Как правильно выбрать твердосплавные пластины?

За последние несколько лет индустрия режущих инструментов очень сильно выросла. Среди сотен вариантов сложно выбрать подходящий инструмент. Выбор инструмента, который может создавать низкие силы резания с хорошей обработкой поверхности и плавным режущим действием, является сложной задачей. Если вы хотите узнать, как правильно выбрать твердосплавные пластины. Здесь вы узнаете все о подходящих твердосплавных пластинах для ваших областей применения.

Что такое твердосплавные пластины?

Твердосплавные пластины — это инструменты, используемые для точной обработки металлов, включая сталь, нержавейку, чугун, жаропрочные сплавы и цветные металлы. Они сменные и бывают разных стилей, классов и размеров.

Есть несколько основных соображений о том, как выбрать правильные твердосплавные пластины. Одним из них является операция резания, будь то токарная обработка, фрезерование или сверление. Карбид в расчете на единицу дороже, чем другие типичные инструментальные материалы, и он более хрупкий, что делает его подверженным скалыванию и разрушению. Чтобы решить эти проблемы, сам твердосплавный режущий наконечник часто имеет форму небольшой пластины для более крупного инструмента с наконечником, хвостовик которого изготовлен из другого материала, обычно из углеродистой инструментальной стали. Это дает преимущество за счет использования твердого сплава на границе раздела резания без высокой стоимости и хрупкости изготовления всего инструмента из твердого сплава. В большинстве современных торцевых фрез используются твердосплавные пластины, а также множество токарных и концевых фрез.

Вставки используются на высоких скоростях, что обеспечивает более быструю обработку и, в конечном итоге, улучшает чистовую обработку. Выбор правильной твердосплавной пластины имеет жизненно важное значение, поскольку это может привести к повреждению режущих пластин, станка и режущего продукта.

Что хорошего в твердосплавных пластинах?

Вот некоторые из причин, по которым твердосплавные пластины так хороши по сравнению с другими режущими инструментами:

• Твердосплавные пластины эффективны и экономичны по сравнению с другими подобными режущими инструментами.
• Некоторые твердосплавные пластины, например, вольфрамовые, обладают высокой прочностью и увеличивают срок службы.
• Твердосплавные пластины бывают разных форм и марок, которые можно использовать в различных областях.
• Твердосплавные пластины обеспечивают гораздо лучшее качество поверхности, чем другие инструменты.

Материал вставок

Пластины изготавливаются из нескольких различных материалов, но обычно изготавливаются из карбида, микрозернистого карбида, керамики, CBN, металлокерамики, поликристаллического алмаза, кобальта, нитрида кремния и быстрорежущей стали. Покрытие пластины увеличивает износостойкость и срок службы режущего инструмента. Эти покрытия включают нитрид титана, карбонитрид титана, нитрид титана-алюминия, нитрид алюминия-титана, оксид алюминия, нитрид хрома, нитрид циркония и алмаз DLC.

Изготовление твердосплавных вставок

Давайте познакомимся с процессом производства твердосплавных пластин, чтобы лучше узнать о его типах и использовании;

Подходящая твердосплавная пластина для конкретных операций обработки помогает оставаться впереди в конкуренции среди производителей режущего инструмента.

Твердосплавные вставки, в основном вольфрам и кобальт, поставляются в виде порошка. Затем сухое сырье смешивается с смесью этанола и воды. В результате получается серая суспензия по консистенции, как у йогуртового напитка. Эта смесь сушится, а затем отправляется в лабораторию для проверки качества. Этот порошок состоит из агломератов, маленьких шариков диаметром от 20 до 200 микрон и затем транспортируется к прессовальным машинам, где изготавливаются вставки.

Геометрия твердосплавных пластин

Геометрию твердосплавных пластин можно разделить на три основных стиля, оптимизированных для нескольких операций, включая черновую, чистовую и среднюю. Вот несколько диаграмм, которые поясняют рабочую зону каждой геометрической формы на основе геометрического стружкодробления с учетом глубины резания.

1. Черновая обработка

Черновая обработка включает сочетание большой глубины резания и скорости подачи. Этот процесс требует максимальной безопасности краев.

2. Чистовая обработка

Чистовая обработка включает в себя водянистую глубину резания и низкие скорости подачи. Этот процесс требует малых усилий резания.

3. Общая обработка

Эта операция включает в себя широкий спектр комбинаций глубоких резов и скоростей подачи.

Твердосплавные пластины с радиусом при вершине

Радиус при вершине RE является решающим фактором при работе с твердосплавными пластинами. Твердосплавные пластины доступны с разным радиусом при вершине. Выбор зависит от глубины резания и подачи и влияет на качество поверхности, стружкодробление и прочность пластины.

