Резцы со сменными пластинами

Режимы резания

Режимы резания – совокупность параметров, определяющих условия обработки деталей при помощи токарного резца. На процесс нарезания влияют следующие факторы:

1. Скорость резания –путь перемещения обрабатываемой поверхности заготовки относительно режущей кромки в единицу времени. Измеряется в м/мин или в м/с. На чертежах обозначается латинской буквой V.
2. Подача – путь, пройденный режущей кромкой за 1 ход или оборот обрабатываемой заготовки. Измеряется в мм/об. На чертежах маркируется латинским символом S.
3. Глубина резания – расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями. Она показывает величину снимаемого слоя металла. На схемах обозначается латинской буквой t.
4. Площадь сечения срезаемого слоя – произведение глубины резания на подачу. Является номинальной величиной и влияет на наличие шероховатостей. На схемах обозначается латинским символом f.

Данные параметры являются табличными значениями и указаны в ГОСТ 25762—83.

Каждой разновидности режущих инструментов с механическим креплением пластин соответствуют дополнительные режимы резания. Отрезные резцы осуществляют поперечные движения, расточные двигаются продольно относительно поверхности обрабатываемой детали. Во время работы средняя скорость режущих кромок составляет десятые доли мм. Подача равняется 0,1 мм/об.

Цены на оборудование

Чаще всего к реализации представлены наборы, состоящие из резцов с пластинами. Как показывает практика, применение сменных элементов существенно экономит расходы на приобретение комплектующих. На стоимость влияет модификация, конфигурация, марка выпускаемой продукции.

• набор из резцов и пластин германского производства составляет 5 300-7 200 руб, в зависимости от размера;
• Китай предлагает от 283 до 710 руб за комплект;
• у Stalex и Jet (Швейцария) цена практически одинакова — около 6 400 руб.

При выборе резцов со сменными пластинами изучают маркировку державок, обращают внимание на качество, строение головки и держателя. Неправильно выбранный инструмент усложнит обработку деталей, негативно скажется на итоге выполненных работ

Выбор с механическим креплением

При выборе инструмента для точения, с целью оптимизировать производство, учитывают следующие факторы.

Форма, габариты детали, а также чистота обработки, ее точность, указывающие направление движения инструмента, последовательность выполнения процесса.
Тип операции, влияющий на выбор режущей части: отрезание детали, нарезание резьбы, точение, обработка канавок и т.д.
Строение режущей пластины, величина ввода, скорость вращения детали оказывает влияние на точность, степень шероховатости поверхности детали.
Для наружной обработки и расточки изделий выбирают разные резцы и твердосплавные пластины.
Жесткость крепления заготовки, инструмента, условия обработки детали

Например, в условиях вибрации обращают внимание навылет, размер приспособления, учитывают геометрию инструмента.
Способ фиксации, размеры посадки инструмента, в зависимости от конструкции, габаритов станка, а также его мощности, технологических возможностей.
Материал заготовки: чугун, нержавеющая, легированная или углеродистая сталь.
Производительность, эффективность инструмента, оказывающие влияние на качество обработки. Размер партии, наличие простоя оборудования и т.д.
Сохранение номенклатуры инструмента, применяемого на производстве, влияющая на уровень оптимизации.

Особенности конструкции

Токарные резцы состоят из двух конструктивных частей: режущей головки и державки, посредством которой инструмент крепится в посадочном гнезде (резцедержателе) станка. Держатель является основной частью резца, она может выполняться к квадратной либо прямоугольной форме.

Положениями действующих ГОСТ установлены основные размеры резцов:

• прямоугольной формы: 63*50, 50*40, 50*32, 40*32, 50*25, 25*20, 25*16, 20*12, 16*10 см;
• квадратной формы: 40*40, 32*32, 25*25, 20*20, 16*16, 12*12, 10*10, 8*8, 6*6, 4*4 см.

Головка выступает в качество основной рабочей части резца. Она состоит из заточенных под заданным углом кромок, именно от угла заточки зависит то, как именно резец будет срезать металл с обрабатываемой заготовки.

