За последние несколько лет индустрия режущих инструментов расширилась в десятки раз. Среди сотен вариантов трудно выбрать подходящий инструмент. Выбор инструмента, способного обеспечить низкую силу резания, хорошую шероховатость поверхности и плавное резание, является сложной задачей.
Этот блог для вас, если вы хотите узнать, как правильно выбрать твердосплавные пластины. Здесь вы узнаете все о правильном выборе твердосплавных пластин для резки.
Давайте начнем!
Что такое твердосплавные вставки?
Твердосплавные вставки - это инструменты, используемые для точной обработки металлов, включая сталь, углерод, чугун, высокотемпературные сплавы и другие цветные металлы. Они являются сменными и поставляются в различных стилях, классах и размерах.
Есть несколько основных соображений о том, как правильно выбрать твердосплавные пластины. Одним из них является операция резания, будь то точение, фрезерование или сверление. Твердый сплав дороже в расчете на единицу продукции, чем другие типичные инструментальные материалы, и он более хрупкий, что делает его восприимчивым к сколам и поломкам. Чтобы компенсировать эти проблемы, твердосплавный режущий наконечник часто используется в виде небольшой вставки для более крупного инструмента, хвостовик которого изготовлен из другого материала, обычно углеродистой инструментальной стали. Это дает преимущества использования твердого сплава на границе резания без высокой стоимости и хрупкости изготовления всего инструмента из твердого сплава. Большинство современных торцевых фрез используют твердосплавные пластины, а также многие токарные инструменты и концевые фрезы.
Твердосплавные пластины используются на высоких скоростях, что позволяет ускорить процесс обработки и, в конечном счете, получить более качественный результат. Выбор правильной твердосплавной пластины очень важен, поскольку существует риск повреждения пластины, станка и продукта резки.
Чем так хороши твердосплавные вставки?
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 аналогичными режущими инструментами.
- Некоторые твердосплавные вставки, например вольфрамовые, отличаются высокой прочностью и обеспечивают более длительный срок службы.
- Твердосплавные вставки бывают различных форм и марок, которые могут использоваться в различных областях.
- Твердосплавные пластины обеспечивают гораздо более высокое качество обработки поверхности, чем другие инструменты.
Материалы вставок
Пластины изготавливаются из нескольких различных материалов, но чаще всего - из карбида, микрозернистого карбида, керамики, CBN, кермета, алмазного PCD, кобальта, нитрида кремния и быстрорежущей стали. Покрытие на пластине повышает износостойкость и срок службы режущего инструмента. К таким покрытиям относятся нитрид титана, карбонитрид титана, нитрид алюминия, нитрид титана, оксид алюминия, нитрид хрома, нитрид циркония и алмазное покрытие DLC.
Твердосплавные вставки и их геометрия
Геометрию твердосплавных пластин можно разделить на три основных типа, оптимизированных для нескольких операций, включая черновую, чистовую и среднюю обработку. Вот несколько диаграмм, которые объяснят рабочую зону каждой геометрической формы, основанную на геометрическом разрушении стружки с глубиной резания.
Черновая обработка
Черновая обработка включает в себя комбинации большой глубины резания и скорости подачи. Этот процесс требует наиболее высокой степени защиты кромок.
Отделка
Финишная обработка включает в себя водянистую глубину резания и низкую скорость подачи. Этот процесс требует низких сил резания.
Средний
Эта операция включает в себя широкий спектр глубоких резов и комбинаций скоростей подачи.
Угол входа для вставок
Угол захода, KAPR (или угол опережения, PISR), - это угол между режущей кромкой и направлением подачи. Для успешной токарной обработки важно выбрать правильный угол входа/подвода. Угол входа/подвода влияет на:
- Формирование стружки
- Направление сил резания
- Длина режущей кромки в разрезе
Виды твердосплавных вставок
В зависимости от формы и материала, из которого изготовлены пластины из твердого сплава, их используют для различных целей. Эти пластины представляют собой сменные насадки для режущих инструментов, которые обычно состоят из собственно режущей кромки. К таким твердосплавным пластинам относятся:
- Строительство
- Зуборезный станок
- Фрезерование
- Горная промышленность
- Отвод
- Пиление
- Бурение
- Нарезка канавок
- Отрезание и расставание
- Ножницы
- Резка
- Нарезка резьбы
- Поворот
- Вращение тормозного ротора
Твердосплавные вставки имеют различные геометрические формы. Например:
Круглые / кольцевые вставки
Круглые или кольцевые твердосплавные пластины используются при обработке кнопочных фрез и точении радиусных канавок.
