Твердосплавные резцы – Твердосплавные пластины для применения на токарных резцах и их виды

www.metalcutting.ru

Пластины твердосплавные — конструкция и преимущества, классификация, ГОСТы

Твердосплавные пластины – это сменный элемент металлорежущего инструмента используемого для высокоточной обработки заготовок. Они используются при точении, сверлении, зенкеровании, фрезерной обработке и других операциях значительно снижая экономические затраты в сравнении с применением цельного твердосплавного инструмента.

Конструкция и преимущества твердосплавных пластин

Конструкция твердосплавных пластин зависит от способа крепления и конфигурации резца. При болтовом креплении в пластинах имеется отверстие для крепежного элемента. В зависимости от типа инструмента твердосплавные пластины для токарных резцов могут быть квадратными, ромбическими, трехгранными, пятигранными и т. д. От количества граней зависит число режущих кромок и длительность эксплуатации.

Твердосплавные пластины изготавливаются путем прессования и термообработки порошков карбида вольфрама, карбида титана и других высокопрочных материалов. Помимо твердости пластины обладают высокой износо- и термостойкостью, способны сохранять свои свойства при температуре до +1150°С.

Основные эксплуатационные преимущества:

• Возможность использовать на одном резце наиболее подходящую пластину твердосплавную, вид которой наиболее подходит для материала заготовки. Это позволяет иметь съёмный набор для различных операций.
• Замена изношенной и разрушенной пластины обойдется намного дешевле, чем цельного резца. Применение съёмных пластин оправдано при мелко- и среднесерийном производстве, а также при частой смене номенклатуры изделий.
• Минимальное время замены пластины.
• Высокая надежность даже в условиях интенсивной работы.
• Унификация пластин для удобной замены и подбора под тип обработки и марку стали.

Классификация твердосплавных пластин

Для применяемых в современном производстве пластин твердосплавных классификация основана на нескольких признаках. В первую очередь это способ крепления инструмента – напайка или механическое крепление. Второй способ обеспечивает быструю замену и возможность многократного использования пластин. При напайке можно перевернуть изношенную часть пластины или использовать одноразовые многогранные элементы. 

Также пластины различаются по типу сплава, определяющим их характеристики и сферу применения. Для черновой обработки часто используется оснастка из сплава ВК8. Данный материал предназначен для работы с конструкционными сталями, серым чугуном и различными сложными в обработке сплавами. Элементы выполненные из сплава Т15К6 чаще применяют для получистовой или чистовой обработки легированных и углеродистых сталей.

По форме пластины подразделяются на:

• Круглые.
• Квадратные.
• Ромбические.
• В форме параллелограмма.
• Трехгранные.
• Пятигранные.

Выбор твердосплавных пластин

Для обеспечения точности и качества токарных операций необходимо подобрать пластину требуемого материала, формы и размера. При этом очень важно учесть соответствие геометрии оснастки и размеров токарного резца или других металлорежущих инструментов. В первую очередь это влияет на возможность крепления пластины к основанию резца.

Следующий важный момент, который необходимо учесть при подборе оснастки – это параметры материала обрабатываемой заготовки. Твердые сплавы имеют различный химический состав, определяющий их эксплуатационные характеристики. Каждый из материалов имеет свои преимущества, но в целом все используемые при производстве пластин сплавы можно разделить на две основных категории:

• Сплавы с высокой стойкостью к механическим нагрузкам – вибрации, ударам и т. д.
• Термостойкие сплавы стойкие к повышенным температурам. Удобны для длительной работы.

Пластины из стойких сплавов более всего подходят  для высокоскоростной обработки при большой нагрузке. Термостойкие оптимально использовать для снятия значительных слоёв металла.

В целом же, для профессиональной работы желательно иметь набор сменных пластин с наиболее востребованными геометрическими и технологическими характеристиками. Это позволит значительно расширить возможности обработки, сэкономить время и уменьшить финансовые расходы на производство.

