Як вибрати твердосплавні пластини?

Що таке твердосплавні вставки?

У сучасній металообробцітвердосплавні вставкиє основними інструментами для підвищення ефективності обробки та забезпечення точності обробки. Твердосплавні вставки зазвичай виготовляють шляхом спікання високо{1}}твердих частинок карбіду вольфраму з металевою зв’язкою під високою температурою та тиском. Їх твердість набагато вища, ніж у швидко-швидкорізальної сталі (HSS), водночас вони мають чудову в’язкість і стійкість до сколів, що дозволяє їм справлятися з -швидкісним і високим{5}}навантаженням.

• Висока твердість:зносостійкий,-придатний для високошвидкісного різання
• Висока міцність:Легко ламається, адаптується до сильних порізів і ударів.
• Стійкість до високих температур:Він не легко розм'якшується або деформується в процесі різання.
• Доступні кілька варіантів покриття:покращує зносостійкість, зменшує прилипання та продовжує термін служби інструменту.
• Кілька форм і розмірів:підходить для точіння, фрезерування, свердління та інших методів обробки.
• Індексований дизайн:Одне лезо можна використовувати кілька разів, зменшуючи витрати.

Твердосплавні пластини широко використовуються в різних процесах обробки, таких як токарна обробка, фрезерування та свердління, і є незамінними інструментами в сучасній обробці з ЧПУ, виготовленні прес-форм і високо-точних деталей. Однак типи, сорти, форми та покриття вставок на ринку відрізняються, що робить вибір відповідних вставок серйозною проблемою для інженерів і персоналу із закупівель.

Вибір правильних твердосплавних пластин може значно підвищити ефективність обробки, продовжити термін служби інструменту, знизити витрати на виробництво та забезпечити точність розмірів і якість поверхні оброблених деталей.

Розуміння марок твердосплавних пластин

Марка ріжучого інструменту — стандарт класифікації сукупності властивостей (твердість, в'язкість, зносостійкість тощо) матеріалів твердосплавних різальних інструментів. Він визначає навантаження та швидкість зношування, які ріжучий інструмент може витримати під час різання, і є основним фактором, що впливає на ефективність різання та термін служби інструменту. Різні сорти мають свої унікальні характеристики:

• Серія P: Висока твердість, помірна в’язкість, придатна для загальної точної обробки, з балансом між зносостійкістю та здатністю проти-сколювання.
• Серія М: висока міцність, здатна витримувати певні удари під час обробки, помірна зносостійкість і відносно стабільна міцність наконечника.
• Серія К: Відмінна зносостійкість, але відносно низька в'язкість, підходить для застосувань, які вимагають стабільного різання протягом тривалого часу.
• N серія: гострий ріжучий наконечник, невелика швидкість різання, збалансована міцність і зносостійкість, підходить для обробки з легкими-навантаженнями.
• Серія S: Найвища міцність, може витримувати більший удар і високе{0}}навантаження при різанні, але зносостійкість трохи нижча, ніж у серії K.
• Серія H: Загальна продуктивність добре-збалансована, підходить для сценаріїв обробки, які вимагають як довговічності інструменту, так і стабільності різання.

Вибираючи марки твердосплавних пластин, слід звертати увагу на баланс між твердістю, в’язкістю, зносостійкістю та міцністю наконечника, а не просто на високу твердість або високу в’язкість. Відповідний підбір марок може підтримувати стабільність інструменту за різних умов обробки, подовжувати термін служби інструменту та покращувати ефективність обробки.

Вкажіть матеріали для обробки

Перший крок у виборітвердосплавні вставкице зрозуміти тип матеріалу, який ви будете обробляти. Значні відмінності в твердості матеріалу, в'язкості, теплопровідності та властивостях різання безпосередньо впливають на вибір марки пластини, покриття та геометрії.

Сталь (вуглецева сталь/легована сталь)

Високе виділення тепла під час обробки може легко спричинити знос інструменту або відколи. Рекомендовано використовувати інструменти серії P-, часто з покриттям TiN або TiAlN для збалансування зносостійкості та міцності. Для сталей з високою-твердістю параметри різання необхідно контролювати, щоб уникнути надмірного навантаження на кінчик інструмента.

Нержавіюча сталь

Під час обробки ріжучий інструмент схильний до залипання, що призводить до утворення -краю. Тому слід вибирати вставки серії M- і надавати перевагу антипригарним покриттям (таким як TiAlN або AlTiN). Під час обробки тонкостінних або прецизійних деталей можна використовувати легку-форму ріжучої пластини для зменшення коливань і покращення якості поверхні.