Конструкция токарного резца

Выделяют следующие углы заточки:

1. Основной задний (α) — образуется между задней плоскостью и плоскостью резания. От его значения зависит сила трения, образующаяся между деталью и инструментом. Конфигурация основного заднего угла оказывает ключевое влияния на качество обработки и скорость износа самого инструмента (чем угол больше, тем выше износ). Выбирается исходя из плотности обрабатываемой стали.
2. Угол заострения (β) — формируется между задней и передней плоскостями, определяет остроту и механическую прочность инструмента.
3. Основной передний (γ) — влияет на степень деформации срезаемого материала, также от него зависит необходимое для резания усилие и эффективность теплоотвода. Чем выше твердость обрабатываемой стали, тем меньшим должен быть передний угол.
4. Угол резания (δ) — формируется между передними и задними плоскостями режущей головки.
5. Основной угол в плане (φ ) — от данного угла зависит количество срезаемого материала при стандартной скорости подачи. В обратной пропорции по отношению к значению угла находится прочность инструмента и уровень вырабатываемых им вибраций, в прямой пропорции — качество обработки. Значение угла варьируется в пределах 10-900.
6. Вторичный угол в плане (φ1 ) — чем он меньше, тем ниже шероховатость обрабатываемого металла.
7. Угол вершины (ε) — формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью, значение в прямом соотношении с прочностью инструмента.
8. Задний вспомогательный (а1) — при маленьких значениях угла достигается минимальная сила трения между обрабатываемой деталью и задней плоскостью резца;
9. Наклон режущей кромки (λ) — от данного угла зависит геометрия контактирующей с деталью части резца. Именно этот угол определяет назначение инструмента: в резцах для чистовой обработки он отрицательный, для черновой — 13-150, для работы с закаленной сталью — 30-350, универсальные — 00.

Все элементы токарного резца по дереву или металлу (головка и державка) выполняются из одной марки стали, чаще всего это твердосплавные сплавы Т5К10 либо 16К20, классифицирующиеся как металлокерамические материалы повышенной износоустойчивости . к меню

Конструктивные особенности токарных резцов

Каждый токарный резец состоит из двух частей.

1. Державка. Может быть квадратной или прямоугольной. С ее помощью резец закрепляют в посадочных гнездах станков. ГОСТом установлены следующие стандартные размеры державок.
   1. Квадратные — 4*4, 6*6, 8*8, 10*10, 12*12, 16*16, 20*20, 25*25, 32*32, 40*40 мм.
   2. Прямоугольные — 16*10, 20*12, 25*16, 25*20, 50*25, 40*32, 50*32, 50*40, 63*50 мм.
2. Головка. Это рабочая часть резца, контактирующая с заготовкой в процесс ее обработки. Головка состоит из заточенных под определенными углами кромок.

Изображение №1: конструкция токарного резца

Плоскости резания

Угловые параметры резцового токарного инструмента рассчитываются с помощью системы координатных плоскостей, среди которых базовыми являются основная, резания и главная секущая. Их взаимный наклон формирует углы заточки режущей части, обеспечивающие токарную обработку на расчетных режимах. Таким образом определяются следующие углы: главный передний (γ), главный задний (α), угол заострения (β), а также ряд других углов.

Углы резца

Работа токарного инструмента в процессе резания определяется угловыми параметрами передней и задней поверхностей. Поэтому основные углы резца — это главный передний (γ) и главный задний (α). При увеличении первого снижаются затраты мощности на выполнение резания, улучшается стружкоотвод и снижается шероховатость. С другой стороны, при увеличении переднего угла снижается толщина лезвия, что приводит к ухудшению его прочностных характеристик, усилению выкрашивания и уменьшению скорости отвода тепла. Основное назначение заднего угла — это снижение трения между поверхностью резания и главной задней. Кроме главных по функциональности углов α и γ при расчете определяется еще несколько углов, чьи величины влияют на класс чистоты токарной обработки, процесс формирования стружки и другие технические характеристики.

В зависимости от предназначения

Здесь речь чаще всего об обрабатываемых материалах.

Для дерева

Инструменты, обрабатывающие дерево, реализуются магазинами в таких комплектах:

• Гребёнки.
• Кольца.
• Крючки.
• Косые резцы.
• Обрезные резцы.
• Стамески.
• Рейеры.
• Мейселя.

