3549

глубинами достигается при работе пластин с канавкой и выступом у вершины (см. рис. 26, д) и без канавок (см. рис. 26,

е).

Наличие нескольких выступов и выемок и их сочетание с канавкой вдоль режущей кромки (см. рис. 26, ж) образует на стружке ребра жесткости, что делает ее более прочной, но одновременно и более хрупкой. Это способствует ее хорошему дроблению и завиванию при обработке разнообразных материалов. Наличие на передней поверхности сложной фасонной формы (см. рис. 26, з) создает условия для хорошего дробления стружки при работе пластинами с износостойкими покрытиями и высокими скоростями резания.

Фирмы Коромант и Митсубиси в своих каталогах приводят пластины с большим количеством разнообразных и причудливых по форме передних поверхностей в зависимости от вида обработки (черновая, получистовая и окончательная), а также материала деталей, режимов и условий резания, даются рекомендации по их применению. При этом следует отметить, что создание сложной фигурной передней поверхности по сравнению, например, с простой плоской поверхностью, как правило, усложняет оснастку при изготовлении пластин и увеличивает их технологическую себестоимость.

Форма передней поверхности режущих пластин образует передний угол режущего лезвия, передний угол на фаске и ширину фаски, обеспечивающую прочность, износостойкость и виброустойчивость. Кроме этого передняя поверхность должна гарантировать завивание и дробление стружки при выбранных условиях и режимах резания.

Зарубежные фирмы изготавливают пластины с разным сочетанием выемок и выступов, их количеством и формой. В каталогах приведены сечения и разные канавки, которые имеют вид дуги, отрезка прямой, сопряженной с дугой, или состоять из нескольких отрезков прямых и криволинейных линий. Такое многообразие позволяет в зависимости от режимов и обрабатываемого материала выбрать оптимальную

140

форму, обеспечивающую надежное стружколомание при резании. Геометрия пластин имеет буквенное обозначение: F, R и М.

Геометрия с обозначением F предназначена для чистовых режимов, обеспечивает стружколомание при небольших глубинах резания и малых значениях подач. Геометрия R рекомендуется для черновой обработки и при значительных подачах и глубинах резания. Универсальная геометрия М обеспечивает удовлетворительное формирование стружки в широком диапазоне подач.

При выборе геометрии следует принимать во внимание прерывистость резания, возникающую вибрацию и силы резания. Фирмы много работают над созданием пластин с новой геометрией, формой и инструментальным материалом, что, в ряде случаев, дает при обработке большой эффект.

Например, для обработки титановых и жаропрочных сплавов (группа S) фирма Коромант предлагает пластины под названием Xcel, имеющие зачистную кромку с = 0 и предназначенные для получистовой токарной обработки. Эти пластины позволяют иметь на инструменте также более высокую стойкость, надежность при работе и применять повышенные режимы резания. Пластины с названием Wiper (геометрии WG и WH) позволяют за счет увеличения радиуса в плане при вершине повысить подачу, сократить время выполнения чистовых и получистовых операций и улучшить качество обработанной поверхности.

Фирма Коромант, Митсубиси, Хертель и другие рекомендуют широко применять твердосплавные и керамические пластины с износостойкими однослойными и многослойными покрытиями. Наибольшее применение получили покрытия, нанесенные по методу CVD или PVD. Эти методы хорошо освоены в производствах фирм, а у потребителей инструменты показывают высокую эффективность при металлообработке.

141

Многослойные покрытия более эффективные, чем однослойные, т.к. позволяют получить поверхности с разными физико-механическими свойствами. Например, слой из TiN - создает низкое трение и повышенное сопротивление к адгезии; слой из А12О3 - повышает теплостойкость и износостойкость, а слой из TiCN - увеличивает твердость, прочность и износостойкость. Многослойные покрытия наносятся последовательно слоями один на другой с разной толщиной на поверхности пластин из твердого сплава, керамики и др. в зависимости от их назначения и обрабатываемого материала.

Ведущие фирмы ведут большую работу по выбору и правильному сочетанию материала и толщины слоев износостойких покрытий в зависимости от обрабатываемого материала, режимов и условия резания, требуемого качества обработки. Применение покрытий на инструментах, как правило, позволяет уменьшить их износ, повысить производительность, режимы резания и эффективность обработки.

В каталогах этих фирм даны рекомендации потребителю по выбору инструментального материала, состава покрытий в зависимости от вида, условий и качества обработки.

