Обзор твердосплавных пластин по металлу для токарных и фрезерных станков: виды, применение, преимущества и недостатки

Виды токарных резцов со сменными пластинами

Выделяют следующие виды режущих инструментов со сменными пластинами:

1. Расточные резцы: обладают державкой в форме конуса и механическим креплением для проделывания сквозных и глухих отверстий в деталях. Они также могут использоваться для нарезания внутренней и внешней резьбы в изделиях цилиндрической формы. При проделывании глухих отверстий режущая кромка должна располагаться под углом 90°, для сквозных – под углом 60°.
2. Проходные: применяются во время наружной обработки металлических деталей. Их режущая кромка располагается под углом 45°.
3. Фасонные: необходимы для обработки фасонных поверхностей. Эти режущие инструменты способны обеспечить идентичность формы и точность размера обрабатываемых заготовок. Фасонные резцы изготавливаются из высококачественных быстрорежущих сталей.
4. Отрезные резцы: используются для разрезки заготовок на несколько частей.Применяются при обработке маленьких и крупных прутковых деталей. Главная режущая кромка инструмента находится под углом 90°.
5. Резцы с многогранными твердосплавными пластинами: оснащены пластинами, имеющими форму многогранника.
6. Канавочные: предназначения для прорезки канавок в цилиндрических и конических изделиях. Они отличаются высокой жесткостью конструкции и высокой производительностью.Данные инструменты способны выдерживать высокие нагрузки во время проведения токарных работ.

Выбор типа резьбовых резцов со сменными пластинами зависит от разновидности технических операций, выполняемых во время обработки металлических деталей. Качество работы инструмента зависит от точности изготовления и профессиональных навыков мастера.

Что дает применение твердосплавных пластин для резцов

• Универсальность использования одного токарного резца. Меняя твердосплавные пластины, можно производить обработку металлов и сплавов, характеризующихся разным составом, структурой и твердостью. Если иметь под рукой необходимый набор насадок, то проблем с металлообработкой, связанных с поиском и переустановкой нужного инструмента, не возникнет. Особенно актуально для автоматизированных производств, с большим сортаментом продукции.
• Экономию. Пластина стоит гораздо дешевле резца. В случае поломки режущей части не придется заменять весь инструмент. Кроме того, эксплуатационный срок его корпуса увеличивается более чем в 20 раз по сравнению с аналогом напаянным.
• На смену (поворот) пластины затрачивается меньше времени, чем на переустановку резца. А это – одна из составляющих повышения производительности.
• Насадки позволяют менять режим резания в большом диапазоне, что создает удобство в работе, повышает ее скорость и качество.
• Большой сортамент насадок. Подобрать нужную пластину для каждой технологической операции гораздо проще, чем сам инструмент. Для мелких производств (тем более бытовых токарных станков) выгоднее иметь определенный набор насадок, чем приобретать большое количество резцов различных видов.

Что можно делать твердосплавными пластинами

• Поверхностная обработка заготовок.
• Нарезание резьбы.
• Внутренняя расточка.
• Развертка.
• Выборка пазов, канавок и тому подобное.
• Раскрой материалов. Например, листового стекла, гетинакса, цветных металлов.

Нюансы подбора резца

При покупке режущих инструментов необходимо обращать внимание на следующие критерии:

1. Разновидность режущего инструмента. Разные типы резцов отличаются формой профиля, определяемый техническими особенностями твердосплавных пластин.
2. Размерные характеристики. Различные габариты изделий, обрабатываемых на токарном станка, определяютразмеры режущего инструмента. К современным типам резцов можно подобрать заготовки с отличительными размерными характеристиками.
3. Значение заднего угла. Этот показатель влияет на точность чистовой обработки материала. Чистота нарезания поверхности прямо пропорциональна значению заднего угла. Этот параметр учитывается при токарной обработке металлических заготовок с мягкими поверхностями.
4. Класс точности. Данный параметр используется для расчета точности выполненной нарезки. Согласно ГОСТу 9253-59, установлены 3 основных класса точности для пластин. При измерении этого параметра можно производить нарезание заготовок инструментами с различными значениями допуска.

Если не учитывать эти критерии, то резьбовые резцы не смогут прочно закрепиться на токарном станке и производить точную обработку металлических деталей.

Во время приобретения режущих инструментов важно правильно выбрать пластины. Эти детали изготавливаются из твердых металлических сплавов. Соотношение металлов определяет особенности эксплуатации режущего инструмента. Существует 2 основных разновидности пластин:

1. С повышенной прочностью. Они устойчивы к воздействию вибраций, ударов и других физических нагрузок, возникающих во время нарезания. Рекомендуется приобретать эту категорию пластин, если требуется отрезать большое количество металла с обрабатываемого изделия.
2. С увеличенной теплостойкостью. Они могут переносить высокие температуры, возникающие во время длительной обработки заготовок и воздействия силы трения. Теплостойкие пластины фиксируются механическим методом. Они применяются при работе на высоких скоростях.