Чавун

Твердий і крихкий, з високою зносостійкістю. Вставки серії K- мають високу зносостійкість. Пластини-загального призначення можна вибрати для сірого чавуну, тоді як для ковкого чавуну слід вибрати пластини з високою -здатністю проти сколів, і слід звернути увагу на параметри різання, щоб зменшити вібрацію.

-кольорові метали (алюміній, мідь тощо)

Він швидко ріжеться, але має тенденцію прилипати до інструменту. Рекомендовано вставки серії N-; зверніть увагу на гостроту наконечника та дизайн відводу стружки, щоб уникнути засмічення. Під час обробки тонкостінних алюмінієвих деталей належним чином зменшіть глибину різу, щоб запобігти деформації.

Високотемпературні-сплави та титанові сплави

Процес обробки складний, температура різання висока, а ріжучі пластини схильні до сколів або термічного пошкодження. Пластини серії S- є найбільш підходящими, але вимагають використання високо-охолоджувальної рідини та суворого контролю швидкості різання та швидкості подачі.

Завдяки точному аналізу матеріалів, що обробляються, ми можемо не тільки швидко звузити діапазон різальних інструментів на вибір, але й уникнути витрат на спроби та помилки під час фактичної обробки, забезпечуючи стабільну роботу ріжучих інструментів.

Чітко визначте метод обробки

Окрім самого матеріалу, метод обробки є не менш важливим для вибору твердосплавних пластин. Різниця в силах різання, стабільності та методах видалення стружки в різних процесах визначає різну орієнтацію геометрії пластини, конструкцію переднього кута та міцність кромки.

токарні

Токарні операції висувають високі вимоги до стабільності та вібростійкості ріжучих пластин, особливо при обробці зовнішніх діаметрів, торців і контурів. Звичайні ромбоподібні пластини (такі як 80 градусів, 55 градусів або 35 градусів) пропонують баланс між гнучкістю різання та міцністю краю, що робить їх придатними для більшості звичайних токарних операцій.

При обробці довгих валів або тонких заготовок слід віддавати перевагу негативному передньому куту або посиленим наконечникам, щоб зменшити ризик вібрації та сколів за рахунок підвищення міцності ріжучої кромки. Для остаточного або невеликого-масового різання можна використовувати пластини з позитивним переднім кутом, які мають менший опір різанню та допомагають покращити обробку поверхні та стабільність розмірів.

фрезерування

Під час фрезерування ріжуча пластина повинна неодноразово входити в зону різання та виходити з неї, що вимагає високої здатності до видалення стружки та ударостійкості ріжучої кромки. Для легкого різання або фінішної обробки можна вибрати геометричну форму пластини з позитивним переднім кутом і гострою ріжучою кромкою, щоб зменшити сили різання та мінімізувати деформацію тонкостінних деталей.

Під час високо-фрезерування чи обробки з великою-подачею зазвичай використовуються пластини з від’ємними або складними передніми кутами, щоб підвищити міцність краю та зносостійкість, а також подовжити термін служби. Для обробки глибоких канавок або складних порожнин необхідно також враховувати товщину пластини та дизайн заднього кута, щоб забезпечити достатню жорсткість і припуск на різання.

буріння

Свердлильні пластини повинні витримувати великі осьові сили та бічний тиск одночасно, що висуває підвищені вимоги до геометричної стабільності пластин. Зазвичай використовувані спеціалізовані свердлильні пластини або пластини з клиновою чи трикутною структурою допомагають розподілити навантаження від різання та зменшити ризик утворення сколів.

При обробці глибоких отворів особливо важливими є кут ріжучої кромки та дизайн стружки пластин. Вони повинні поєднуватися з розумним переднім кутом і гостротою, щоб забезпечити плавне видалення стружки. У той же час використання охолоджуючої рідини для контролю тепла різання має важливе значення для стабілізації точності діаметра отвору та продовження терміну служби пластини.

Визначення методу обробки та подальше його уточнення відповідно до геометрії, типу переднього кута та структури ріжучої кромки ріжучого інструменту може допомогти інженерам зробити більш розумний вибір у різних робочих умовах, тим самим покращуючи загальну стабільність обробки та зменшуючи аномальний знос, що особливо цінно в точних деталях і масовому виробництві.

Вимоги до точності та ефективності обробки

Точність і ефективність обробки безпосередньо впливають на витрати виробництва та термін служби інструменту. Різні заготовки мають суттєво різні вимоги до обробки поверхні, точності розмірів і тривалості виробничого циклу.

Високоточні-деталі:Вимагає високої стабільності леза, включаючи гострий кінчик, стабільну геометрію та рівномірне покриття для запобігання вібрації або деформації під час обробки. Підходить для аерокосмічних деталей, обробки прес-форм або точних деталей валів.

