Резцы и СМТП. Классификация и применение
Поиск
 Статьи   Загрузить   Заказать диск   Задать вопрос   Часто задаваемые вопросы   Акты   Перевод твердости 

Резцы и СМТП. Классификация и применение


РЕЗЦЫ И СМЕННЫЕ МНОГОГРАННЫЕ ТВЕРДОСПДАВНЫЕ ПЛАСТИНЫ ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ


Основным направлением развития технологических процессов в металлообработке в настоящее время является повышение производительности и гибкости. Это связано со значительным ростом номенклатуры деталей в средне- и мелкосерийном производстве и необходимостью автоматизировать их производство. Для достижения этой цели необходимо применять инструмент, отличающийся следующими качествами:



  • высокая надежность при работе с интенсивными режимами резания;

  • быстросменность;

  • высокий уровень унификации элементов и агрегатов;

  • переналаживаемость;

  • относительно низкая стоимость.


 


Всем этим требованиям отвечает инструмент со сменными многогранными твердосплавными пластинами (СМТП), который все более вытесняет традиционный с напайными пластинами. Применение СМТП дает ряд преимуществ:



  • значительное увеличение срока службы державки резца;

  • максимальная унификация и взаимозаменяемость составных элементов, сокращение номенклатуры режущих пластин;

  • исключение из производственного процесса трудоемких операций пайки и заточки;

  • сокращение времени смены режущих кромок резцов;

  • возможность автоматизации замены инструмента и его отдельных частей без дополнительной настройки за счет высокой точности изготовления СМТП;

  • получение стружки нужных форм и размеров за счет правильного выбора типа стружечной канавки, что особенно важно в автоматизированном производстве;

  • сокращение расхода дорогих твердых сплавов и увеличение их возврата при утилизации до 90%;

  • возможность повышения режимов обработки при сохранении качества обрабатываемой поверхности за счет использования пластин с износостойким покрытием;

  • снижение сил и температур резания на 20-40%.


 


Резцы для токарных работ на станках с ЧПУ.


Токарные резцы предназначены для выполнения всего многообразия различных операций на станках с ЧПУ, на ГПМ и ГПС, а также на станках токарной группы с ручным управлением.


Отличия токарных резцов по назначению.


По назначению система токарных резцов подразделяется на следующие подсистемы:



  • для наружного точения, растачивания, нарезания резьбы, прорезания канавки, отрезания на станках легких и средних серий;

  • для работ на тяжелых, крупных токарных и карусельных станках;

  • для работ на ГПМ, многоцелевых станках со встроенными роботизированными комплексами автоматической смены инструмента;

  • для специальных работ.


 


Каждая из подсистем имеет свои специфические особенности, обусловленные многими факторами и в первую очередь конструкцией оборудования, его технологическим назначением и т.д. Система резцов базируется на общих методологических принципах и предусматривает:



  • разработку и унификацию надежных методов закрепления сменных пластин в державке;

  • обеспечение удовлетворительного дробления и отвода, стружки из зоны резания;

  • достаточно высокую точность позиционирования вершин сменных пластин;

  • быстросменность и удобство съема и замены сменных пластин, режущего элемента или кассеты;

  • унификацию и максимально допустимое сокращение числа методов закрепления пластин в державке;

  • возможность использования всей гаммы и размеров сменных пластин отечественного и зарубежного производства;

  • соответствие точностных параметров резцов международным стандартам;

  • обязательность применения специальных деталей крепежа повышенной точности и надежности, разработка новых форм и размеров режущих пластин, форм их передних поверхностей, обеспечивающих удовлетворительное дробление и отвод стружки;

  • использование опыта новаторов и изобретателей;

  • применение прогрессивных ресурсосберегающих технологий изготовления деталей крепежа, ключей; технологичность и экономичность изготовления;

  • возможность применения составных твердосплавных пластин с блоками инструмента в случаях несомненной их технико-экономической эффективности или невозможности конструкторского решения резца в сборном варианте.


 


Подсистемы конструкций резцов созданы на основе общепринятой мировой практикой системы форм державок и углов в плане для обеспечения всех операций точения.