Вставки Triangle / Trigon
Твердосплавные вставки Triangle или Trigon имеют треугольную форму с тремя равными сторонами и тремя кончиками с углами 60 градусов. Это трехугольные пластины, напоминающие треугольник, но с измененной формой, например, с загнутыми сторонами или средними углами, включающими градации на кончиках.
Четырехсторонние твердосплавные вставки
Четырехсторонние твердосплавные пластины имеют форму алмаза, ромба, квадрата и прямоугольника. Твердосплавные пластины в форме алмаза имеют четыре стороны с двумя острыми углами и используются для удаления материала.
Квадрат
Твердосплавные вставки квадратной формы имеют четыре равные стороны. С другой стороны, у прямоугольных твердосплавных вставок четыре стороны. Две из них длиннее двух других. Эти типы твердосплавных пластин используются для обработки канавок, где короткие стороны пластин имеют фактическую режущую кромку.
Ромбик / Параллелограмм
Твердосплавные пластины ромбической или параллелограммной формы также бывают четырехсторонними, с углом на боковых сторонах для обеспечения зазора между режущими кромками.
Другие формы твердосплавных вставок включают пятиугольники с пятью равными сторонами и углами, а также восьмиугольные вставки с восемью сторонами.
Помимо формы, твердосплавные пластины различаются по углу наклона наконечника. Вот некоторые твердосплавные вставки с различными углами наклона наконечника:
- Шаровая носовая мельница:
Твердосплавная пластина для фрез с шаровидным носом имеет полусферический шаровидный нос, радиус которого составляет половину диаметра фрезы. Эта твердосплавная пластина помогает обрабатывать женские полукруги, канавки или радиусы.
- Фреза с радиусным наконечником:
Твердосплавная пластина для фрез с радиусным наконечником - это прямая пластина с выточенным радиусом на кончиках. Этот тип твердосплавных пластин используется на фрезах.
- Фрезерный станок с фаской:
Фрезы с фасочным наконечником содержат угловую часть на наконечнике для получения углового реза или фасочной кромки на заготовке.
- Твердосплавная вставка "собачья кость":
Твердосплавная пластина "собачья кость" - это двухгранная пластина с узким центром крепления и более широкой режущей частью на обоих концах. Этот тип твердосплавных пластин используется для обработки канавок. Ее наконечники имеют углы 35, 50, 55, 60, 75, 80, 85, 90, 108, 120 и 135 градусов.
Каковы основные области применения твердосплавных пластин?
Твердосплавные пластины используются с конца 1920-х годов. Эти режущие инструменты широко распространены в мире металлорежущих станков. Вот некоторые из областей применения твердосплавных пластин в металлорежущей промышленности. Твердосплавные пластины чрезвычайно полезны для десятков владельцев бизнеса, строителей и многих других отраслей промышленности по всему миру.
Изготовление хирургических инструментов
В медицинской профессии врачи и хирурги полагаются на точные и долговечные инструменты для всех видов медицинских процедур, и твердосплавные вставки - один из них.
Медицинская промышленность - самая распространенная отрасль, где используются твердые сплавы. При этом основание инструмента изготавливается из титана или нержавеющей стали, а наконечник - из карбида вольфрама.
Изготовление ювелирных изделий
Твердосплавные вставки широко используются в ювелирном деле. Они используются как для придания формы ювелирным изделиям, так и в самих украшениях. По шкале твердости вольфрам отстает от алмаза, и это отличный материал для изготовления обручальных колец и других ювелирных изделий.
Кроме того, ювелиры полагаются на эффективные инструменты для работы с дорогими изделиями, и твердосплавные и вольфрамовые вставки - один из них.
