Какие бывают сменные твердосплавные пластины для токарных резцов, расшифровка маркировки

Токарная обработка — это ключевой процесс в производстве металлоизделий, и одним из главных элементов для этого процесса являются твердосплавные пластины для резцов. Эти сменные элементы определяют качество обработки, долговечность инструмента и общую эффективность процесса резки. В этой статье разберем виды твердосплавных пластин, их применение, а также какие преимущества и недостатки у сменной токарной пластины.

Виды

Твердосплавная сменная пластина для токарных резцов — это режущий элемент, который устанавливаются на корпус (тело) резца. В зависимости от формы, угла и предназначения существует несколько основных видов:

• Квадратные. Эти твердосплавные пластины для резцов, имеющие четыре режущих кромки, обычно используются для грубой и черновой обработки металлов. Их геометрия позволяет работать с большими объемами материала, удаляя значительное количество металла за короткое время. Они особенно эффективны при токарной обработке твердых материалов, таких как чугун и нержавеющая сталь, где требуется высокая прочность инструмента и чтобы резец был стабилен под нагрузками. Кроме того, квадратные устойчивы к износу и перегреву благодаря увеличенной площади контакта с деталью.
• Треугольные. Благодаря трём острым углам и трем режущим кромкам, они являются идеальным выбором для продольного точения, где требуется стабильное удержание формы инструмента при высоких скоростях. Они отлично подходят для черновой и чистовой обработки деталей с прямыми или слегка изогнутыми поверхностями. Применяются при работе с широким спектром материалов, от мягких металлов до твердых сплавов. Их удобство заключается в том, что каждая кромка может использоваться многократно, что продлевает их срок службы.
• Ромбовидные. Ромбовидная форма обеспечивает малое сопротивление резанию и высокую точность, что делает их идеальными для чистовой обработки. Они отлично справляются с задачами, где требуется минимальное снятие материала с заготовки и достижение идеальной гладкости поверхности. Они часто используют для работы с более мягкими материалами, такими как алюминий, медь или бронза, где важно поддерживать высокое качество реза без деформации детали. Также ромбовидные твердосплавные пластины для резцов активно применяются для точных операций на высоких оборотах.
• Круглые. Обладают уникальной формой без острых углов, что позволяет им обеспечивать плавный срез, минимизируя вероятность заусенцев и других дефектов на поверхности. Они часто применяются для тяжелых резов, когда требуется глубокое погружение в материал или работа с крупными заготовками. Такая форма снижает риск сколов и поломок при работе с твердыми сплавами и закалёнными материалами. Круглые твердосплавные пластины для резцов также демонстрируют высокую устойчивость к вибрациям, что делает их незаменимыми при выполнении сложных операций с высоким усилием резания.
• Прямоугольные и другие специализированные формы. Прямоугольные и твердосплавные пластины для резцов с особыми формами разрабатываются для специфических задач, где требуется выполнение операций с особыми требованиями по углу реза и качеству поверхности. Прямоугольные твердосплавные пластины для резцов часто применяются для обработки широких плоскостей, где важна стабильность режущей кромки на длинных проходах. Другие специализированные формы могут использоваться для работы с уникальными заготовками, включая сложные профили или внутренние канавки. Они могут быть настроены под конкретные операции и материалы, обеспечивая максимальную производительность и качество обработки в нестандартных условиях.

Каждая из этих твердосплавных пластин для резцово бладает уникальными характеристиками, которые позволяют выполнять различные операции с максимальной точностью и качеством.

Конструктивные особенности

Твердосплавные пластины представляют собой цельные металлические изделия, выполненные в заранее заданной форме, которая соответствует специфике их применения. Геометрия каждой пластины напрямую влияет на количество режущих кромок, что, в свою очередь, определяет типы операций, которые можно выполнять с её помощью. Кроме того, форма и конструкция пластин также определяют особенности их установки (крепление) на токарный или другой обрабатывающий инструмент.

Пластины могут иметь различные формы — от треугольных до круглых и ромбовидных, каждая из которых предназначена для определённых задач. Например, пластины с большим количеством режущих кромок используются для универсальных операций, а пластины со сложной геометрией подходят для специфической точной обработки.

Современные твердосплавные пластины разрабатываются с учётом различных факторов — от вида обрабатываемого материала до условий работы (скорость, температура, давление). Это позволяет значительно расширить диапазон их применения и использовать их не только для токарной, но и для фрезерной, сверлильной и отрезной обработки в самых разных отраслях промышленности.