Базовые схемы резцов.


В подсистемах для наружного точения и растачивания на станках легких и средних серий приняты четыре базовые схемы конструкции узлов крепления СМТП (обозначение креплений по ГОСТ 26476-85):



  • без отверстия прихватом (тип С);

  • с цилиндрическим отверстием рычажным механизмом (тип Р);

  • штифтом и прихватом (тип М);

  • с тороидальным отверстием винтовым механизмом (тип S).


 


Пластины без отверстия закрепляют по методу С. Для наружного точения и растачивания в резцах с закреплением по методу С используют квадратные, трехгранные, ромбические СМТП, а также параллелограммные пластины типа KNUX с креплением специальным фигурным прихватом.


СМТП с центральным цилиндрическим отверстием закрепляют рычажным механизмом по методу Р и модернизированным клиновым креплением (клин-перехватом) по методу М. Закрепление рычажным механизмом является наиболее рациональным для резцов сечением державок от 20х20 до 40х40 мм. Эту конструкцию эффективно, применяют на станках с ЧПУ.


Подсистема резцов для станков с ЧПУ.


Для выполнения одним резцом предварительных и окончательных операций, в первую очередь на универсальных станках с ручным управлением, разработана гамма резцов с модернизированным клиновым креплением СМТП клин-прихватом (метод М). При таком закреплении СМТП остается открытой вспомогательная режущая кромка.


Разработана также подсистема токарных отрезных и канавочных резцов для станков с ЧПУ и ГПМ, в которую включены следующие резцы:



  1. Резцы отрезные державочные с механическим креплением сменных неперетачиваемых твердосплавных режущих пластин. Резец состоит из державки, неперетачиваемой однокромочной режущей пластины и подпружиненного прихвата. Геометрические параметры режущей части обеспечивают хороший отвод стружки из зоны резания, что особенно важно при обработке заготовок из вязких материалов.

  2. Отрезные пластинчатые резцы с механическим креплением сменных неперетачиваемых твердосплавных режущих пластин предназначены для выполнения операций отрезки, в первую очередь на универсальных станках с ручным управлением. Резец состоит из блока, закрепленного в резцедержателе станка, пластинчатой державки и неперетачиваемой двухкромочной режущей пластины, которая закрепляется упругим лепестком державки. Форма передней поверхности режущих пластин обеспечивает удовлетворительное стружкообразование и хороший отвод стружки при обработке заготовок из различных сталей в широком диапазоне подач.

  3. Канавочные державочные резцы с механическим креплением сменных перетачиваемых твердосплавных режущих пластин предназначены для работы на универсальных станках и станках с ЧПУ. Их используют в первую очередь для прорезания канавок точных размеров. В качестве режущего элемента используют твердосплавные пластины.

  4. Канавочные резцы с механическим креплением сменных неперетачиваемых твердосплавных режущих пластин состоят из державки, двукромочной режущей пластины и зажимочного винта с шайбой. Наличие на режущей пластине двух режущих кромок обеспечивает экономию твердого сплава. Форма передней поверхности режущих пластин обеспечивает удовлетворительное стружкообразование и хороший отвод стружки в широком диапазоне подач. Представленная номенклатура резцов обеспечивает возможность выполнения всех видов отрезных и канавочных операций.


 


Для нарезания резьбы на токарных станках используют резцы с напаянными твердосплавными пластинами по ГОСТ 18885-73 и с механическим креплением твердосплавных пластин. Конструкция резца с механическим креплением перетачиваемых пластин аналогична конструкции канавочного резца для прорезания прямых канавок, отличие лишь в заточке режущей пластины. В резцах с механическим креплением неперетачиваемой режущей пластины ромбической формы требуемая геометрия режущей части пластины обеспечивается прессованием и спеканием. Шаг нарезаемой резьбы находится в пределах от 2,5 до 6,0 мм.


Подсистема резцов широкого назначения для обработки на тяжелых и крупных токарных, токарно-карусельных и вальцетокарных станках, в том числе на станках с ЧПУ.


