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



Использование сменных пластин в металлообработке

Начнем обзор токарных пластин по металлу с общих понятий – что представляет собой инструмент, где используется, как классифицируется, общие плюсы и минусы сменных пластин.

Сменная пластина из твердого сплава представляет собой инструмент определенной формы (геометрии), бывает с отверстиями и без, иногда для еще лучшей стойкости к высокой температуре и механическому воздействию, пластины покрывают специальными составами. Чем больше кромок у пластины, тем дольше ее можно использовать, каждый раз переворачивая острой стороной.

Важно вовремя менять изношенную кромку пластины, особенно на автоматических станках, но мы об этом еще скажем ниже.

Пластины используются в токарных, фрезерных и сверлильных станках, в том числе с ЧПУ.

Сегодня многие организации и частники ставят резцы со сменными пластинами. Резцы с напайными элементами применяются все реже, ввиду их недостатков. Появление сменных многогранных пластин (СМП) привело к значительному увеличению производительности. Работа на станке с ЧПУ вообще не представляется без сменных пластин. В операциях, где нужна высокая производительность, скорость, стойкость, предсказуемость, высокая точность, без сменных режущих элементов не обойтись.

Резцы со сменными пластинами можно использовать на высокой скорости, обрабатывать ими твердые материалы, не нужно тратить время на долгую смену режущей части, подточку, подгонку в размер и т.д. Остроты режущей кромки также хватает, а специальные стружколомы способствуют легкому и безопасному отходу стружки. Остановимся на преимуществах и недостатках сменных твердосплавных пластин чуть подробнее.

Если вы в раздумьях, поменять ли цельные резцы с напайными пластинами на державки с механическим креплением пластин (то же самое касается сверл и фрез), то этот обзор поможет вам принять решение.

Плюсы и минусы сменных пластин по металлу

Начнем с достоинств этого режущего инструмента:

  • Пластины изготавливаются из прочных материалов – карбид вольфрама, кобальт, титан и прочими наиболее современными материалами − над их составами очень тщательно работают производители.
  • Обладают достаточной износостойкостью, стойкостью к высоким температурам (вплоть до +1150°С).
  • Многие производители (особенно европейские бренды) размещают в каталогах информацию о стойкости инструмента, режимах резания. Вы заранее знаете, сколько минут простоит пластина, если соблюдать рекомендации производителя.
  • СМП (сменная многогранная пластина) – это выгодно! При износе или поломке напайки у цельных резцов сама державка обычно идет на выброс. У резцов с механическим креплением пластин нужно лишь повернуть кромку, а при полном износе всех сторон вставки быстро поставить новую пластину. Сам резец при этом служит очень долго, при аккуратном использовании его практически невозможно сломать. То же самое при замене пластин на корпусном сверле или фрезе. Экономия очевидна!
  • Функциональность – не нужно иметь большой набор цельных резцов. На один резец можно поставить разные пластины − черновые, чистовые и для разных обрабатываемых материалов. Удобство, экономится место для хранения инструмента (и снижаются финансовые траты).
  • Единая форма и размер пластинки, что особенно важно при работе на станках с ЧПУ.
  • Затупившийся элемент меняется в считанные минуты, что хорошо для производственного процесса. Станок не простаивает, как при переточке и подгонке напайки.
  • Благодаря стандартизированности пластин в обозначениях легко разобраться − для какого резца подойдет инструмент, какие материалы можно обрабатывать и на каких режимах и оборотах.
  • Некоторые умельцы перетачивают твердосплавные пластины под свои потребности, что делает инструмент еще более универсальным.
  • Выпускаются модели для резцов, фрез, корпусных сверл.

Минусов у сменных токарных пластин для металлообработки немного:

  • Импортные пластины стоят иногда недешево, особенно со вставками из нитрида бора и поликристаллического алмаза (для обработки особо твердых материалов).
  • Иногда бывает сложно разобраться в ассортименте и маркировке пластин.

В целом сменные многогранные пластины – выгодное и удобное решение!

 

Стойкость и предсказуемость пластины как показатель качества

Как показывает практика, в среднем пластина на отрезке работает 15-20 минут. Некоторые экземпляры стоят всего 5 минут! Если вовремя не поменять рабочую часть резца, инструмент может неожиданно «встать», что влечет за собой брак, снижение качества обработки и другие проблемы. В среднем кромка изнашивается на 70-80%, после пластину поворачивают острым краем.

Но реалии таковы, что в одной партии разброс стойкости может быть 2-3 минуты (у мировых брендов), и в несколько раз больше – у остальных производителей. О чем это говорит? При чистовой, черновой и получистовой обработке пластины из одной партии служат разное время. Чем больше разброс стойкости в партии, тем хуже качество инструмента. Работа инструмента становится непредсказуемой.

Поэтому для станков с ЧПУ, где требуется высокое качество обработки и минимальный разброс стойкости, рекомендуются пластины только от проверенных брендов с хорошей репутацией.

Виды твердосплавных пластин для обработки металла

Пластины делятся по предназначению и типу инструмента на токарные, для фрез и сверл. Токарные в свою очередь бывают для точения, резьбовые, отрезные и канавочные.

По материалу, из которого изготовлена пластина, инструмент бывает:

  • Сплав на основе вольфрама и кобальта.
  • Сплав из титана, вольфрама и кобальта.
  • Сплав титана, тантала, вольфрама, кобальта.
  • Сплав из карбида титана.