Покажем на примере полное кодирование всех характеристик пластин по ИСО с помощью буквенноцифрового обозначения (см. табл. 25).

Код для пластин состоит из 9 цифр основного поля, а остальные цифры 10 и 11 являются дополнительными и используются при необходимости. Например, если фаски на пластине нет, то и угла фаски нет. Следовательно, цифры 025

и15 - будут отсутствовать. Цифры по порядку означают:

1.Форма пластины (Т - пластина трехгранной формы);

2.Задний угол (при букве N - задний угол равен 0);

3.Класс точности пластин (М или U);

4.Тип пластины (А, М, N и др.);

5.Длина режущей кромки, мм (16 мм);

142

6.Толщина пластины S в мм (при коде 04 - S = 4,76 мм);

7.Радиус при вершине г в мм (при коде 12 - г = 1,2 мм);

8.Состояние режущей кромки Т (мри букве Г - кромка

сотрицательной фаской);

9.Исполнение учитывает направление подачи R (при обозначении R - подача в правую сторону);

10.Ширина фаски b, мм (при коде 025 b = 0,25мм);

11.Угол фаски ( = 15°).

Такое кодирование позволяет потребителю знать все основные характеристики, выбрать и заказать необходимые пластины для инструмента.

Таблица 25 Система кодирования сменных многогранных пластин

(СМП)

Буквенно-цифровое обозначение

3.7.4. Определение угла и радиуса при вершине пластины

Угол при вершине режущих пластин зависит от формы пластины и изменяется от 35° у ромбических до 90° у квадратных. Это позволяет выполнить обработку от черновой до чистовой и профильной. Пластины с большим углом используются для тяжелой обработки, при этом режущая кромка увеличивается, что приводит к возникновению вибраций и возрастанию мощности при резании. Пластины с небольшими углами при вершине рекомендуется применять при обработке деталей сложной формы и копировальных работ.

Большое значение при выборе инструмента играет радиус при вершине (r), который у пластин изменяется от 0,2

143

мм до 2,4 мм.

При черновой обработке величину r следует выбирать как можно больше, если при этом не возникают вибрации. Чем больше радиус, тем прочнее режущая кромка, что обеспечивает обработку с большими подачами. Небольшой радиус ослабляет режущую кромку, но способствует повышению точности и качества обработки.

При чистовом точении шероховатость обработанной поверхности зависит от соотношения величины радиуса и подачи. Скорость резания, износ поверхностей резца, вибрации и стружкообразования тоже влияют на шероховатость, но в меньшей мере. Фирма Коромант предлагает следующую эмпирическую формулу для расчета величины подачи:

S 0,089 Rmax r мм/об,

где : Rmax - максимальная шероховатость в мкм; r – радиус при вершине в мм.

Если принять, что Rmax = 1,6 мкм и r = 1 мм, то S = 0,11 мм/об, которая будет рекомендуемой подачей при обработке данной детали с учетом заданной шероховатости.

3.8. Определение режимов резания, износа и стойкости инструмента

Марка твердого сплава и соответствующая геометрия передней поверхности пластин, характеризуемая формами F, М и R, позволяет оптимизировать обработку с учетом требований по производительности и качества деталей.

В каталоге Coro Key фирмы Коромант все условия обработки разделены на три вида:

хорошие - высокие скорости и жесткость системы, непрерывное резание, предварительно обработанные заготовки

144

и нормальная износостойкость твердого сплава; нормальные - умеренные скорости, контурное точение,

заготовки в виде поковок и отливок, достаточная жесткость системы, хорошая прочность и износостойкость твердого сплава;

тяжелые – невысокие скорости, прерывистое резание, толстая корка на литье или поковках, нежесткая система, невысокая прочность твердого сплава.

Эти перечисленные условия необходимо обязательно учитывать при выборе резцов, режимов резания и разработке технологической операции.

Скорость резания является одним из основных параметров режимов резания, т.к. влияет на производительность операции, стойкость резцов и себестоимость обработки. Анализ показывает, что повышение скорости резания на 20% дает снижение себестоимости одной детали на 15%, а увеличение стойкости инструмента на 50% приводит к снижению себестоимости только на 1%. Поэтому фирмы рекомендуют работать с максимальной возможной скоростью резания при обеспечении заданной стойкости, равной 15 минут.