Угол входа для твердосплавных пластин

Угол в плане KAPR (или угол подъема PISR) — это угол между режущей кромкой и направлением подачи. Для успешной токарной обработки важно выбрать правильный угол въезда / подъема. Угол въезда / упреждения влияет на:

• Формирование стружки
• Направление сил резания
• Длина режущей кромки в разрезе

Роль геометрии в производстве пластин

Когда обсуждается роль геометрии, в основном люди принимают во внимание макрогеометрию и физическую форму карбидов. Здесь не менее важна микрогеометрия, которая касается режущей кромки микроскопической формы.

Геометрия пластины является важным аспектом, поскольку она влияет на форму стружкодробления. Различные формы и углы обеспечивают оптимальные результаты в дроблении стружки в зависимости от материала и области применения.

С помощью передовых технологий режущей поверхности пластины придают круглую, овальную или любую другую геометрическую форму. Существенные преимущества в сроке службы и стабильности пластины были замечены с появлением новых технологий. Можно с уверенностью сказать, что будущий технический прогресс будет стимулировать дальнейшее развитие в этой области, и будут достигнуты еще более существенные достижения.

Типы карбидных вставок

В зависимости от формы и материала используются несколько различных типов твердосплавных пластин для различных целей. Эти пластины представляют собой сменные насадки для режущих инструментов, которые обычно состоят из самой режущей кромки.

Вставки имеют разную геометрическую форму. Например:

Круглые пластины

Круглые твердосплавные пластины используются при точении канавок и на фрезерных станках.

Треугольные или трехгранные вставки

Твердосплавные пластины Triangle или Trigon имеют треугольную форму с тремя равными сторонами и тремя вершинами с углами 60 градусов. Это трехгранные вставки, напоминающие треугольник, но с измененной формой, например изогнутыми сторонами или средними углами, которые включают ступени на концах.

Четырехсторонние твердосплавные пластины

Четырехсторонние вставки бывают ромбовидной, ромбической, квадратной и прямоугольной формы. Пластины ромбовидной формы имеют четырехстороннюю форму с двумя острыми углами для снятия материала.

Твердосплавные пластины квадратной формы имеют четыре равные стороны. С другой стороны, прямоугольные пластины имеют четыре стороны. Две стороны длиннее двух других. Эти типы твердосплавных пластин используются для обработки канавок, когда короткие стороны пластин имеют реальную режущую кромку.

Твердосплавные пластины ромбической или параллелограммной формы также бывают четырехсторонними, с углом по бокам для обеспечения зазора режущей кромки.

Твердосплавные пластины другой формы включают пятиугольник с пятью равными сторонами и углами, а восьмиугольные пластины имеют восемь сторон.

Помимо формы, твердосплавные пластины также различаются по углу наклона. Вот несколько твердосплавных пластин с разным углом при вершине:

• Шаровая:

Твердосплавная пластина для шаровой фрезы имеет полусферический шаровой наконечник, радиус которого составляет половину диаметра фрезы. Эта твердосплавная пластина позволяет обрабатывать внутренние полукруги, канавки или радиусы.

• Фреза с радиусным наконечником:

Твердосплавная пластина для фрезы с радиусным наконечником представляет собой прямую пластину с отшлифованной кромкой на концах. Этот тип твердосплавной пластины используется на фрезах.

• Фреза для снятия фаски:

Фреза для снятия фаски имеет на вершине угловую секцию для получения углового среза или скошенной кромки на заготовке.

Использование карбидных пластин

С конца 1920-х годов люди используют твердосплавные пластины. Эти режущие инструменты широко используются в мире резки металлов. Вот некоторые применения твердосплавных пластин в металлообрабатывающей промышленности. Карбиды чрезвычайно полезны для десятков владельцев бизнеса, строительных рабочих и многих других отраслей промышленности по всему миру.

Твердосплавные пластины для сложных материалов

Отрасль режущего инструмента радикально изменилась, и эти изменения можно увидеть в пластинах для фрезерования и токарной обработки сложных материалов материалов.

В современном мире вставки с покрытием из карбида, металлокерамики, кубического нитрида бора (CBN) и поликристаллического алмаза (PCD) играют жизненно важную роль.

Вставки с уникальной геометрией и покрытием выдерживают механические удары и тепло, а также абразивный износ. Однако для продуктивного использования этих пластин могут потребоваться различные внешние факторы, одним из которых может быть партнерство с хорошо осведомленным поставщиком инструмента.

Твердосплавные пластины используются при производстве различных материалов, например, стальных сплавов. Эти стальные сплавы становятся тверже во многих областях применения. Эта сталь твердеет до 63 RC и обычно используется в красильной и литейной промышленности.

Изготовители пресс-форм раньше вырезали детали перед термообработкой, но теперь прецизионные обрабатывающие инструменты используются в полностью закаленном состоянии, чтобы избежать деформации при термообработке. С помощью этой техники с твердосплавными пластинами можно экономично обрабатывать даже полностью закаленные материалы.

