Твердосплавные сверла для закаленной стали: руководство по выбору, скорости и настройке

Спросите любого станочника о сверлении закаленной стали, и вы услышите одну и ту же историю: светящийся наконечник сверла, визжащий шпиндель и отверстие, которое отказывается расти. Инструментальная сталь с твердостью 50 HRC и выше ведет себя не столько как обычный металл, сколько как абразив. После того, как деталь прошла термическую обработку, правила меняются, и инструмент, который идеально работает с мягкой сталью, не выдержит ни одного отверстия. Твердосплавные сверла для закаленной стали существуют именно для этой ситуации, но купить подходящее сверло — это только половина дела. Другая половина — это согласование основы, геометрии и режимов резания с твердостью, которая находится перед вами. Вот как мы подходим к этой спичке в нашем собственном шлифовальном цехе.

Почему закаленная сталь ведет себя так по-разному

Быстрорежущая сталь — замечательный материал вплоть до того момента, когда заготовка становится такой же твердой, как инструмент. Термически обработанные стали, такие как D2, A2, H13, M2, а также полностью закаленные штамповые стали обычно имеют твердость от 45 до 62 HRC, и на этом уровне на режущей кромке происходят три вещи одновременно.

• Давление резания в острие резко возрастает, и тонкое полотно обычного спирального сверла вместо резки отклоняется.
• Почти вся энергия деформации превращается в тепло, и этому теплу некуда деваться, поскольку закаленная сталь плохо его проводит.
• Поверхность еще больше затвердевает под трущейся кромкой, поэтому тупое сверло делает следующую попытку сложнее, чем первую.

HSS теряет твердость при температуре выше 600 градусов по Цельсию, поэтому он полирует закаленную сталь, а не режет ее. Твердый карбид сохраняет свою твердость далеко за пределами этого окна и обладает прочностью на сжатие, позволяющей противостоять тяге. Именно эта комбинация является причиной того, что карбид здесь является ответом по умолчанию.

Что делает твердосплавное сверло подходящим для закаленной стали?

Не каждое твердосплавное сверло представляет собой сверло из закаленной стали. Два инструмента могут иметь одинаковый диаметр и хвостовик, но вести себя при резке совершенно по-разному.

Субстрат

Микрозернистый и ультрамелкозернистый твердый сплав с содержанием кобальта примерно от 6 до 12 процентов обеспечивает наилучший баланс остроты кромки и прочности на поперечный разрыв. Более грубые сорта более жесткие при ударе, но они не могут выдерживать требования к закаленной стали с острой кромкой, а закругленная кромка просто трется.

Покрытия

Покрытие AlTiN, TiAlN или TiSiN действует как тепловой барьер и снижает трение, сохраняя тепло в стружке, а не в инструменте. Покрытия имеют огромное значение, но они не могут спасти мягкую основу. Сначала выберите сорт, затем покрытие.

Геометрия

Угол при вершине 140 градусов с утонченной перемычкой снижает тягу и помогает начать работу без ходьбы. Усиленные поля и слегка негативная подготовка кромок противостоят сколам. Длина канавки должна быть настолько короткой, насколько позволяет отверстие, а внутренние каналы для охлаждающей жидкости окупятся, как только глубина превысит три диаметра. Если вы хотите увидеть, насколько один только угол при вершине меняет поведение, это сравнение Точки сверления 118 и 135 градусов. это полезный компаньон для чтения.

Твердосплавные спиральные сверла общего назначения • Подходит для эффективного сверления различных материалов, таких как сталь, чугун, нержавеющая сталь и т. д. • Спиральное сверло с прямым хвостовиком и внутренним/наружным охлаждением. Посмотреть продукт →

Согласование инструмента с диапазоном твердости

Твердость — самый полезный показатель при выборе сверла. В таблице ниже отражена исходная логика, которую мы используем в общении с клиентами.

Режимы резания при твердосплавном сверлении закаленной стали

Инстинкт, перенесенный из мягкой стали, заключается в том, чтобы замедлить ход шпинделя и опереться на подачу. В закаленной стали обратное ближе к истине: поддерживать постоянную подачу на оборот, чтобы кромка резала, а не тереться, и поддерживать низкую скорость резания.

• Скорость поверхности: примерно от 40 до 60 м/мин при температуре ниже 45 HRC, от 25 до 40 м/мин при температуре от 45 до 55 HRC и от 15 до 25 м/мин при температуре выше 55 HRC.
• Подача на оборот: примерно от 0,05 до 0,15 мм на оборот в зависимости от диаметра, при больших диаметрах на верхнем конце.
• Глубина прокалывания: от половины диаметра до одного диаметра, полностью втягиваясь для удаления стружки.
• СОЖ: подача СОЖ через инструмент или воздушно-масляный туман под высоким давлением; Только заливная охлаждающая жидкость редко достигает цели.