Действующие стандарты

Определяет характеристики режущих и опорных пластин твердосплавных ГОСТ 19086-80. Параметры сменных пластин регулирует ГОСТ 19042-80. На напаянные пластины – ГОСТ 25395-90.

mekkain.ru

Твердосплавные пластины и их виды. Где применяются твердосплавные пластины

Твердосплавные пластины представляют собой часть режущего инструмента, который ведет высокоточную обработку заготовки методом удаления материала с образованием стружки. Эти элементы применяются при точении, сверлении, зенкеровании, фрезеровании, а также развертывании и других операциях, гарантируют точность обработки.

При изготовлении данных элементов используются прессованные порошки, выполненные на базе карбида титана, карбида вольфрама и других соединений, которые сплавляются при воздействии высоких температур и механически обрабатываются. В конечном итоге пластины обретают износоустойчивость, твердость, а также теплостойкость. К слову, о последней характеристике можно отметить, что пластины довольно легко переносят воздействие до 1150 градусов. Это обеспечивает стабильное качество обработки материала и долговечность при условии верного режима раскроя.

Виды пластин по способу крепления

Твердосплавные пластины, которые представлены сегодня в продаже в большом ассортименте, можно классифицировать по разным признакам, среди них нужно выделить способ крепления в инструменте. По данному параметру элементы можно разделить на две группы. Первая группа: пластины напайные. Ко второй относятся пластины твердосплавные сменные. Последние фиксируются механическим способом, что позволяет ускорить процесс замены вышедших из строя пластин. Помимо прочего, их можно использовать многократно.

Первый способ обеспечивается переворачиванием пластины, при этом есть возможность эксплуатировать многогранные элементы одноразового использования. Замена в этом случае не предусматривается из-за сложности обеспечения необходимой геометрии кромки. Напайные пластины крепятся и удерживаются в инструменте, а по мере затупления затачиваются повторно.

Типы пластин по разновидности твердого сплава

Твердосплавные пластины могут отличаться между собой по виду твердого сплава, который определяет механические характеристики и сферу использования. Например, ВК8 применяется для черновой обработки, а именно фрезерования, строгания и резания, при этом могут использоваться заготовки из конструкционных сталей, серого чугуна, а также труднообрабатываемых сплавов. В продаже можно найти пластины Т15К6, которые применяются для чистового или получистового фрезерования, точения и других видов обработки углеродистых и легированных сталей.

Разновидности пластин по геометрической форме

Твердосплавные пластины могут обладать круглой, квадратной, ромбической, пятигранной, трехгранной формой, а также иметь вид параллелограмма. Число граней определяется количеством режущих кромок и длительностью использования при обработке.

Области использования пластин ВК3, ВК3М и ВК6

Первые из упомянутых — это пластины твердосплавные напаиваемые, они используются для чистового точения с незначительным сечением среза, развертывания отверстий, а также окончательного нарезания резьбы. Можно применять такие элементы и при проведении других аналогичных видов работ, когда есть необходимость использовать цветные металлы, серый чугун и сплавы, неметаллические материалы по типу фибры, стекла, резины, пластмассы и стеклопластика. С успехом ВК3 используются для раскроя листового стекла.

ВК3М применяется для точения, нарезания резьбы, растачивания и развертывания, что является чистовой обработкой. При этом могут использоваться отбеленный чугун, твердые легированные стали, цементированные и закаленной стали, а также высокоабразивные материалы, которые не имеют в составе металла. Фрезы с твердосплавными пластинами ВК6 с успехом применяются для получернового или чернового точения, фрезерования сложных поверхностей, предварительной нарезки резьбы, а также растачивания и рассверливания отверстий. Работать при этом можно с серым чугуном, цветными металлами и сплавами, а также материалами, которые не имеют в составе металл.

Пластины для резцов

Пластины твердосплавные для резцов изготавливаются по разным государственным стандартам. Например, на основе ГОСТ 25395-90 выпускаются пластины для расточных, проходных, револьверных резцов. Эти же стандарты применяются для подрезных резцов, когда есть необходимость получить глухие отверстия. Могут при этом использоваться и револьверные резцы. ГОСТ 25402-90 применяются для автоматных резцов, а также расточных, проходных и прямых. ГОСТ 25398-90 берутся за основу, когда изготавливаются пластины для резьбовых и чистовых резцов.

