|
Металлообработка на заказ Мелкосерийное производство |
г.Железнодорожный, ул.Автозаводская, 48а +7-916-278-83-26 alex@cncpower.ru Мы в социальных сетях:
|
Обзор сверел с механическим креплением твердосплавных пластин
Ряд технических решений и технологических разработок в области материаловедения и машиностроения предопределил широкое применение твердосплавного инструмента.
Это развитие технологии изготовления ТС пластин высокой точности, а также создание композитных сверхтвердых материалов на основе металлокерамики — керметов. В основе технологии — спекание частиц кремнезема с частицами тугоплавких металлов. К этой же группе новаций относится разработка способов нанесения одно и многослойных износостойких покрытий, технология которых не требует сложного процесса испарения нитрида бора в вакууме. Покрытие типа PVD получается способом физического осаждения. Твёрдый сплав при относительно низкой температуре покрывают слоем TiN, TiCN или TiAlN. Покрытие типа СVD получают способом химического осаждения. Создается многослойное покрытие, которое возможно к применению для обработки практически любого материала.
Техническое оснащение станков с ЧПУ претерпело изменения, которые позволили раскрыть технические свойства и технологические возможности твердого сплава. В двух словах — это конструкции высокоскоростных шпиндельных узлов и систем точного перемещения исполнительных механизмов.
Способы закрепления ТС пластин
Сверла с механическим креплением ТС пластин используют два способа крепления по классификации ISO (из пяти). Это связано с ограничениями по габаритам державки сверла. Общие описание и требования по ТУ 48-19-307-80 и ISO 6987. Во всех схемах крепления пластин сверла используется одна или две боковых поверхности, как ограничитель от проворота пластины, что усложняет изготовление державок.
• Способ P — используются пластины с центральным цилиндрическим отверстием. Применяется для концевых свёрел диаметром от 40 мм с наружным отводом стружки и у кольцевых сверел с системой СОЖ для глубокого сверления (ВТА). Основная сфера применения — резцы и фрезерные головки. Высокая степень унификации (соответствия между ТУ и ИСО).
• Способ S — используются пластины с фасонным (тороидным) центральным отверстием. Применяется для концевых сверел диаметром от 20 мм и для любых кольцевых сверел. Данная схема предъявляет требования к точности изготовления пластин, но значительно упрощает технологию изготовления оправок. Коническая часть винта прижимает пластину по плоскости и смещает по направлению к боковым опорным поверхностям. Подкладные закаленные пластинки позволяют компенсировать погрешности изготовления ТС пластин и делают закрепление гарантированным. Рекомендовано к применению для всех способов сверления.
Остальные способы крепления используются при наличии площадок для размещения элементов крепления, полостей для удаления стружки и условии достаточности жесткости системы СПИД (станок, приспособление, инструмент, деталь).
Схемы расположения режущих кромок ТС пластин
Различия в расположении пластин в плоскости резания обусловлены тем, что пластические свойства материала определяют различные формы стружки (дробления, надлома, сливную). Кроме этого, различные требования к качеству отверстия и заданная производительность оборудования также влияют на определение схемы. В односторонней схеме резания (ружейное сверло) сменные многогранные пластины (СМП) не применяются из-за ограниченности пространства.
Схема деления подачи
В этой схеме плоскости резания все режущих кромок находятся на равном удалении от оси вращения и под одинаковым углом, т.е. величина подачи распределяется равномерно на все режущие кромки. Применяется для обработки материалов с пределом текучести более 300 МПА (чугуны, конструкционные стали, железистые бронзы и латуни).
Схема деления ширины стружки
Поверхность сверления распределяется между разными пластинами, которые разведены в осевом направлении (ступенчатое разделение) либо в радиальном (разрывы между пластинами). Это позволяет увеличить толщину стружки и создать условия для образования стружки надлома (вместо сливной), что важно при обработке пластичных материалов. Применяется для многолезвийного инструмента (более 3-х) при обработке отверстий сравнительно больших диаметров, как концевыми сверлами, так и кольцевыми.
Комбинированная схема
Для реализации этой схемы на режущих кромках выполняются канавки на разном удалении от оси сверления, что приводит к разрывам и утолщениям по толщине стружки и вызывает ее дробление. При этом необходимо учитывать, что объем и скорость образования стружки различается по мере удаления от оси сверления. Эта схема универсальна и хорошо отработана. Производители ТС пластин предлагают широкую гамму комплектов пластин с заточкой, которая оптимизирована с учетом распределения кинетической энергии между пластинами, т.к. расположенные на разном удалении канавки создают разные крутящие моменты.
К недостаткам сверла со сменными многогранными пластинами можно было бы отнести жесткую зависимость размера отверстия от точности изготовления оснастки и размерного ряда пластин. Они не допускают доводки до размера заточкой или шлифовкой. Тем не менее, именно применение этих пластин, в сочетании с возможностями современного оборудования, сделало возможным применение технологического приема — сверление со смещением оси сверла относительно оси отверстия. В этом случае сверлу, кроме собственного вращательного движения, сообщают движение в полярных (круговых) координатах. Сочетание трех формообразующих движений (вращение, врезание, обкатывание) создает хорошие условия для резания. Прием совмещает операции сверления и фрезерования, что значительно расширяет технологические возможности и повышает производительность оборудования. К слову, в системе CNC 200 есть стандартная функция. Единственное ограничение — это жесткость самого концевого сверла.