Следите за фишками. Серебряные или соломенные стружки означают, что процесс нормальный, а синие или светящиеся стружки означают, что скорость резания или подача неправильная.

Правила установки, которые сохраняют твердость

Карбид хрупкий, и сверление закаленной стали ничего не прощает. Причиной большинства поломок сверл, которые мы видим, является установка, а не уклон.

• Измерьте биение хвостовика и следите за тем, чтобы общее показанное биение не превышало 0,01 мм. Каждый лишний микрон увеличивает нагрузку на одну канавку.
• Используйте самое короткое сверло и держатель, доходящие до отверстия. Держатели заглушек превосходят длинные удлинители цанг.
• Зажмите заготовку вплотную к отверстию и исключите перемещение; доли миллиметра достаточно, чтобы сколоть кромку.
• Никогда не сверлите закаленную сталь вручную, поскольку ручная подача меняет нагрузку при каждом колебании.
• Намечайте твердосплавным точечным сверлом, затем вводите с постоянной подачей и без задержек внизу.
• Замените затупившееся сверло, а не подправляйте его вручную, поскольку это обычно разрушает подготовку кромки.

Для отверстий глубиной более пяти диаметров специальная конструкция глубокого отверстия с геометрией сквозного подвода СОЖ отличает прямое отверстие от отбракованной детали.

Сверла для глубоких отверстий, спиральные сверла • Подходит для эффективного сверления различных материалов, таких как сталь, чугун, нержавеющая сталь и т. д. • Спиральное сверло с прямым хвостовиком и внутренним/наружным охлаждением. Посмотреть продукт →

Когда сверление не является решением: вместо этого фрезеруйте отверстие

При твердости примерно 55 HRC или когда отверстие большое по сравнению с размером станка, винтовая интерполяция часто является более разумным способом. Высокоточная концевая фреза погружается под небольшим углом и вращается наружу, распределяя нагрузку вдоль канавки, а не концентрируя ее в одной точке. В результате получается более круглое отверстие, гораздо меньший риск того, что сломанный инструмент застрянет в готовой детали, а допуски положения сохраняются без отдельной операции развертывания. Сверхтвердые сплавы с усиленной кромкой и мелкозернистой структурой созданы именно для этой работы.

Высокоточные 4-х перые фрезы с плоским концом • Конструкция с коротким лезвием значительно повышает износостойкость инструмента и позволяет добиться более высокого качества поверхности заготовки. • В основном используется для обработки... Посмотреть продукт →

Выбор партнера-производителя инструментов из закаленной стали

Сверление закаленной стали — это проблема инструмента, и инструмент работает так же хорошо, как и шлифование, выполняемое за ним. Changzhou Maton Tools — производитель твердосплавных инструментов, базирующийся в Сисяшу, городке инструментов в дельте реки Янцзы. Мы затачиваем наши сверла и концевые фрезы на импортных пяти- и шестиосных шлифовальных центрах с ЧПУ и проверяем их на высокоточном оборудовании из Германии, Японии и Швейцарии. В нашу команду входят два старших инженера профессорского уровня и более десяти инженеров по оснастке, поддерживаемые многолетним исследовательским партнерством с Восточно-Китайским университетом науки и технологий и более чем десятью патентами. Мы работаем по стандарту ISO9001 и обслуживаем клиентов в аэрокосмической, автомобильной, электронной, литейной и оборонной промышленности.

Наш твердосплавные сверла Ассортимент включает в себя спиральные сверла общего назначения, сверла для глубоких отверстий, сверла с прямой канавкой и сверла с тремя канавками. Сообщите нам твердость вашего материала и настройки станка, и мы порекомендуем вам подходящий сорт, покрытие и геометрию, прежде чем вы разместите заказ.

Ключевые выводы

• Карбид выигрывает у закаленной стали благодаря твердости в горячем состоянии и прочности на сжатие, а не благодаря покрытию.
• Сопоставьте основу и геометрию с полосой твердости; Сверло с твердостью 30 HRC и сверло с твердостью 55 HRC — это разные инструменты.
• Поддерживайте низкую скорость резания и постоянную подачу на оборот, с короткими подачами и подачей охлаждающей жидкости к острию.
• Жесткость, низкое биение и постоянная подача предотвращают больше поломок, чем любое изменение сорта.
• При твердости выше 55 HRC рассмотрите возможность спирального фрезерования сверхтвердой концевой фрезой вместо сверления.