Например, в аэрокосмической обработке используются твердосплавные пластины. Они использовали круглые твердосплавные пластины, когда хотели обрабатывать твердую сталь. Таким образом, профиль обеспечивает более надежный инструмент без уязвимых острых углов.

Твердосплавные пластины для фрезерования

Как и в других отраслях промышленности, твердосплавные пластины также используются в фрезерной промышленности. Они решают все мыслимые прикладные проблемы. К таким твердосплавным пластинам относятся твердосплавные пластины со сферической головкой, твердосплавные пластины с высокой подачей, твердосплавные пластины с тороидальной головкой, твердосплавные пластины с обратным тягом и твердосплавные пластины с плоским дном. Все эти твердосплавные пластины решают специфические проблемы в обработке металла по средствам точения и фрезерования.

Большая часть обработки пресс-форм и штампов сосредоточена на распространенных материалах пресс-форм в фрезерной промышленности. Только геометрия верхней формы отличается друг от друга. Вот некоторые материалы для пресс-форм, которые предпочтительны в обабатывающей промышленности:

Алюминий

Алюминий является предпочтительным материалом для форм фрезеровки для некоторых сегментов. Эти скорости съема металла в восемь-десять раз быстрее, чем при обработке стали.

В последнее время производители алюминия разработали более качественные высокопрочные материалы с характеристиками твердости от 157 до 167 по Бринеллю. На алюминии сложно обрабатывать очень гладкие поверхности, поэтому полировка становится критически важной операцией в конечном процессе.

Для фрезерования алюминия требуются вставки C2 для черновой обработки и C3 для чистовой обработки. Только твердосплавные пластины общего класса со средним зерном с превосходной износостойкостью для черновой и чистовой обработки, где требуются острые кромки.

Бериллиевая медь

Бериллиевая медь также является предпочтительным материалом для форм в фрезеровании для некоторых сегментов. Скорости съема металла также в восемь-десять раз быстрее, чем при обработке стали. Их уровень твердости составляет от 10 RC до 40 RC, что почти вдвое больше, чем у алюминия.

Карбидные вставки для спеченных металлов

Благодаря развитию технологий порошковая металлургия производит особо твердые спеченные металлы для различных отраслей промышленности. Для таких отраслей промышленности порошковый никелевый композиционный сплав изготавливается путем сочетания вольфрама и карбида титана для достижения твердости от 53 до 60 RC.

Для обработки спеченных металлов выбор пластин зависит от материала и заготовки. Твердосплавные пластины с положительной геометрией переднего края могут эффективно резать тонкостенные металлоконструкции. Однако для толстостенных металлических деталей из спеченного металла требуются керамические вставки с отрицательной геометрией режущей кромки, которые обеспечивают гладкую плоскую поверхность детали.

Частицы карбида и матрица никелевого сплава достигают до 90 RC. При фрезеровании таких материалов твердосплавные пластины, покрытые различными материалами, быстро изнашиваются по задней поверхности с плоскими первичными режущими кромками. Однако сверхтвердые частицы внутри пластины создают «микрочастицы», которые ускоряют износ пластины. Было бы полезно, если бы вы были осторожны, потому что иногда твердосплавные пластины также ломаются под сильным давлением обработки жесткого шока.

Твердосплавные пластины обладают высокой способностью резать твердые металлы, содержащие вольфрам и титан.

Твердосплавные вставки для верхних сплавов

Жаропрочные суперсплавы (HRSA) широко используются в аэрокосмической промышленности и получают признание в медицинской, автомобильной, энергетической и полупроводниковой отраслях. Жаропрочные суперсплавы, такие как Waspalloy и титан 6Al4V, соединены с титановой, магниевой и алюминиевой матрицей, что в целом создает проблемы при обработке.

Эти сплавы сверхтвердые, и для них требуются более высокие температуры в зоне резания, превышающие 2000 ° F. Если говорить о твердосплавных пластинах, используемых для резки этих сплавов, то они тоже сверхтвердые.

Для обработки жаропрочных суперсплавов (HRSA) выбор пластин зависит от материала и заготовки. Твердосплавные пластины с положительной геометрией переднего края могут эффективно резать тонкостенные жаропрочные суперсплавы (HRSA). Однако для толстостенных деталей из сплава необходимы керамические вставки с отрицательной геометрией режущей кромки, которые обеспечивают гладкую поверхность детали.

Твердосплавные пластины для токарной обработки

Токарная обработка керамики — операция практически безупречная. Обычно это непрерывный процесс обработки, который позволяет одной пластине задействоваться в резании в течение относительно длительных периодов времени. Это отличный инструмент для создания высоких температур, обеспечивающих оптимальную работу керамических пластин.