Такие резцы могут быть использованы и для другого тяжелого металлорежущего оборудования. В подсистему входят сборные резцы для чернового, получистового и чистового точения заготовок из стали, чугуна и других материалов любой твердости с глубиной резания при обдирке до 50 мм и подачей до 10 мм/об. Резцами выполняют обтачивание, подрезку, растачивание больших диаметров, прорезку и отрезку, обработку переходных поверхностей. Подсистема состоит из нескольких групп:



  • ТТО для тяжелых токарных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 1250 – 4000 мм и для карусельных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 3200 – 12000 мм, имеющих обычные резцедержатели;

  • ТТП для тяжелых токарных станков с пластинчатым резцедержателями станков с ЧПУ;

  • КТО для крупных токарных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 800 – 1000 мм, имеющих стандартные токарные резцедержатели, и карусельных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 1600 – 2800 мм.


 


Инструментальные материалы.


Режущие инструменты изготовляют целиком или частично из инструментальных сталей и твердых сплавов. Инструментальные стали разделяют на углеродистые, легированные и быстрорежущие.


Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструмента, работающего при малых скоростях резания. Из углеродистой стали марок У9 и У10А изготовляют ножи, ножницы, пилы, из У11, У11Ф, У12 – слесарные метчики, напильники и др. Основными свойствами этих сталей является высокая твердость (HRC 62-65) и низкая теплостойкость.


Легированные инструментальные стали бывают хромистыми (Х), хромистокремнистыми (ХС) и хромовольфрамомарганцовистыми (ХВГ) и др. Теплостойкость легированных инструментальных сталей достигает 250-260ºС и поэтому допустимые скорости резания для них в 1,2-1,5 раза выше, чем для углеродистых сталей.


Быстрорежущие (высоколегированные) стали применяют для изготовления различных инструментов, но чаще сверл, зенкеров, метчиков. Быстрорежущие стали обозначают буквами и цифрами, например Р9, Р6М3 и др. Эти группы быстрорежущих сталей отличаются по свойствам и областям применения. Стали нормальной производительности, имеющие твердость до HRC 65, теплостойкость до 620 ºС и прочность на изгиб 3000 – 4000 МПа, предназначены для обработки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности до 1000 МПа, серого чугуна и цветных металлов. К сталям нормальной производительности относят вольфрамовые марок Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 и вольфрамо-молибденовые марок Р6М3, Р6М5, сохраняющие твердость не ниже HRC 62 до температуры 620 ºС. Быстрорежущие стали повышенной производительности, легированные кобальтом или ванадием, с твердостью до HRC 73 – 70 при теплостойкости 730 – 650 ºС и с прочностью на изгиб 250 – 280 МПа предназначены для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов с пределом прочности свыше 1000 МПа, титановых сплавов и др.


Твердые сплавы делят на металлокерамические и минералокерамические. Их выпускаю в виде пластинок разной формы. Инструменты, оснащенные пластинками из твердых сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания, чем инструменты из быстрорежущей стали.


В процессе резания контактные участки режущей пластины подвергаются интенсивному силовому, тепловому и физико-химическому воздействию. В связи с этим к материалу СМТП предъявляется ряд требований, основными из которых являются:



  • высокая твердость;

  • высокая теплостойкость;

  • высокая прочность;

  • высокая износостойкость при повышенной температуре;

  • низкая физико-химическая активность инструментального материала по отношению к обрабатываемому;

  • высокая технологичность.


 


Основным материалом для СМТП являются твердые сплавы, которые получают методами порошковой металлургии. Основными компонентами таких сплавов являются карбиды вольфрама WC, титана TiC, тантала TaC и ниобия NbC, мельчайшие частицы которых соединены посредством сравнительно мягких и менее тугоплавких связок из кобальта или никеля в смеси с молибденом.


Твердые сплавы по химическому составу подразделяются на:



  • вольфрамокобальтовые (ВК), включающие в себя 97 – 88 % карбида вольфрама, 3 – 10 % кобальта и до 2 % карбида тантала.