Обращайте также внимание на обозначения конкретных сплавов производителей.

На рынке продается инструмент с покрытиями PVD, CVD, MT-TiCN с Al2O3, PVD с Al2O3, TiAlN, TiAlN Nano и др. Стойкость к износу и высоким температурам у таких пластин лучше, стружка отходит легко, не налипает.

Различаются твердосплавные пластины по форме и размеру. Наиболее популярные формы вставок: квадрат, ромб, треугольник, параллелограмм, круг, пятигранник, восьмигранник.

Размер пластины – важный параметр для подбора режущего элемента для державки, сверла, фрезы.

Различают вставки также по величине заднего угла. Чем больше значение угла, тем более тонкая обработка заготовки получится. На выбор вида обработки – черновой съем, получистовая обработка или чистовой проход влияет много факторов – сплав пластины, ее геометрия, скорость резания, значение заднего угла и т.д. Всегда нужно придерживаться рекомендаций конкретного производителя инструмента.

Выпускаются пластины 5 классов точности. Здесь важны допуски при изготовлении детали или обработке заготовки.

 

Обзор токарных пластин. Классификация

 

Наиболее распространенные типы пластин для точения:

  • С-ромбическая 80°
  • D-ромбическая 55°
  • V-ромбическая 35°
  • W-тригональная
  • S-квадратная
  • T-треугольная
  • R-круглая
  • K-параллелограмм 55°

Советы по выбору токарных пластин по металлу:

  1. Определитесь с материалом, который нужно точить.
  2. Для каждого вида обработки свои пластины – черновой съем, чистовой и финишный проход, получистовая обработка. Есть универсальные сплавы, которые подходят для разных режимов резания.
  3. Определитесь с размером, радиусом и классом точности пластины. Для черновой обработки радиус побольше, и класс точности не высокий.
  4. Подберите форму и марку пластины под нужный резец.
  5. Выберите нужного производителя.
  6. Для отрезной и канавочной пластины важные параметры – ширина канавки (отрез), ширина пластины.
  7. При выборе пластин для нарезания резьбы учитывайте нужный профиль, тип резьбы (наружная, внутренняя), правое или левое исполнение, шаг резьбы в мм или ниток/дюйм.

Обратите внимание: под резцы некоторых производителей подходят только «родные» пластины. Больше всего это касается пластин отрезных, фрезерных и пластин для сверл. Пластины для точения в основном универсальны и совместимы с державками разных производителей. Перед покупкой пластины убедитесь, что она подойдет к вашей державке.

 

Что касается производителей твердосплавных пластин для металлообработки, то нынешняя экономическая ситуация в России способствует тому, что многие предприятия и частники стали переходить с европейских и американских брендов на китайский инструмент. Но Китай Китаю – рознь. Одно дело закупать инструмент сомнительного качества с массовых торговых площадок, и другое – брать продукцию заводов с хорошей репутацией.

Обзор пластин для фрез

Фрезы со сменными пластинами активно применяются в автоматизированных станках и не только.

 

Пластины для фрезы бывают различной геометрии:

  • W-тригональная
  • S-квадратная
  • R-круглая
  • O-восьмигранная
  • M-ромбическая 86°
  • A- прямоугольная 85°
  • P-пятигранная
  • Z-другая форма

Если несколько режущих кромок – это экономит средства!

В названии пластины обычно присутствует марка, поэтому в этом параметре легко разобраться. Обычно производитель рекомендует к фрезе конкретные марки пластин. Есть универсальные марки пластин, которые подходят к фрезам различных брендов.

Пластины для фрез подбираются также по следующим параметрам:

  • Вид обработки (тяжелая черновая, черновая, получистовая, чистовая).
  • Материал обрабатываемой заготовки (сталь, нержавеющая сталь, чугун, жаропрочные материалы, цветные металлы и т.д.).
  • Размер пластины в мм.
  • Радиус пластины.

Обзор пластин для корпусных сверл

Сменные режущие элементы для сверл чаще всего бывают тригональной и квадратной формы. Плюсов у такой конструкции сверла достаточно (Хотя на первый взгляд может показаться, что корпусные сверла стоят дорого и их покупка неоправданна):

  • Высокая производительность инструмента.
  • Снижение затрат на изготовление деталей благодаря стойкости и производительности инструмента.
  • Отличная износостойкость даже на твердых материалах.
  • Не нужно использовать центровочные сверла.
  • Можно сверлить со сдвигом.
  • Есть модели с каналами для СОЖ.
  • Можно сверлить отверстие в 2-5 раз больше диаметра инструмента.

Особенно оправдано применение сверл с пластинами при сверлении отверстий с диаметрами от 16 мм и выше. Пластины у сверл отличаются высокой стойкостью, особенно благодаря подаче СОЖ в отверстие в зону резания через корпус сверла по тонким отверстиям. Кроме того они имеют 4 грани (квадратные). Поэтому себестоимость отверстия получается очень низкой при высокой производительности и стабильности.

Выбирают сменные пластины для сверл по форме, марке, материалу заготовки или детали, размеру и радиусу пластины и другим параметрам.

 

 

 



Похожие публикации

Виды резцов по металлу для токарного станка: типы и назначение
Разновидности станочных патронов
Какие бывают режущие инструменты
Поворотный стол
Классификация металлорежущих станков