC, čímž výrazně zvyšuje odolnost proti opotřebení; úspěšně použit v dovážených-rychlostních CNC odvalovacích strojích na ozubení.
Vodicí lišta z nitridované litiny: Po povrchové nitridační úpravě může tvrdost dosáhnout 600~700 HV, s lepší odolností proti opotřebení než konvenční kalení a menší deformací.
4. Plotny a řezné součásti: Vysoko-rychlostní ocel → Karbidové / potažené nástroje
Tradiční materiály: rychlořezná ocel typu M2, M35 z práškové metalurgie-.
Alternativní řešení:
Karbidové plotny: Na bázi WC-Co, vhodné pro suché vysokorychlostní obrábění-. Společnost Gleason Chemicals ve Spojených státech zavedla karbidové frézy pro suché řezání kuželových ozubených kol na obráběcích strojích Phoenix, čímž se zvýšila účinnost o 50 %. Řezné nástroje s povlakem AlCrN/TiAlN: Zlepšete odolnost proti vysokým-teplotám a oxidaci, snižte koeficient tření, prodlužte životnost nástroje a podpořte „zelené obrábění- bez chladicí kapaliny.
Řezné nástroje CBN (kubický nitrid boru): Vhodné pro dokončování kalených ocelových ozubených kol, s vynikající odolností proti opotřebení, ale relativně křehké, používané hlavně ve specifických pracovních podmínkách.