  • титановольфрамокобальтовые (ТК), состоящие из трех основных фаз – твердого раствора карбидов титана и вольфрама (TiC-WC), карбида вольфрама (WC) и кобальтовой связки. По сравнению со сплавами группы ВК они обладают большей стойкостью к окислению, твердостью и жаропрочностью и в то же время меньшими теплопроводностью и электропроводностью, а также модулем упругости.

    Вольфрамовые и титановольфрамовые твердые сплавы сохраняют твердость при температуре в зоне обработки 800 – 950 ºС, что позволяет работать при высоких скоростях резания (до 500 м/мин при обработке сталей и 2700 м/мин при обработке алюминия).

  • титанотанталовольфрамокобальтовые (ТТК) на основе TiC-WC-TaC-Co состоят из трех основных фаз: твердого раствора карбидов титана, вольфрама и тантала (TiC-TaC-WC), а также карбида вольфрама (WC) и кобальтовой связки. Введение в сплавы добавок карбида тантала улучшает их физико-механические и эксплуатационные свойства, что выражается в увеличении прочности при изгибе при температуре 20 ºС и 600 – 800 º С, позволяет получить более высокую твердость, в том числе и при 600 – 800 ºС.

  • безвольфрамовые (БВТС) на основе карбидов и карбонитридов титана с никельмолибденовой связкой; по твердости они находятся на уровне вольфрамокобальтовых сплавов, по прочностным характеристикам и, особенно по модулю упругости, им уступают. БВТС имеют низкую окисляемость.

  • минералокерамические материалы, основной частью которых является оксид алюминия с добавкой относительно редких элементов: вольфрама, титана, тантала и кобальта распространена оксидная (белая) керамика марок ЦМ-332, ВО13 и ВШ-75. Она отличается высокой теплостойкостью (до 1200 ºС) и износостойкостью, что позволяет обрабатывать металл на высоких скоростях резания (при чистовом обтачивании чугуна до 3700 м/мин), которые в 2 раза выше, чем для твердых сплавов.


 


Особенности CVD- и PVD-методов нанесения покрытий.


Для повышения прочности пластин из твердого сплава применяют плакирование их защитными пленками. Широко применяют износостойкие однослойные и многослойные покрытия, которые осаждают из газовой фазы на рабочие поверхности пластин (подложку) методами CVD (метод химического осаждения – Chemical Vapour Deposition) и PVD (метод физического осаждения – Physical Vapour Deposition).


Метод CVD практически не имеет ограничений по химическому составу покрытий. Состав покрытия зависит от комбинации материалов и параметров процесса.


Для снижения негативного воздействия на свойства твердого сплава высокой температуры (до 1100 °С), при которой наносят CVD-покрытия, используют метод MT-CVD (так называемый среднетемпературный метод) нанесения покрытий при температурах около 800 °С, который обеспечивает уменьшение снижения вязкости и повышение износостойкости покрытия. Методом CVD наносят, в основном, покрытия TiN, TiCN (заменившие TiC) и Al2O3.


Выбор марки сплава пластин, наличия покрытия, его состава и метода нанесения; геометрии пластин, зависит главным образом от следующих факторов:



  • обрабатываемый материал;

  • вид обработки;

  • тип операции;

  • режимы резания;

  • характеристика оборудования.


 


Данная статья является ознакомительной и несет в себе минимум информации.




Подробный вариант статьи с иллюстрациями с обзором твердосплавного режущего инструмента для токарной обработки корпорации ZCC CT – «Резцы и СМТП. Классификация и применение. Обзор инструмента корпорации ZCC CT».


Интерактивный
выбор набивок

Каталог
Avtehpack

Заказать
каталог продукции!


Macroplast UK 8101

Macroplast UK 8101

Модифицированный Macroplast UK 8101 является двухкомпонентным свободным от растворителей заливочным компаундом на основе полиуретана. Смола (компонент А) состоит из органических компаундов с гидроксильными группами, а отвердитель (компонент В) основан на изоцианатах. Эластичный продукт получается путем химической реакции после смешивания обоих компонентов. Продукт фактически не меняет своего объема после отверждения.

техническое описание




Вверх
 Все права защищены. © 1993-2012 «Автех»тел. +380577175050   
-- Все права защищены. © 1993-2012 --