Резцы и вращательные механизмы крепят друг к другу. Следы заготовок определяются сразу по инструментам, их формам, прочности, остроте. Это облегчает и выбор форм заготовок в итоге. От

Для работ с металлом

Приваривание и припайка пластин – оптимальный выбор для резцов, обрабатывающих металл. В производстве отдают предпочтение быстрорежущим, твёрдым сплавам. В составах обычно присутствуют тантал или вольфрам, титан. Высокая прочность, доступная цена стали главным преимуществом для инструментов.

Часто применяют разновидности, у которых пластины сменные. Тогда их крепят к головке, с помощью специальных винтов или прижимных элементов. Пластины из минералокерамики – самые удобные для дальнейшей эксплуатации. Но тогда резец будет дорогим.

Твёрдые сплавы применяют в случае с рабочими поверхностями инструмента:

1. Вольфрамовые.
2. Титановольфрамовые.
3. Танталово-вольфрамо-титановые.

Допустимы варианты с быстрорежущей сталью, либо её углеродистой разновидностью.

Установка резцов допустима на станки нескольких видов:

• Специального назначения.
• Револьверно-автоматные.
• Долбёжные.
• Токарные.
• Строгальные.

По виду обработки

Чистовые

Подача с небольшой скоростью. С болванки снимается материал, для которого характерна небольшая толщина. Проходной резец – наиболее популярная разновидность такого инструмента.

Получистовые

Много сходств с предыдущей разновидностью. Только характеристики у них используются в два раза меньшие по сравнению с аналогом. Назначение, особенности работы остаются почти одинаковыми.

Преимущества применения твердосплавных пластин для резцов

Пластины для расточных или отрезных резцов могут быть выполнены из различных марок твердых сплавов, что очень удобно, так как это позволяет иметь целый набор режущих элементов для обработки заготовок из разных материалов.

Использование сменных пластин для режущего инструмента – это еще и экономически выгодное решение, так как в случае поломки или износа нет необходимости заменять весь резец новым инструментом: надо поменять только его режущую часть. Целесообразно использовать инструмент со сменными твердосплавными пластинами и в том случае, если стоит задача автоматизации технологических процессов, что особенно актуально в условиях мелко- и среднесерийного производства, где номенклатура выпускаемых изделий может меняться достаточно часто.

Резцы со сменными пластинами

Среди преимуществ, которыми обладают твердосплавные пластины, устанавливаемые на токарные резцы, следует выделить следующие.

• По сравнению с резцами цельного типа, пластины отличаются невысокой стоимостью.
• Замена твердосплавного режущего элемента не занимает много времени.
• О высокой надежности пластин из твердых сплавов можно говорить даже в условиях интенсивной эксплуатации.
• При необходимости такие сменные режущие элементы можно переналаживать.
• Все современные модели сменных режущих элементов для токарных резцов унифицированы, что дает возможность легко подобрать оптимальный вариант для определенного типа обработки и марки металла заготовки.

Благодаря применению сменных твердосплавных пластин с механическим креплением значительно увеличивается срок службы державки токарного резца, отпадает необходимость в осуществлении таких вспомогательных операций, как заточка режущей части и ее пайка

Что важно, при использовании такого режущего инструмента снижение температуры и силы резания может составить 40%. Благодаря характеристикам твердых сплавов, которые используются для изготовления пластин, с помощью последних можно выполнять обработку металла, изменяя режимы резания

Некоторые виды форм твердосплавных пластин для резцов

Современной промышленностью выпускаются различные типы сменных пластин, изготовленных из твердосплавных материалов. Требования к параметрам каждого из этих типов оговорены в соответствующих государственных стандартах.

• ГОСТ 19086-80 определяет характеристики пластин режущего, опорного типов и стружколомов.
• ГОСТ 19042-80 оговаривает требования к классификации, форме и системе обозначений сменных пластин из твердосплавных материалов.
• ГОСТ 25395-90 распространяется на твердосплавные пластины типов 01, 02, 61, 62, которые фиксируются на державке токарного резца при помощи напайки. Требования этого нормативного документа распространяются на элементы, которые соединяются при помощи напайки с резцами расточного, проходного и револьверного типов.

Маркировка твердосплавных пластин

Маркировка твердосплавной пластины информирует о материале изготовления, форме, величине заднего угла, длине режущей кромки и классе точности оснастки. Буквы и цифры в обозначении всегда расшифровывают слева направо.

