Руководство по выбору и использованию твердосплавных пластин

Что такое твердосплавная вставка и когда ее использовать

Твердосплавная пластина (обычно называемая твердосплавной пластиной) — это сменный режущий элемент, изготовленный из твердого сплава, используемый в токарных, фрезерных, расточных и резьбонарезных инструментах. Пластины являются индексируемыми (это означает, что вы можете вращать или переворачивать их, чтобы получить новую режущую кромку), и они обеспечивают стабильную геометрию, контролируемое образование стружки и быструю замену по сравнению с паяными или цельнотвердосплавными инструментами. Используйте твердосплавные пластины, когда вам требуется повторяемый контроль размеров, более высокая скорость съема материала или более низкая стоимость инструмента на деталь при производственной обработке.

Типы стержней и геометрия: выбор правильной формы пластины

Геометрия пластины определяет поведение резания, прочность и пригодность для конкретных операций. Общие формы (коды ISO) включают круглую (R), квадратную (S), треугольную (T), ромбическую (C/D) и ромбовидную (V). Каждая форма обеспечивает различную длину кромки, прочность углов и доступность функций заготовки.

Формы и типичное использование

• Круглый (R): лучше всего подходит для прерывистого резания и труднообрабатываемых профилей благодаря множеству пригодных к использованию кромок и высокой прочности.
• Квадрат (S): точение общего назначения с четырьмя прочными углами; хорош для черновой и некоторой чистовой обработки.
• Треугольник (T): шесть пригодных к использованию кромок, которые полезны там, где необходимы глубокие резы и положительный передний угол.
• Ромбический/ромбовидный (C/D/V): достигают узких радиусов и плеч; распространен в многопоточности и профилировании.

Марки твердого сплава и покрытия: соответствующий материал и принцип действия

Марки карбида сочетают в себе частицы карбида вольфрама с кобальтовой связкой. Производители обозначают марки по твердости, ударной вязкости и термостойкости. Покрытия (TiN, TiCN, TiAlN, AlTiN, CVD-алмаз и др.) изменяют твердость поверхности, стойкость к окислению и трению. Выбор правильного сплава и покрытия имеет решающее значение для стойкости инструмента и качества детали.

Правила быстрого выбора

• Без покрытия/низкокачественная: используется для прерывистой резки мягких или клейких материалов, где прочность имеет преимущество.
• TiAlN/AlTiN: хорош для высокотемпературной стабильности — используется для замены быстрорежущей стали и сухой обработки.
• CVD-алмаз: лучше всего подходит для цветных металлов и абразивных композитов; избегайте обработки стали, поскольку алмаз вступает в реакцию с железом при температуре резания.

Контрольный список практического выбора

Прежде чем заказывать вставки, выполните быстрый контрольный список, чтобы сократить количество проб и ошибок в цехе. Этот контрольный список преобразует знания о применении в измеримые решения.

• Материал заготовки (группа ISO: P/M/K/N/S): выберите сплав/покрытие для группы.
• Операция: черновая, чистовая, нарезание резьбы, канавок или отрезка — выбирайте геометрию и стружколом соответственно.
• Мощность и жесткость станка: тонкие пластины с положительным передним углом для высокоскоростного резания, прочные пластины с отрицательным передним углом для тяжелого резания.
• Стиль зажима и тип гнезда пластины: убедитесь, что держатель инструмента и гнездо пластины совпадают (например, винтовой зажим, рычажный замок или клин).
• Подготовка кромок: хонингованные/скошенные кромки для прерывистых или ударных резов; острые края для тонкой отделки.

Монтаж, посадка и контроль биения

Правильный зажим и контакт седла предотвращают вибрацию, сколы кромок и погрешности размеров. Незакрепленная или наклоненная вставка приводит к ухудшению качества обработки и короткому сроку службы. Соблюдайте требования к моменту затяжки зажимных винтов и проверяйте седло на наличие мусора или износа перед каждой заменой пластины.

Пошаговая процедура монтажа

• Очистите карман и вставьте посадочное место безворсовой тканью; удалить стружку и остатки охлаждающей жидкости.
• Осмотрите пластину на наличие трещин, изломов и ее правильную ориентацию (направление стружколома, угол зазора).
• Установите вставку в карман, затяните зажим или винт с рекомендуемым моментом затяжки, затем еще раз проверьте, чтобы она сидела заподлицо, без зазоров.
• Проверьте биение стойки инструмента/головной бабки с помощью индикатора при токарной обработке или проверьте концентричность державки при фрезеровании — исправьте, если биение превышает спецификацию.

Скорость, подача и глубина резания: практические параметры

Оптимальные параметры резания зависят от марки пластины, геометрии, жесткости станка и материала заготовки. Используйте таблицы производителя в качестве отправной точки, а затем измените их для своей установки. В таблице ниже приведены приблизительные отправные точки для распространенных групп материалов ISO и общее руководство по корректировкам.

Контроль стружки и прерыватели: почему они важны

Правильный контроль стружки предотвращает повторную резку, улучшает качество поверхности и защищает заготовку и оператора. Стружколомы — это узоры на пластине, которые скручивают и разбивают стружку на безопасные кусочки. Выбирайте стружколом в соответствии с глубиной резания и подачей: тяжелые стружколомы для черновой обработки с высоким DOC, мелкопрофильные для чистовой обработки.

Распространенные проблемы и их устранение

При плохой работе пластины проводите систематическую диагностику: осматривайте кромку, проверяйте крепление, подтверждайте параметры и проверяйте несоответствия материалов. Ниже приведены частые проблемы и действия по их устранению.

• Сколы кромок сразу после запуска: проверьте чистоту седла, уменьшите подачу или используйте более прочный сплав; рассмотрите заточенную кромку.
• Плохая отделка или вибрация: увеличьте жесткость, уменьшите вылет, уменьшите DOC или уменьшите скорость; проверьте износ держателя.
• Быстрый износ задней поверхности: уменьшите скорость резания, выберите сплав с износостойким покрытием, улучшите охлаждение или смазку.
• Наросты на кромке (BUE) при обработке пластичных металлов: увеличьте скорость, отрегулируйте подачу, нанесите подходящую охлаждающую жидкость или используйте покрытие TiN/TiCN.

Запасы и стратегии затрат для производства

Сбалансируйте запасы между обычными сплавами общего назначения и специализированными пластинами. Имейте основной запас популярных геометрий и один или два сплава с покрытием для каждой группы материалов. Отслеживайте срок службы вставки по операциям и переходите к точке повторного заказа на основе срока службы (например, повторный заказ, когда остается запас в две смены), чтобы избежать простоев.

Рекомендуемые уровни инвентаря

• Уровень A (ежедневный): распространенные геометрии точения и фрезерования — квадратные, треугольные, пластины типа CNMG и круглые пластины.
• Уровень B (еженедельно): специальные покрытия и стружколомы для ниш для таких материалов, как нержавеющие и аэрокосмические сплавы.
• Уровень C (ежемесячно): необычные размеры и специальные марки, используемые для конкретных задач клиентов.

Окончательный контрольный список перед запуском производства

Используйте этот краткий контрольный список перед запуском, чтобы избежать дорогостоящих ошибок при установке и программировании инструментов на основе пластин.

• Убедитесь, что геометрия и ориентация пластины соответствуют определениям инструмента CAM.
• Затяните зажимное оборудование по спецификации и проверьте посадку.
• Выполните короткий проход всухую или тестовую резку на малой мощности и измерьте биение и чистовую обработку.
• Запишите в журнал партию, идентификатор держателя инструмента и исходные параметры для будущей оптимизации.