ОАО «Сандвик – МКТС» (ранее Московский комбинат твердых сплавов), являющийся одним из заводов шведского концерна Сандвик Коромант, в своем каталоге «Современные пластины и инструменты Сандвик – МКТС» приводит рекомендации по режимам резания при точении материалов групп Р, М и К пластинами из твердых сплавов в зависимости от вида обработки (см. табл. 26).

При необходимости можно изменить скорость резания V по сравнению с рекомендованной Vc и рассчитать ее по формуле:

V V c K c , м/мин,

145

где: Kc - поправочный коэффициент, учитывающий принятый период стойкости Т (см. табл. 26).

Таблица 26 Значение коэффициента Kc в зависимости от Т

Глубину резания рекомендуется принимать равной снимаемому припуску, при этом длина режущей кромки должна соответствовать глубине резания. При выборе подачи необходимо учитывать величины r и Rmax , а величину S

рассчитывать по формуле, приведенной ранее.

В таблице приведены рекомендуемые средние значения режимов резания, а в скобках указаны интервалы значений режимов для материалов подгрупп, входящих в группы Р, М и К.

Для удобства потребителя фирма Коромант указывает режимы на упаковке пластин всех основных размеров и геометрий, что обеспечивает программирование и контроль за режимами обработки.

Практика металлообработки показывает, что работоспособность и износ поверхностей пластин зависит от: выбранного периода стойкости, режимов и условий резания, свойств инструментального материала, вида покрытия, удельной нагрузки на режущие кромки, процесса стружкообразования и др.

При эксплуатации СМП очень важно добиваться оптимального сочетания производительности обработки и стойкости инструмента.

Износ поверхностей пластин при рекомендуемой стойкости (15-20 мин.) зависит от многих факторов и может

146

изменяться от применяемого инструментального материала от 0,3 до 1,0 мм и более.

В зависимости от формы пластины, ее размеров, поверхностей базирования и действующих сил применяются разные схемы закрепления, описанные выше. При этом пластины одной и той же формы и размеров могут закрепляться в резцах по разным схемам. Силы должны прижимать пластину к опорной плоскости в вертикальном направлении и к упорной поверхности в горизонтальном направлении.

Таблица 27 Рекомендуемые режимы резания (по данным Сандвик-

МКТС)

Продолжение табл. 27

Конструкции резцов в течение многих лет изменялись и усовершенствовались с целью повышения надежности, точности позиционирования и расширения области их применения, а также технологичности конструкции при их изготовлении.

При этом изменялись многие конструктивные элементы резцов, такие как державки, прихваты, рычаги, штифты, крепежные винты и другие детали.

В настоящее время в результате этих изменении фирмы рекомендуют ряд конструкции (см. каталоги), которые показывают эффективную и надежную работу при разных видах и условиях обработка.

Таблица 28 Система кодирования резцов с СМП в системе ИСО

Номер цифры в коде

В системе ИСО резцы для наружного точения кодируются с помощью буквенно-цифрового обозначения,

148

которое имеет следующую последовательность (пример кодирования см. табл. 27).

Цифры 1 – 10 имеют следующую расшифровку:

1.Тип механического крепления пластины – Р (Р – прижим рычагом через отверстия);

2.Форма пластины – S (S – обозначает квадратную

форму);

3.Главный угол в плане - (при обозначении D - =

45°);

4.Задний угол пластины – С (при букве С, = 7°);

5.Исполнение – N (При N подача вправо и влево);

6.Высота корпуса h = 25мм;

7.Ширина корпуса державки b = 20мм;

8.Длина резца – М (по коду М = 150 мм);

9.Длина режущей кромки l = 12мм;

10.Особое обозначение изготовителя (например, Н2 закрепление прихватом и др.).

Фирмы на упаковке, в которой поставляется инструмент, а часто и на самом инструменте, согласно ИСО наносят код буквенно-цифрового обозначения, который содержит необходимую для потребителя информацию по правильному выбору и заказу инструмента.

В каталогах ряда зарубежных фирм указываются так же коды деталей (корпусов, прихватов, подкладных пластин, рычагов, винтов и др.) инструмента, что удобно для потребителя и позволяет ему заказать требуемые комплектующие детали.

При выборе конструкции резцов по каталогам фирм и

резцов, у которых СМП имеют п 0, следует уточнить фактический задний ( ) и передний ( ) углы, которые получаются за счет положения пластин на державке.

Положение пластин на державке резцов зависит от требуемых значений углов , 1, , 1 и определяется

149