Ядерная наука
Вставки из карбида вольфрама также используются в ядерной промышленности как эффективные отражатели нейтронов. Этот материал также использовался во время ранних исследований цепных ядерных реакций, особенно для защиты оружия.
Токарная и фрезерная обработка
Токарная обработка - практически безупречный процесс для керамики. В целом, это непрерывный механизм обработки, который позволяет одной твердосплавной пластине находиться в резе в течение длительного времени. Это отличный инструмент для создания высоких температур, при которых керамические пластины работают оптимально.
С другой стороны, фрезерование можно сравнить с прерывистой обработкой при токарной обработке. Каждая твердосплавная пластина на корпусе инструмента входит и выходит из реза во время каждого оборота фрезы. По сравнению с токарной обработкой, твердое фрезерование требует гораздо более высоких оборотов шпинделя для достижения той же скорости поверхности для эффективной работы.
Чтобы обеспечить скорость вращения поверхности токарного механизма на заготовке диаметром три дюйма, фреза диаметром три дюйма с четырьмя зубьями должна работать в четыре раза быстрее. При работе с керамикой объект создает пороговое количество тепла на одну пластину. Поэтому каждая пластина должна двигаться быстрее, чтобы генерировать тепловой эквивалент одноточечного токарного резца при фрезеровании.
Твердосплавные вставки для сложных материалов
Индустрия режущих инструментов радикально изменилась, и эти изменения можно увидеть в пластинах для фрезерования и токарной обработки неподходящих материалов. В этом разделе рассказывается о том, как твердосплавные пластины меняют неподходящие материалы.
В современном мире вставки из твердого сплава с покрытием из карбида, кермета, кубического нитрида бора (CBN) и поликристаллического алмаза (PCD) играют жизненно важную роль.
Твердосплавные вставки с уникальной геометрией и покрытиями выдерживают механические удары и нагрев, противостоя абразивному износу. Однако для продуктивного использования этих пластин могут потребоваться различные внешние факторы, одним из которых может быть сотрудничество с компетентным поставщиком инструментов.
Твердосплавные вставки используются для изготовления различных материалов, например, стальных сплавов. Эти стальные сплавы становятся все более твердыми во многих областях применения. Эта сталь закаляется до 63 RC и широко используется в красильной и формовочной промышленности.
Раньше производители пресс-форм резали детали перед термообработкой, но теперь прецизионные инструменты для обработки используются в полностью закаленном состоянии, чтобы избежать искажений при термообработке. Благодаря этому методу с помощью твердосплавных пластин можно экономично обрабатывать даже полностью закаленные материалы.
Например, в аэрокосмической обработке используются твердосплавные вставки. Они используют круглые твердосплавные пластины, когда хотят обрабатывать твердые стали. Таким образом, профиль обеспечивает более прочный инструмент без уязвимых острых углов.
Выбор марки твердосплавных пластин
При выборе твердосплавных пластин также необходимо обращать внимание на марки. Всегда обращайте внимание на упрочненные марки, поскольку они обеспечивают защиту кромок от высоких радиальных сил резания. Кроме того, они выдерживают сильные удары на входе и при работе с закаленными листами.
Некоторые специально разработанные высокотемпературные марки выдерживают тепло, выделяемое при закалке стали до 60 RC. С другой стороны, ударопрочные твердосплавные пластины с покрытием из оксида алюминия противостоят высоким температурам, возникающим при фрезеровании твердых сталей.
Твердосплавные вставки, в основном из вольфрама и кобальта, получают в виде порошка. Затем в мельнице сухое сырье смешивается с комбинацией этанола и воды. В результате получается серая суспензия, по консистенции напоминающая йогуртовый напиток. Эту смесь сушат, а затем отправляют в лабораторию для проверки качества. Из этого порошка образуются агломераты - маленькие шарики диаметром от 20 до 200 микрон, которые затем поступают на прессовочные машины, где из них изготавливаются вставки различных марок.
Твердосплавные вставки для фрезерования
Как и в других отраслях, твердосплавные пластины используются и во фрезерной промышленности. Они решают все возможные прикладные задачи. К таким твердосплавным пластинам относятся твердосплавные пластины с шаровидным носом, твердосплавные пластины с высокой подачей, твердосплавные пластины с тороидом, твердосплавные пластины с обратным ходом и твердосплавные пластины с плоским дном. Все эти твердосплавные вставки решают конкретные проблемы в
мукомольной промышленности.