Крепление твердосплавных пластин на резце может осуществляться различными способами, из которых выделяют пять основных. Каждый из этих методов закрепления подбирается в зависимости от специфики обработки, типа инструмента и условий эксплуатации. Надежное крепление — это важный фактор, который напрямую влияет на точность обработки, стабильность работы инструмента и его долговечность.

Как применяют и где

Твердосплавные пластины нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Они активно используются на токарных станках для обработки:

• Металлы (сталь, алюминий, чугун). Они идеально подходят для обработки самых распространенных металлов, таких как сталь, алюминий и чугун. Для стали используются твердосплавные пластины для резцов, устойчивые к высоким температурам и давлению, так как этот материал требует высокой прочности инструмента при точении. Алюминий, будучи более мягким металлом, требует особого подхода: твердосплавные пластины для резцов с острыми режущими кромками (угол пластины) и покрытием, уменьшающим налипание металла. Чугун — это материал с высокой твердостью и хрупкостью, поэтому для его обработки инструменты должны быть максимально износостойкими и способными работать на высоких скоростях.
• Сплавы. В современном производстве широко применяются различные сплавы, которые могут обладать специфическими свойствами, такими как жаропрочность или коррозионная стойкость. Твердосплавные пластины позволяют эффективно обрабатывать сплавы на основе никеля, титана, кобальта и других материалов. Эти сплавы часто встречаются в авиационной и космической промышленности, где важна точность и долговечность обработки. Твердосплавные пластины для резцов с особым составом покрытия и острыми кромками обеспечивают минимальное сопротивление резанию и продлевают срок службы инструмента.
• Пластмассы. Несмотря на то, что пластмассы являются более мягкими материалами, они также требуют применения твердосплавных пластин для точной обработки. При работе с пластмассами важно избежать перегрева, который может привести к деформации материала. Твердосплавные пластины для резцов с гладкой и острой кромкой обеспечивают чистый срез, предотвращая плавление или заусенцы на поверхности изделия. Этот материал часто используется в электронике, автомобильной и медицинской промышленности, где важна идеальная поверхность и точные размеры.
• Композитные материалы. Композиты — это сложные многослойные материалы, которые могут включать в себя углеродные волокна, керамику, пластики и другие компоненты. Их обработка требует высокой точности и прочности режущего инструмента, так как материал может быть крайне абразивным. Твердосплавные пластины для обработки композитов должны быть устойчивыми к быстрому износу и разрушению. Они используются в автомобильной и аэрокосмической отраслях, где композиты применяются для создания легких, но прочных деталей. Твердосплавные пластины для резцов с покрытием PCD (поликристаллический алмаз) или CBN (кубический нитрид бора) часто выбирают для этих задач, так как они могут справиться с высокими нагрузками и длительными рабочими циклами твердосплавной пластины для резцов. Они идеально подходят для высокопроизводительных операций, где требуется высокая точность и качество поверхности.

Как их маркируют (расшифровка маркировки)

Маркировка твердосплавных пластин имеет строго установленный формат, где каждый символ отражает определённую характеристику изделия. Эти обозначения являются общепринятыми в отрасли и позволяют легко ориентироваться при выборе нужного инструмента, учитывая его геометрию и назначение.

Форма (первая буква) C

Первым элементом в маркировке обычно указывается форма пластины. Стандарты обозначения регламентируют набор буквенных символов для различных форм, что помогает быстро определить, для каких операций и условий эксплуатации подходит пластина.

Задний угол N

Задний гол твердосплавных пластин напрямую влияет на их область применения и эксплуатационные характеристики. Пластины с большим углом обладают рядом преимуществ:

• улучшенная проходимость инструмента за счет более острого угла реза;
• минимальный риск возникновения вибраций;
• меньшая сила, необходимая для резания;
• однако, такие пластины более подвержены сколам кромки при интенсивной работе.

С другой стороны, пластины с меньшим углом имеют свои особенности:

• повышенная прочность режущей кромки, что делает их более устойчивыми к ударам;
• возможность работы с более высокой скоростью подачи;
• требуют больше силы для реза;
• повышенная вероятность вибраций при работе.

Маркировка токарных пластин по металлу учитывает угол наклона, который может варьироваться в диапазоне от 3 до 25 градусов, в зависимости от требований обработки и материала.

Класс точности M

Класс точности инструмента указывает на допустимые отклонения его размеров от номинальных значений. Чем выше класс точности, тем ближе размеры изделия к эталонным параметрам. Этот показатель важен для обеспечения стабильности и качества обработки.