Материалы изготовления указываются на маркировке твердосплавных пластин. Каждому сплаву соответствует уникальное изображение. При изготовлении режущих деталей обязательно используют вольфрам, обладающий высокой прочностью и устойчивостью к большимперепадам температур. Дополнительно могут применяться карбид титана или кобальт. Пластины из керамических материалов используются во время проведения чистовой или получистовой обработки металлических изделий. Они могут применяться для нарезания заготовок из жаропрочных сплавов. Процентное соотношение этих компонентов определяет категорию сменных пластин. На маркировке титан обозначается буквой “Т”, кобальт – символом “К”. Пример маркировки: Т14К7 (процентное содержание карбида титана – 14%, кобальта – 7%).

Для больших объемов токарных работ рекомендуется приобретать набор токарных резцов со сменными пластинами, что позволит быстро настраивать инструмент во время проведения различных технологических операций. При выборе наборов важно учитывать марку производителя. Наибольшей популярностью на рынке пользуются сменные пластины от следующих компаний:

1. ООО “Инструмент-Сервис”: украинская компания, изготавливающая детали для режущих инструментов.
2. Интерпайп: является крупнейшей организацией по изготовлению трубных и резьбовых соединений на территории Восточной Европы. Продукция производится на Новомосковсокм трубном заводе, расположенном в украинском городе Днепр.
3. BDS-Machinen: немецкая компания, производящая устройства и детали для магнитных сверлильных станков.
4. Proxxon: организация, разрабатывающая детали для нарезания малогабаритных заготовок. Производство осуществляется на территории Германии.
5. Ceratizit: фирма по производству металлорежущих инструментов и их основных комплектующих. Штаб-квартира находится на территории Люксембурга.

Стоимость набора токарных резцов зависит от затрат производителя и финансовой политики поставщиков. Наибольшей ценой обладают импортные детали. Средняя цена набора составляет 15 000 руб. Дополнительно можно приобретать отдельные виды пластин. Их средняя цена равняется 164 руб.

Особенности использования твердосплавных пластин

Размеры – в мм.

• Первичная заточка режущей кромки производится на предприятии-изготовителе. Так как она постепенно изнашивается, то изделие попросту переворачивается, то есть рабочей становится другая ее грань, ранее не задействованная. Следовательно, систематической заточкой кромки, что характерно для токарных резцов с напайкой, заниматься не нужно.
• Для черновой обработки заготовок используются пластины более толстые (до 6), с длинными гранями (до 25). Технологические операции, называемые чистовыми (например, шлифовка) выполняются изделиями мелкими. Их минимальные размеры: длина – 7, толщина – 3.

Производители качественных твердосплавных пластин

Если судить по отзывам любителей и профессионалов на тематических сайтах, каких-либо существенных претензий нет к изделиям следующих изготовителей.

• Ceratizit (Люксембург).
• Proxxon, BDS-Machinen (Германия).
• Украинский ««Инструмент-Сервис».

Что учесть при выборе сменных насадок

Подразумевается, что они приобретаются в комплекте, но без резца.

• Соответствие линейных параметров инструмента и пластин.
• Специфика использования изделий. Если металлообработка предполагает снятие значительных слоев с заготовки, то следует подбирать насадки, материал которых инертен к высоким температурам. Работа на скоростных режимах сопровождается повышенными вибрациями. В этом случае нужно обратить внимание на такую характеристику образцов, как устойчивость к нагрузкам (механическим).
• Тип обработки деталей. Это уже к вопросу о требуемой форме насадок.

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.

Скачать 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.

Стоимость пластин твердосплавных

Они продаются наборами, поэтому цена зависит от комплектации, формы, размеров и ряда других показателей. Кроме того, в них могут входить и корпуса резцов, что повышает стоимость. Если говорить о ее среднем значении, то комплект без инструмента обойдется в 5 310 рублей, а с ним – примерно в 7 980.

В принципе, не так уж и дорого, если учесть, что, по оценкам специалистов, использование сменных насадок дает месячную экономию на одном токарном станке (при средней загруженности оборудования) порядка 450 рублей.

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.

Общая информация

Для изготовления всех моделей насадок к резцам используются только сплавы, характеризующиеся улучшенной формулой – AL 20 (40) и AP 25 (40). Геометрия любого образца продумана до мельчайших деталей. Это позволяет проводить соответствующие технологические операции с максимальной точностью и в короткие сроки, при значительном уменьшении процента брака.

Существующие стандарты

Твердосплавные пластины бывают нескольких типов. Подробное описание каждого из них можно найти в соответствующих ГОСТ.

• 19042 от 1980 года. Этот стандарт определяет систему обозначений, категорирование и требования к форме пластин твердосплавных (заменяет ГОСТ под этим же номером от 1973 года).
• 19086 от 1980 года. В данном документе обозначены все характеристики стружколомов, а также сменных насадок опорного и режущего типа.
• 25395 от 1990 года. ГОСТ распространяется на тип твердосплавных пластин, которые скрепляются с державками резцов проходных, расточных и револьверных способом напайки (01, 61, 02 и 62).