В большинстве случаев при обработке пресс-форм и штампов используются материалы, широко распространенные во фрезерной промышленности. Отличаются друг от друга только геометрические параметры верхней формы. Вот некоторые материалы для пресс-форм, которые предпочтительны для фрезерования:
Алюминий
В некоторых сегментах фрезерной промышленности алюминий является предпочтительным материалом для пресс-форм. Скорость съема металла в восемь-десять раз выше, чем при обработке стали.
В последнее время производители алюминия разработали более совершенные высокопрочные материалы с твердостью от 157 до 167 единиц по Бринеллю. Очень гладкие поверхности алюминия трудно обработать, поэтому полировка становится важнейшей операцией в конечном процессе.
Для фрезерования алюминия требуются пластины из твердого сплава марки C2 для черновой обработки и марки C3 для чистовой. Только твердосплавные пластины общего класса со средним зерном и отличной износостойкостью для черновой и чистовой обработки, где требуются острые кромки.
Твердосплавные пластины для токарной обработки
Токарная обработка - практически безупречная операция для керамики. Как правило, это непрерывный процесс обработки, который позволяет использовать одну пластину в резании в течение относительно длительного времени. Это отличный инструмент для создания высоких температур, которые обеспечивают оптимальную работу керамических вставок.
С другой стороны, фрезерование можно сравнить с прерывистым механизмом в токарной обработке. Каждая твердосплавная пластина на корпусе инструмента входит и выходит из реза при вращении каждой фрезы. По сравнению с точением, твердое фрезерование требует гораздо более высокой скорости вращения шпинделя для достижения той же скорости поверхности для эффективной работы.
Чтобы обеспечить скорость вращения поверхности токарного механизма на заготовке диаметром три дюйма, фреза диаметром три дюйма с тремя зубьями должна работать со скоростью, как минимум в четыре раза превышающей скорость вращения. При использовании керамики объект генерирует потенциальный тепловой поток для каждой твердосплавной пластины. Поэтому при фрезеровании каждая твердосплавная пластина должна двигаться быстрее, чтобы генерировать тепловой эквивалент одноточечного токарного резца.
Твердосплавные вставки для нарезания резьбы
Твердосплавные вставки также используются в резьбонарезной промышленности. Высококачественные треугольные твердосплавные пластины с прокладкой обеспечивают решение большинства задач резьбонарезной промышленности. Эти твердосплавные вставки могут применяться в самых разных областях, от простых до сложных.
В резьбонарезной промышленности твердосплавные пластины характеризуются следующими особенностями:
- Большое разнообразие марок твердосплавных пластин и покрытий, предназначенных для различных материалов и производственных процессов
- Высококачественная резьба, создаваемая вставками
- Возможность резки линий размером до 0,5 мм
- Вставки для внутренних и внешних работ, с правой и левой резьбой
Чтобы соответствовать скорости нарезания резьбы на поверхности заготовки диаметром три дюйма, резьбонарезной резец диаметром три дюйма с четырьмя зубьями должен работать в четыре раза быстрее. При работе с керамикой объект генерирует пороговое количество тепла на одну пластину. Поэтому при нарезании резьбы каждая пластина должна двигаться быстрее, чтобы создать тепловой эквивалент одноточечного токарного резца.
Выбор подходящей твердосплавной вставки - задача не из легких, но если помнить обо всех перечисленных параметрах, этот процесс может быть простым и удобным. Не зацикливайтесь на бренде вставки, потому что это не повлияет на ее производительность. Всегда выбирайте твердосплавную вставку в соответствии с ее назначением, будь то фрезерование, нарезание резьбы или любая другая отрасль.
Эта статья поможет вам выбрать подходящие твердосплавные пластины, учитывая все эти критические факторы.
Вот краткий список того, на что следует обратить внимание при выборе твердосплавных пластин:
- Форма твердосплавных пластин
- Типы твердосплавных пластин
- Использование в промышленности