Для великого-об’єму або грубо-оброблених деталей:більше уваги приділяється довговічності інструменту та ефективності різання. Пластини з високою зносостійкістю та відповідним маркою можна вибрати, щоб збалансувати швидкість різання та термін служби пластини, зменшити частоту заміни пластини та збільшити тривалість виробничого циклу.

У сценаріях змішаної обробки, коли виконується чорнова обробка з наступною фінішною обробкою, різні пластини можна використовувати разом. Пластини для чорнової обробки мають високу зносостійкість, а пластини для фінішної обробки мають високу обробку поверхні, що забезпечує якість кінцевої деталі.

Чітко визначивши вимоги до точності та ефективності обробки, групи закупівель та інженери можуть враховувати якість, ефективність та вартість під час вибору ріжучих інструментів, уникаючи проблем обробки або перерв у виробництві, спричинених неправильним вибором інструменту, одночасно надаючи основні дані для подальшої оптимізації процесу.

Тип покриття вставки

Покриття відіграє вирішальну рольтвердосплавні вставки, не тільки покращуючи зносостійкість, але й покращуючи ефективність різання та знижуючи температуру різання, тим самим значно подовжуючи термін служби інструменту. Різні матеріали обробки та умови різання висувають різні вимоги до покриття; Загальні типи покриттів і їх характеристики такі:

TiN (нітрид титану)

Класичне покриття-загального призначення з хорошою зносостійкістю та низьким коефіцієнтом тертя, придатне для -навантажень або легких-операцій різання. Покриття TiN має золотисто-жовту поверхню, зменшує адгезію між ріжучим інструментом і заготовкою та підходить для обробки сталі та звичайного чавуну.

TiAlN (нітрид титану алюмінію)

Він демонструє чудову стійкість до високих-температур, здатний витримувати високі температури, створювані високошвидкісним-різанням, що робить його придатним для середньо- та високо-швидкісного різання сталі, нержавіючої сталі та деяких сплавів. Покриття TiAlN утворює захисний шар оксиду алюмінію при високих температурах, що ще більше збільшує термін служби інструменту.

AlTiN (нітрид алюмінію титану)

Він демонструє надзвичайно високу зносостійкість і здатність проти-відколи, що робить його особливо придатним для обробки високо-твердих або високо-температурних сплавів. Висока поверхнева твердість покриття AlTiN дозволяє йому зберігати цілісність наконечника інструмента під високими навантаженнями, знижуючи ризик відколів і поломок.

Багатошарові композитні покриття (наприклад, TiCN/TiAlN)

Завдяки оптимізації зносостійкості та міцності завдяки багато-шаровій структурі він підходить для обробки важко{1}}-матеріалів, таких як титанові сплави, високотемпературні-сплави та загартована сталь. Багатошарове-покриття забезпечує більш стабільну ефективність різання за високої-швидкості та глибокого-різання.

Вичерпні рекомендації щодо вибору

Під час фактичної обробки вибір твердосплавних пластин часто визначається не одним параметром, а комплексним компромісом-між багатьма факторами. Розумний підхід до вибору повинен починатися зі «стабільної обробки», а потім поступово досягати ефективності та оптимізації витрат.

• Визначте пріоритетність матеріалу для обробки, спочатку визначте відповідний клас леза та покриття, а потім виберіть відповідну форму леза на основі методу обробки. Правильно підібраний матеріал є необхідною умовою для забезпечення продуктивності леза та тривалості його служби.
• Налаштування слід робити на основі стабільності обробки. Якщо твердість верстата середня або умови роботи нестабільні, спочатку слід вибрати пластини з кращою в'язкістю, щоб зменшити сколювання та ненормальний знос; лише тоді, коли робочі умови є стабільними, слід розглядати підвищення ефективності різання.
• Призначення ріжучих пластин слід диференціювати відповідно до етапу обробки. Чорнова обробка зосереджується на довговічності та видаленні стружки, а чистова – на стабільності різання та якості поверхні. Не рекомендується використовувати одну вставку для всіх процесів.
• Нарешті, рекомендується обирати моделі лез з універсальними характеристиками та стабільною поставкою, що полегшує подальшу заміну та оптову закупівлю, а також допомагає контролювати загальну вартість обробки.

Підсумовуючи, вибір відповідних твердосплавних пластин повинен ґрунтуватися на глибокому розумінні умов обробки, а інструментальне рішення, яке підходить для власної виробничої системи, має бути сформовано шляхом балансування стабільності, ефективності та вартості.

Зв’яжіться з WAT Tool зараздля точних параметрів різання та пропозицій щодо умов обробки, щоб оптимізувати параметри обробки та зробити кожен розріз більш ефективним і точним!