Отклонения могут быть различными для каждого размера твердосплавных пластин. В нашем случае отклонение составляет 0,013 мм, что свидетельствует о высокой точности инструмента. Максимально допустимое отклонение может достигать 0,025 мм, но для более точных операций предпочтительно минимизировать эти значения.

Некоторые конструктивные особенности

Форма профиля твердосплавной пластины представлена 15 различными вариантами, каждый из которых обозначается определённой буквой. Например, маркировка «G» указывает на пластины с трапециевидными торцами и центральным отверстием, предназначенные для специфических видов обработки.

В то время как пластины с обозначением «N» — это классические изделия с прямоугольным сечением, которые не имеют отверстий и чаще всего применяются для стандартных операций. Такое буквенное обозначение помогает быстро определить форму и конструкцию пластины, облегчая выбор подходящего инструмента для конкретных задач.

Длине режущей кромки (цифра 12)

Длина режущей кромки твердосплавной пластины напрямую влияет на её производительность, определяя, насколько эффективно и быстро можно обрабатывать заготовку.

Толщине (цифра 04), радиус скругления (цифра 08) и направление обработки

Толщина пластины, радиус скругления режущей кромки и направление обработки являются ключевыми параметрами, которые влияют на долговечность инструмента, качество реза и эффективность обработки материала.

Обозначение резьбовых

Обозначение резьбовых пластин включает в себя набор букв и цифр, который указывает на тип резьбы, геометрию пластины, размеры и другие параметры, важные для точного выбора инструмента под конкретные задачи.

Стружколом и отверстия

Стружколом играет ключевую роль в эффективном удалении материала с обрабатываемой заготовки, улучшая процесс резания и предотвращая засоры. Производители предлагают широкий ассортимент стружколомов, включая одно- и двухсторонние варианты, а также модели с изогнутой режущей кромкой и малым углом заточки для более точной обработки. В общей сложности доступно около 30 различных конфигураций, каждая из которых рассчитана на определённые условия резания и типы материалов, что позволяет выбрать оптимальный инструмент для конкретной задачи.

Плюсы и минусы 

Твердосплавная пластина для токарных резцов имет множество преимуществ и недостатков перед традиционными методами заточки и восстановления режущих инструментов. Вот основные из них:

Плюсы:

1. Экономичность. Можно заменить по мере износа, что сокращает затраты на покупку нового инструмента.
2. Долговечность. Твердосплавные материалы выдерживают высокие температуры и нагрузки, сохраняя режущие свойства дольше, чем обычные стальные инструменты.
3. Повышенная точность. Они обеспечивают стабильное качество реза, минимизируя отклонения в обработке деталей.
4. Удобство использования. Быстрая смена твердосплавных пластин для резцов без необходимости в заточке или настройке инструмента.

Минусы:

1. Высокая стоимость. Первоначальные затраты на качественные твердосплавные пластины для резцов могут быть выше по сравнению с обычными инструментами.
2. Чувствительность к режимам работы. При неправильных параметрах (скорость резания, подача) они могут быстро выйти из строя.
3. Несмотря на некоторые недостатки, преимущества этих твердосплавных пластин для резцов в плане удобства и экономии времени обычно перевешивают их минусы.

Классификация

Пластины для токарных резцов по металлу классифицируются по различным признакам: форме, типу обработки, а также сфере применения. Давайте разберем несколько ключевых категорий.

Для точения

Твердосплавные пластины для резцов, используемые для точения, играют центральную роль в обработке металлов на токарных станках. Они подразделяются на пластины для продольного, поперечного и фасонного точения, каждая из которых имеет свои особенности. Они обеспечивают высокую точность при обработке различных материалов, таких как чугун, углеродистая сталь, нержавеющая сталь и цветные металлы.

Основная задача — это удаление слоя материала с заготовки для получения необходимой формы или поверхности. Благодаря твердосплавному составу, они выдерживают высокие нагрузки и температуры, что продлевает их срок службы. Также они обеспечивают стабильное качество реза и минимизируют риск дефектов на заготовке, особенно в условиях непрерывной работы.

Для фрез

Твердосплавные пластины предназначены для фрезерных операций, где они могут выполнять как черновую, так и чистовую обработку поверхности. Фрезерование требует высокого уровня точности, особенно при создании сложных форм или глубоких полостей, и твердосплавные пластины для фрез прекрасно справляются с этой задачей.