Расшифровка маркировки твердосплавной пластины

Каждый символ в маркировке обозначает конкретный показатель. Первая буква дает информацию о форме твердосплавной пластины, вторая — о заднем угле, третья — о допусках по высоте, толщине и размеру вписанной окружности, четвертая — о наличии стружколома или отверстия.

Следом за буквами перечисляют цифры. Первыми двумя обозначают длину пластины, двумя следующими — толщину, двумя последними — радиус углы. Последние две буквы характеризуют тип стружколома или его отсутствие (в этом случае вместо двух букв пишут None). Последнее обозначение (две буквы и четыре цифры) говорят о сплаве, из которого изготовлена токарная сменная твердосплавная пластина.

Перейдем к обозначениям.

Форма пластины

Может быть абсолютно разной, от ромбовидной с углом при вершине 35 градусов до круглой. Пластины разной геометрии придают обрабатываемой детали разные свойства.

1. H — шестигранная 120°.
2. O — восьмигранная 135°.
3. P — пятигранная 108°.
4. R — круглая.
5. S — квадратная 90°.
6. T — треугольная 60°.
7. C — ромбовидная 80°.
8. D — ромбовидная 55°.
9. E — ромбовидная 75°.
10. M — ромбовидная 86°.
11. V — ромбовидная 35°.
12. W — треугольная 80° с увеличенным углом при вершине.
13. L — прямоугольная 90°.
14. A — параллелограмм 85°.
15. B — параллелограмм 82°.
16. N/K — параллелограмм 55°.

Некоторые формы твердосплавных пластин по металлу

Задний угол пластины

Пластины режущие твердосплавные используют для снижения усилия, прилагаемого при наружной и внутренней обработке.

1. A — 3°.
2. B — 5°.
3. C — 7°.
4. D — 15°.
5. E — 20°.
6. F — 25°.
7. G — 30°.
8. N — 0°.
9. P — 11°.
10. O — специальный угол.

Класс точности

Подразумевает допуски на теоретический диаметр вписанной в пластины окружности, толщины и других параметров

Допуски важно учитывать для пластин до подготовки кромки и нанесения покрытия

Конструктивные особенности пластины

Описывают форму пластины: наличие или отсутствие крепежных отверстий, наличие одной или двух рабочих сторон, наличие или отсутствие стружколомающей геометрии.

Размер, толщина, радиус

В маркировке твердосплавной пластины цифрами зашифрованы:

1. первые две цифры — длина режущей кромки;
2. вторые две цифры — толщина пластины;
3. третья пара цифр — радиус скругления при вершине.

Дополнительные обозначения

Дополнительно указывают тип исполнения пластины (правое, левое, нейтральное) и параметры режущей кромки (острая, со скруглением, с фаской).

Стружколом

Маркировка стружколомов разнится от производителя к производителю. При выборе следует опираться на рекомендации из каталога.

Преимущества использования

Преимуществ использования токарных пластин достаточно много.

• Во-первых, как было сказано выше, основная функция пластины — увеличить долговечность резца. Резцы стоят довольно дорого, а изнашиваются очень быстро. Пластины существенно удлиняют им «жизнь».
• Во-вторых, резцы гораздо менее универсальны, чем пластины. Имея при себе достаточный набор пластин, можно выполнять обработку металлов и сплавов разного состава и структуры.
• В-третьих, менять пластины в разы удобнее и быстрее, чем менять резцы. А это является существенной составляющей производительности на единице оборудования.
• В-четвёртых, существует огромный ассортимент насадок, а это значит, что подобрать пластину для какой-либо технологической операции гораздо проще, чем резец.
• Ну и наконец, в-пятых, экономия. Купить новую пластину взамен той, которая сломалась, обойдётся гораздо дешевле приобретения нового резца. В этом, пожалуй, одно из главных преимуществ токарных пластин.