Пластины марки Sandvik

Твердосплавные пластины Sandvik поступают в продажу в разных сплавах. Например, AC25 представляет собой изделие, которое можно считать одним из последних достижений. Такие пластины широко используются при обработке в широком спектре режимов резания. Особенно удачно применимы в работе с чугуном, нержавеющими сплавами, а также конструкционными сталями. С помощью данных элементов можно получить высокую точность обработки, а также износоустойчивость при скорости резания от 100 до 200 м в минуту. AC40 – это пластины твердосплавные сменные, которые применяются и для обработки разных материалов. Идеально показали себя в работе со сплавами на базе хрома и никеля, пластина способна выполнить свою работу без изъяна, а при получистовой обработке показывает высокую эффективность даже при скорости резания в 200 м. в минуту.

Сплавы пластин

AL20 представляет собой элемент, который имеет титановое покрытие и дополнительный смазывающий слой, при работе элементы обеспечивают незначительный коэффициент трения, что позволяет получить меньший прогрев в зоне раскроя. Особенно предпочтительно использовать подобные пластины для обработки легированных сталей.

AL40 – это твердосплавная пластина, которая тоже обладает титановым покрытием, но используется для фрезерных работ, сопровождающихся вибрацией. Предпочтительно эксплуатировать данные элементы на низких скоростях раскроя, только тогда пластина справится с обработкой жаропрочных сплавов.

AP25 – это сменная часть, которая применяется на режущем инструменте. Пластина выступает в качестве изделия общего назначения, не имеет покрытия и выгодно используется при обработке нержавеющих, легированных и углеродистых сталей. Твердый сплав позволяет получить высокую устойчивость и прочность пластины при черновой обработке.

AP40 принято использовать для грубой и черновой обработки структурированных и инструментальных сталей, а также для работы со стальным литьем. Отлично справляется с большими нагрузками, поэтому пластину можно использовать при особо сложных условиях.

fb.ru

Резцы сборных конструкций — Режущий инструмент

Резцы сборных конструкций

Они характеризуются высокой жономичностыо и разнообразием конструкций.

Для быстрорежущих резцов характерно механическое крепление быстрорежущей вставки в корпусе резца (рис. 1.11) Быстрорежущая вставка 1 отрезного резца крепится в «ласточкиного» типа пазу корпуса 2 путем затяжки винта 3 (рис. 1.11, б). У тангенциального проходного резца быстрорежущая вставка l в виде призмы крепится в соответствующем пазу корпуса 2 (рис. 1.11, а).

Сборные конструкции твердосплавных резцов исторически разви вались следующим образом.  

Механическое крепление стандартных перетачиваемых пластин твердого сплава положено в основу резца конструкции ЦНИИТМАШ (рис. 1.12, а), где пластина 2 укладывается на стальную закаленную подкладку 1 и зажимается прихватом 4 при затяжке винта 3. Клин 5 с рифлениями на опорной поверхности предотвращает сдвиг пластины в работе и обеспечивает ее выдвижение после переточек.

Разновидностью подобной конструкции является резец ВНИИ с креплением пластины 1 силами резания (рис. 1.12, б). Прихват 2 и подпружиненный штифт 3 служат только для предварительного удержания пластины l. Штифт 4 предохраняет пластину от сдвига вдоль главной режущей кромки.

Приведенные конструкции хотя и повышают качество резцов из-за устранения остаточных напряжений от напайки, однако обеспечивают малое количество переточек, так как не доиспользуется значительная часть пластины, необходимая для ее закрепления. Поэтому указанные резцы не получили широкого применения. Более совершенной конструкцией резцов такого типа являлись резцы ГАЗ с механическим креплением чекой 2 и винтом 6 твердосплавной призмы l многогранного или круглого сечения (рис. 1.12, в). В корпусе резца 3 прорублено окно формы, соответствующей призме. Винт 5 с контргайкой 4 поддерживает призму и используется для регулирования ее высоты. За- точка призмы производится по передней (торцовой) поверхности, причем с каждого торца можно использовать в качестве главной режущей кромки последовательно все грани призмы. Коэффициент использования твердого сплава здесь намного выше, чем в предыдущих конструкциях, поэтому резцы такого типа широко используются.