Они могут обрабатывать материалы, начиная от мягких сплавов, таких как алюминий, до более твердых, таких как титан и высоколегированные стали. Фрезы с такими пластинами обеспечивают минимальный износ режущей кромки, что позволяет работать на высоких скоростях, сохраняя точность геометрии детали.

Для сверл

Твердосплавные пластины для сверлильных операций используются для продления срока службы инструмента (сверла по металлу) и обеспечения его эффективной работы при обработке твердых и абразивных материалов. Они особенно востребованы в машиностроении и авиастроении, где часто обрабатываются детали из твердых сплавов или жаропрочных металлов.

Они способны выдерживать значительные осевые нагрузки и высокие скорости вращения, что позволяет ускорить процесс сверления, не снижая его точности. Пластины для сверл также обладают высокой износостойкостью, что особенно важно при серийном производстве, где инструмент подвергается постоянным нагрузкам.

Отрезные

Они предназначены для выполнения отрезных операций на токарных станках и используются для быстрого и точного отделения части заготовки. Также они необходимы в тех случаях, когда требуется не просто разрезать заготовку, но и обеспечить чистоту среза и точность размеров. Отрезные твердосплавные пластины для резцов разработаны таким образом, чтобы выдерживать значительные нагрузки при высоких скоростях резания, оставаясь устойчивыми к перегреву и деформации.

Это особенно важно при работе с твердыми материалами, такими как нержавеющая сталь, жаропрочные сплавы или закаленные детали. Благодаря высокой термостойкости и прочности, такие их можно использовать для резки толстых или крупногабаритных заготовок, не опасаясь перегрева или быстрого износа инструмента.

Резьбовые

Резьбовые твердосплавные пластины предназначены для нарезания внутренней и наружной резьбы на различных материалах, включая сталь, чугун и сплавы. Они отличаются высокой прочностью и износостойкостью, что позволяет работать на высоких скоростях, обеспечивая точную и чистую резьбу без дефектов.

Благодаря многообразию форм и профилей, они могут применяться для разных типов резьбы, от стандартной метрической до более специфических видов, таких как трапецеидальная или трубная резьба. Их часто используются там, где важны стабильные и точные результаты при серийном производстве деталей.

Инструмент со вставками PCBN и PCD

PCBN (кубический нитрид бора) и PCD (поликристаллический алмаз) используются для обработки особо твердых материалов, таких как закаленная сталь или керамика. Они обладают исключительной твердостью и износостойкостью, но они значительно дороже по сравнению с обычными твердосплавными пластинами для резцов.

Таким образом, каждая категория твердосплавных пластин для резцов специально разработана для выполнения определенных задач, что позволяет подобрать наиболее подходящий инструмент для каждого типа обработки и материала.

Типы

Токарные пластины для резцов делятся на несколько основных типов в зависимости от их формы и типа крепления. Вот самые распространенные:

• С положительным углом резания. Обеспечивают мягкий рез и используются для легких материалов, таких как алюминий или медь.
• С отрицательным углом резания. Идеальны для обработки твердых материалов, таких как сталь или чугун.
• Универсальные твердосплавные пластины для резцов.  Могут применяться для работы с широким диапазоном материалов, обеспечивая баланс между прочностью и качеством реза.
• Каждый тип подбирается в зависимости от задач, типа обрабатываемого материала и характеристик станка.

Требования к инструменту

Твердосплавные пластины должны соответствовать ряду требований, чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу:

• Твердость и износостойкость. Твердосплавные пластины для резцов должны выдерживать интенсивные нагрузки и высокие температуры, не теряя своих режущих свойств.
• Точность изготовления. Геометрия твердосплавной пластины для резцов должна быть идеально выверена, чтобы обеспечить стабильность и качество обработки.
• Устойчивость к ударам и вибрациям. Твердосплавные пластины для резцов должны быть прочными, чтобы не ломаться при возникновении вибраций или ударных нагрузок.
• Жаростойкость. Твердосплавные материалы должны выдерживать высокие температуры без потери прочности и твердости.

Сменные твердосплавные пластины — это незаменимый элемент в современном металлообрабатывающем производстве. Они позволяют значительно повысить производительность, обеспечить высокую точность и долговечность инструмента.

Правильный выбор твердосплавных пластин для резцов, такой как тип и форма зависят от конкретных задач и материалов, с которыми вы работаете. Важно учитывать требования к износостойкости, точности и устойчивости к внешним воздействиям, чтобы добиться максимальной эффективности.