Это развитие технологии изготовления ТС пластин высокой точности, а также создание композитных сверхтвердых материалов на основе металлокерамики — керметов. В основе технологии — спекание частиц кремнезема с частицами тугоплавких металлов. К этой же группе новаций относится разработка способов нанесения одно и многослойных износостойких покрытий, технология которых не требует сложного процесса испарения нитрида бора в вакууме. Покрытие типа PVD получается способом физического осаждения. Твёрдый сплав при относительно низкой температуре покрывают слоем TiN, TiCN или TiAlN. Покрытие типа СVD получают способом химического осаждения. Создается многослойное покрытие, которое возможно к применению для обработки практически любого материала.
Техническое оснащение станков с ЧПУ претерпело изменения, которые позволили раскрыть технические свойства и технологические возможности твердого сплава. В двух словах — это конструкции высокоскоростных шпиндельных узлов и систем точного перемещения исполнительных механизмов.
Способы закрепления ТС пластин
Сверла с механическим креплением ТС пластин используют два способа крепления по классификации ISO (из пяти). Это связано с ограничениями по габаритам державки сверла. Общие описание и требования по ТУ 48-19-307-80 и ISO 6987. Во всех схемах крепления пластин сверла используется одна или две боковых поверхности, как ограничитель от проворота пластины, что усложняет изготовление державок.
• Способ P — используются пластины с центральным цилиндрическим отверстием. Применяется для концевых свёрел диаметром от 40 мм с наружным отводом стружки и у кольцевых сверел с системой СОЖ для глубокого сверления (ВТА). Основная сфера применения — резцы и фрезерные головки. Высокая степень унификации (соответствия между ТУ и ИСО).
• Способ S — используются пластины с фасонным (тороидным) центральным отверстием. Применяется для концевых сверел диаметром от 20 мм и для любых кольцевых сверел. Данная схема предъявляет требования к точности изготовления пластин, но значительно упрощает технологию изготовления оправок. Коническая часть винта прижимает пластину по плоскости и смещает по направлению к боковым опорным поверхностям. Подкладные закаленные пластинки позволяют компенсировать погрешности изготовления ТС пластин и делают закрепление гарантированным. Рекомендовано к применению для всех способов сверления.
Остальные способы крепления используются при наличии площадок для размещения элементов крепления, полостей для удаления стружки и условии достаточности жесткости системы СПИД (станок, приспособление, инструмент, деталь).
Схемы расположения режущих кромок ТС пластин
Различия в расположении пластин в плоскости резания обусловлены тем, что пластические свойства материала определяют различные формы стружки (дробления, надлома, сливную). Кроме этого, различные требования к качеству отверстия и заданная производительность оборудования также влияют на определение схемы. В односторонней схеме резания (ружейное сверло) сменные многогранные пластины (СМП) не применяются из-за ограниченности пространства.
Схема деления подачи
В этой схеме плоскости резания все режущих кромок находятся на равном удалении от оси вращения и под одинаковым углом, т.е. величина подачи распределяется равномерно на все режущие кромки. Применяется для обработки материалов с пределом текучести более 300 МПА (чугуны, конструкционные стали, железистые бронзы и латуни).
Схема деления ширины стружки
Поверхность сверления распределяется между разными пластинами, которые разведены в осевом направлении (ступенчатое разделение) либо в радиальном (разрывы между пластинами). Это позволяет увеличить толщину стружки и создать условия для образования стружки надлома (вместо сливной), что важно при обработке пластичных материалов. Применяется для многолезвийного инструмента (более 3-х) при обработке отверстий сравнительно больших диаметров, как концевыми сверлами, так и кольцевыми.
Комбинированная схема
Для реализации этой схемы на режущих кромках выполняются канавки на разном удалении от оси сверления, что приводит к разрывам и утолщениям по толщине стружки и вызывает ее дробление. При этом необходимо учитывать, что объем и скорость образования стружки различается по мере удаления от оси сверления. Эта схема универсальна и хорошо отработана. Производители ТС пластин предлагают широкую гамму комплектов пластин с заточкой, которая оптимизирована с учетом распределения кинетической энергии между пластинами, т.к. расположенные на разном удалении канавки создают разные крутящие моменты.
К недостаткам сверла со сменными многогранными пластинами можно было бы отнести жесткую зависимость размера отверстия от точности изготовления оснастки и размерного ряда пластин. Они не допускают доводки до размера заточкой или шлифовкой. Тем не менее, именно применение этих пластин, в сочетании с возможностями современного оборудования, сделало возможным применение технологического приема — сверление со смещением оси сверла относительно оси отверстия. В этом случае сверлу, кроме собственного вращательного движения, сообщают движение в полярных (круговых) координатах. Сочетание трех формообразующих движений (вращение, врезание, обкатывание) создает хорошие условия для резания. Прием совмещает операции сверления и фрезерования, что значительно расширяет технологические возможности и повышает производительность оборудования. К слову, в системе CNC 200 есть стандартная функция. Единственное ограничение — это жесткость самого концевого сверла.
Опубликовано 06.12.2012