Механическое крепление вставок с напаянными пластинами твердого сплава появилось как следствие стремления увеличить количество переточек пластины. У резца конструкции ВНИИ, представленного на рис. 1.13, клиновидный нож 2 с напаянной пластиной механически крепится к корпусу 1 с помощью прихвата 3 и винта 4. Такие резцы не получили широкого применения в среднем машиностроении, так как они не устраняют дефектов напайки пластины. Подобные конструкции, обладая высокой жесткостью, удобством

транспортировки, хранения и установки на станке (заменяется только нож), широко используются в тяжелом машиностроении взамен крупных составных конструкций с пластинами, напаянными на корпуса. Механическое крепление многогранных неперетачиваемых пластин (МНП) явилось дальнейшим развитием конструкций сборных твердосплавных резцов. Тонкая пластина 2 центральным отверстием насаживается с зазором 0,10—0,15 мм на штифт 3, запрессованный в корпус 1 (рис. 1.12, г), и крепится клином 4, затягиваемым витом 5. После затупления одной грани пластина раскрепляется и поворачивается на следующую грань. Таким образом, пластина используется столько раз, сколько режущих граней, после чего снимается и сдается на переработку как отход твердого сплава Пластины выпускаются с разными задними углами, от 0 до 30° . Окончательный задний угол резцов получают наклоном опорной плоскости гнезда под пластину. В результате у пластин с задним углом, равным нулю, на узкой ленточке (шириной 0,2—0,3 мм) вдоль режущих кромок передний угол отрицательный, равный заднему углу. У большинства пластин с задними углами также предусматривается упрочняющая фаска вдоль режущих кромок. Основной положительный передний угол обеспечивается выкружками на передней поверхности, которые получаются при прессовании пластин перед спеканием. Пластины делают с разным числом граней для получения разных углов резца в плане (рис. 1.12, д), а также круглые — для оснащения чистовых резцов. Пластины могут крениться и другими способами, в частности, эксцентричным штифтом, прижимающим пластину к стенке корпуса. Более подробно способы крепления многогранных неперетачиваемых пластин будут рассмотрены в дальнейшем.

У многогранных неперетачиваемых пластин без центрального отверстия и выкружек на передней поверхности обе плоскости (передняя и опорная) одинаковы. Кренятся они на державках прихватами. Количество используемых режущих кромок по сравнению с пластинами, имеющими выкружки, увеличивается вдвое. Однако резцы с такими пластинами требуют более высокой точности изготовления.

Резцы с неперетачиваемыми пластинами имеют по сравнению с напайными следующие преимущества:

а) затраты на твердосплавные пластины уменьшаются в два раза;

б) затраты, связанные с изготовлением корпусов, уменьшаются в девять раз;

в) суммарные затраты на инструмент, отнесенные к одной обработанной детали, уменьшаются в пять раз.

Кроме того, резцы позволяют:

а) повысить производительность труда за счет сокращения потерь времени на замену и настройку при переточках;

б) упростить организацию хранения, транспортировки и т.д., так как корпуса служат длительное время и потребность в них значительно меньше;

в) упростить сбор отходов твердого сплава.

В связи с этим резцы с механическим креплением неперетачиваемых пластин являются наиболее прогрессивными. Единственный их недостаток по сравнению напайными — пониженная жесткость и невозможность изготовления малых размеров.

Резцы сборных конструкций с минералокерамическими пластинами выполняются только с механическим креплением пластин, аналогично креплению пластин твердого сплава.

Резцы, оснащенные алмазами и другими твердыми минералами, — всегда сборной конструкции. Алмазы, например, во многих случаях припаивают или зачеканивают в стержнях небольших размеров, которые затем механически крепятся в корпусах резцов. Запаивают или запрессовывают в гнездах и кристаллы композитов. Кроме указанных, есть конструкции, когда алмазы или поликристаллы композитов крепятся механически непосредственно в корпусах резцов (рис. 1.14). Установленный в корпусе 1 на сферической пяте 2 алмаз 3 зажимается прихватом 4 при затяжке винта 5. Головка винта пломбируется. Механическое крепление алмаза предпочтительнее, так как исключаются дефекты, присущие припайке, пагубно влияющие на работоспособность резца. Для оснащения резцов используют кристаллы весом 0,5—1,2 кар (1 карат = 0.2 г).