С другой стороны, фрезерование можно сравнить с прерывающимся механизмом токарной обработки. Каждая твердосплавная пластина на корпусе инструмента входит в прорезь и выходит из нее при вращении каждой фрезы. По сравнению с токарной обработкой для твердого фрезерования требуется гораздо более высокая частота вращения шпинделя, чтобы достичь той же скорости резания для эффективной работы.

Чтобы задействовать скорость резания токарного механизма на заготовке диаметром три дюйма, фреза диаметром три дюйма с тремя зубьями должна работать с как минимум четырехкратной скоростью поворота. В случае керамики объект генерирует потенциал тепла для каждой твердосплавной пластины. Следовательно, при фрезеровании каждая твердосплавная пластина должна перемещаться быстрее, чтобы генерировать тепловой эквивалент одноточечного токарного инструмента.

Твердосплавные пластины для нарезания резьбы

Твердосплавные пластины также используются для нарезания резьбы. Твердосплавные пластины треугольного сечения высокого качества позволяют удовлетворить большинство потребностей отрасли нарезания резьбы. Эти твердосплавные пластины подходят для широкого спектра применений, от основных до сложных.

В индустрии нарезания резьбы твердосплавные пластины обладают следующими характеристиками:

• Широкий выбор марок твердосплавных пластин и покрытий, адаптированных к различным материалам и производственным процессам.
• Качественная резьба на вставках
• Возможность резки нитей размером от 0,5 мм
• Доступны пластины для внутренних и внешних работ, а также для правой и левой резьбы

Значение маркировки твердосплавных пластин

Как правило, модель твердосплавных режущих пластин представлена ​​10 номерами. В этой модели первые четыре буквы представляют характеристики пластин токарного станка, а следующие шесть цифр представляют размер и характеристики модели твердосплавной фрезы.

DNMG150408-MS представляет собой режущие пластины токарные. D представляет собой алмазный диск 55 °, N представляет собой задний угол лезвия 0 °, M представляет степень точности изготовления лезвия, G представляет поверхность передней кромки и тип центрального отверстия, 15 представляет длину режущей кромки, значение 15 мм, 04 представляет толщину лезвия 4,76 мм, а 08 представляет собой радиус дуги вершины инструмента 0,8 мм.

Особый метод идентификации твердосплавных пластин

1. Первая буква обычно обозначает форму пластин ЧПУ. Обычно используются H, O, P, S, T, C, D и E, которые представляют собой правильный шестиугольник, правильный восьмиугольник, правильный пятиугольник, квадрат, верхний угол ромба 80 градусов, верхний угол ромба 55 градусов и верхний угол ромба 75 градусов. угол соответственно.
2. Вторая буква, очевидно, представляет собой задний угол лезвия. Обычно используются буквы A, B, C, D, E, F, G и O. a представляет собой задний угол A — 3 °, B — 5 °, C — 7 °, D — 15 °, E — 20 °, F — 25 °, G — 30 °, N — 0 °, P — 11 °, а O — другие задние углы.
3. Третья буква указывает класс точности твердосплавных режущих пластин. Чаще всего используются марки m и g. как правило, лезвия для черновой обработки и получистовой чистовой обработки относятся к классу М, а лезвия для прецизионной обработки и сверхтвердые лезвия обычно имеют класс G.
4. Четвертая буква обозначает поверхность передней кромки и рисунок центрального отверстия (паз и отверстие) лезвия.
5. Всего 6 номеров, которые разделены на три группы. Первая группа представляет длину кромки вольфрамовой вставки, вторая группа представляет толщину лезвия, а третья группа представляет радиус дуги кончика лезвия.
6. Следующие буквы обозначают материал твердосплавной фрезы. Существует множество материалов для твердосплавных пластин, и изделия, изготовленные из разных материалов, естественно, будут разными. Поэтому при покупке нужно обращать внимание на материал.

Как правило, он представлен двумя буквами, в основном сплавом, P представляет обычную сталь, M представляет нержавеющую сталь, K представляет серый чугун или чугун с шаровидным графитом, N представляет алюминий, S представляет жаропрочный сплав или титановый сплав, H представляет собой материал высокой твердости и т. д.

Вывод

Выбор подходящей твердосплавной пластины — непростая задача, но если учитывать все упомянутые параметры, этот процесс может быть простым и удобным. Всегда выбирайте твердосплавные пластины в соответствии с вашими задачами, будь то фрезерование, нарезание резьбы или любая другая операция.

Эта статья поможет вам выбрать подходящие твердосплавные пластины с учетом всех этих критических факторов.

Вот краткий список всего, на что следует обратить внимание при выборе твердосплавных пластин:

• Форма твердосплавных пластин

• Типы твердосплавных пластин

• Метод использования