Механическое крепление пластин / Insert clamping system

Способы крепления пластин к резцам токарным Описание различных конструкций сборного режущего инструмента с пластинами без задних и с задними углами

Способы крепления пластин к резцам токарным Описание различных конструкций сборного режущего инструмента с пластинами без задних и с задними углами _ для металлооработки на станках Крепление пластин прижимом повышенной жёсткости Walter Turn (D) Первый выбор при обработке хрупких материалов _ например, чугуна — Подходит для тяжёлой черновой обработки, например, для обработки серого чугуна — Первый выбор при прерывистом резании благодаря надёжному креплению пластины — Один ключ для режущей и опорной пластины — Изготавливаются усиленные прихваты с твердосплавным башмаком для увеличения срока службы прихвата Державки Walter Turn с прижимом повышенной жёсткости с направленной подачей СОЖ (D. . . -P) — Подвод СОЖ непосредственно в зону резания через прижим и по задней поверхности пластины — Повышение стойкости на 30-150 % благодаря оптимальному охлаждению — Первый выбор при обработке нержавеющих материалов (ISO M) и жаропрочных сплавов (ISO S) — Гибкое подключение СОЖ: Державка с переходником для подвода СОЖ/адапте-ром (A2120-P/A2121-P) или с набором шлангов для СОЖ с резьбой G1/8” (K601) — Возможность использования при давлении СОЖ в диапазоне 10-150 бар — Оптимальное стружколомание, особенно при давлении свыше 40 бар Крепление пластин рычагом Walter Turn (P) — Универсальная система с простой заменой пластин — Первый выбор для односторонних пластин без задних углов, например, SNMM, для тяжёлой черновой обработки — Беспрепятственная эвакуация стружки из отверстия, альтернатива креплению прижимом повышенной жёсткости Крепление пластин клин-прихватом Walter Turn (M) — Для треугольных пластин без задних углов — Профильная обработка с применением пластин TNMG, максимальный угол врезания 22° — Часто применяется при продольном точении с поднутрением Крепление керамических пластин прижимом повышенной жёсткости Walter Turn (C) — Специальная система для керамических пластин без отверстия — Крепление прижимом повышенной жёсткости с твердосплавным башмаком для увеличения износостойкости — Первый выбор при обработке жаропрочных сплавов и чугуна с керамическими пластинами Токарные державки для пластин с задними углами Крепление пластин винтом Walter Turn (S) — Для пластин с задними углами 5° и 7° — Первый выбор для работы с малыми усилиями резания или для обработки тонких заготовок — Минимум сборочных деталей — Закрепление винтом Torx Plus для передачи повышенных моментов затяжки — Один ключ для режущей и опорной пластины Крепление пластин рычагом Walter Turn (P) — Для пластин с задними углами формы V/R 5° и 7° — Высокая точность обработки детали благодаря большому предварительному натяжению с помощью рычага у пластин V — Без риска ослабления винта в процессе обработки из-за перекручивания круглых пластин A 78 Токарные инструменты Walter Turn для наружной обработки Walter Токарная обработка ISO Описание инструментов Walter Turn/Walter Capto для наружной обработки Токарные державки для пластин без задних углов сш гтп

Преимущества и недостатки резцов

Резьбовые резцы со сменными пластинами обладают следующими достоинствами:

• невысокая стоимость:стоят меньше резцов цельного типа;
• позволяют экономить большое количество временных ресурсов во время подготовки режущего инструмента к разным технологическим операциям;
• пластины способны выдерживать высокие нагрузки, потому что они изготовлены из твердосплавных материалов;
• отрезные резцы могут применяться для обработки деталей с небольшими габаритами и неровным рельефом;
• режущий инструмент можно переналаживать при необходимости;
• высокий срок службы державок, что позволяет прочно закреплять инструмент на токарном станке;
• не требуют дополнительных заточек или пайки;
• во время обработки снижают силу резания и температуру на 35 – 40%;
• предоставляют возможность изменять режимы резания на ходу;
• унификация всех моделей резцов: позволяет подобрать нужную пластину для обработки заготовок из определенных видов металлов.

Эксперты выделяют следующие недостатки резцов со сменными пластинами:

• из-за наличия множества креплений для твердосплавных пластин увеличивается общий вес режущего инструмента;
• резцы не способны обеспечить оптимальные геометрические параметры режущей кромки из-за различной формы пластин и особенностей их крепления;
• высокая сложность изготовления режущего инструмента.

Качество резьбового резца зависит от вида обработки и режима резания. Резец дольше сохраняет свои преимущества при низкой скорости резания и во время внутреннего поперечного точения. Режущий инструмент изнашивается быстрее при наружном продольном точении. Для увеличения его стойкости используются смазочно-охлаждающие среды. Также повысить жесткость инструмента можно при увеличении площади державки.

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

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. 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. 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. Четвертая буква обозначает поверхность передней кромки и рисунок центрального отверстия (паз и отверстие) лезвия. 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

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