Смотрите также

rezh-instrument.ru

преимущества, классификация и особенности выбора

Токарные резцы со съемными деталями гораздо удобнее для работы, потому что можно легко снять пластину и заменить ее на другую. Это также обеспечивает удобство в случае поломки или износа. Пластины для отдельных резцов изготавливают из разнообразных сплавов и материалов, поэтому в наборе для одного вида инструмента их может быть несколько, что может пригодиться для взаимодействия с разнообразными типами заготовок.

Преимущества твердосплавных пластин

Сменные твердосплавные пластины имеют следующие преимущества:

• небольшая стоимость;
• возможность быстрой смены;
• надежность даже при больших объемах работы;
• возможность осуществить переналадку пластин;
• большая унификация инструментов и агрегатов.

Благодаря твердосплавным пластинам существенно увеличивается срок службы державки токарного резца, а также пропадает необходимость в осуществлении таких трудоемких операций, как пайка и заточка.

Классификация твердосплавных пластин

Эти твердосплавные элементы для токарных резцов могут классифицироваться по следующим параметрам:

• Использование для определенных инструментов. Для канавочных, фасонных, отрезных, расточных и других разновидностей необходима индивидуальная форма режущего профиля, создают которую, ориентируясь на те особенности, с которыми можно встретиться в работе.
• Различный состав материала. Невзирая на то, что все изделия относятся к твердосплавному типу, соотношение титана, вольфрама и прочих металлов может отличаться и зависит это от различных условий работы.
• Разные размеры. Зависит это от деталей, которые будут использоваться в работе. Если предстоит обработать заготовку небольшого размера с мелкими диаметрами, то крупный резец с большой пластиной просто-напросто может не пройти в нее. Именно для этого создают изделия, которые будут идентичными по типу и материалу, но разными по размеру.
• Величина заднего угла. Такой параметр обозначают в марке изделия. Он влияет на шероховатость обрабатываемой поверхности – чем больше величина заднего угла, тем более гладкой будет поверхность.

Как правильно выбрать твердосплавные пластины

Сначала необходимо определиться с размерами токарного резца, которые должны совпасть с подбираемой деталью. В противном случае могут быть довольно серьезные проблемы, связанные с закреплением. После этого определяются с материалом, который будет использоваться для работы, потому что от этого зависит состав. Твердосплавные пластины, используемые для токарных резцов, изготавливают в разнообразных соотношениях металлов в своем составе.

Существует два вида твердосплавных пластин:

• с повышенной сопротивляемостью к вибрациям и ударам во время работы;
• изделия, которые не боятся воздействия высоких температур, возникающих в процессе длительной работы и трения металла.

Первый вариант предназначен для интенсивных работ с разными заготовками, проходимых с высокой скоростью обработки. В этом случае практически всегда происходят удары, которые повреждают деталь.

Если в процессе работы происходит снятие большого количества металла, то лучшим материалом станут жаростойкие пластины.

Кроме того, большое значение имеет и тип изделия. Каждая конкретная операция имеет свои особенности, которые отображаются в геометрии и других параметрах. Именно поэтому для них специально разрабатывают типы для определенных токарных резцов. Специалисты советуют для проведения активной работы всегда иметь в запасе наиболее востребованные пластины, потому что в любой момент может случиться поломка.

Заключение

Современные модели твердосплавных пластин, применяемые в токарных резцах, изготавливают из сплавов с улучшенной формулой, что обеспечивает легкость и точность обработки различных деталей. Благодаря возможности быстрой замены износившегося режущего элемента, продолжительность простоя станка существенно снижается. Вместе с этим срок службы токарного станка значительно увеличивается, а качество и точность обработки деталей улучшается.

stanok.guru