Режущие инструменты: канавочные резцы

Режущие инструменты: канавочные резцы

Интервью представителя компании Shop Metalworking Technology с менеджером по продукции американской компании Walter (г. Уокешо) Куртом Людкингом по поводу разработок канавочных резцов и технологий резания.

Shop Metalworking Technology: Многофункциональные токарные канавочные резцы существуют довольно давно, но не всем понятны их возможности и преимущества. Можете ли Вы кратко описать основные функции и выгодные для производителя характеристики канавочных резцов?

Курт Людкинг: Многофункциональные канавочные резцы, как следует из названия, позволяют осуществлять множество операций с помощью одного и того же инструмента и пластины. Данные инструменты обеспечивают необходимую жесткость в процессе отрезки и радиальной проточки канавок, а также способны выполнять осевую проточку. Это дает два важных преимущества – производителю больше не требуется множество инструментов и пластин, а отсутствие необходимости в многочисленных сменах инструмента позволяет сократить время обработки заготовки.

Что касается деталей со сложной геометрией, требующих широкого набора инструментов в револьверной головке, многофункциональный канавочный резец может сэкономить пространство и избавить от постоянной переналадки. Выполнение осевой проточки или даже подрезки торцов с помощью канавочного резца не только сокращает количество необходимых инструментов, но и может также обеспечить лучшее качество поверхности, чем с помощью обычного нефасонного резца в аналогичных условиях.

Но, пожалуй, главное преимущество – это увеличение стойкости режущего инструмента при вытачивании широких канавок. В этом случае износ распределяется равномерно по всей пластине, а не только по главной режущей кромке, как это происходит при выполнении большого количества проходов. При этом облегчается контроль стружкоудаления, что в целом делает процесс более надежным.

SMT: Выполнение канавок на малых заготовках может иногда представлять сложность для производителя, особенно при точной обработке деталей, например, для медицинского оборудования. Каковы три основные проблемы, и как производители могут их решить с помощью современных канавочных резцов?

КЛ: Как правило, при обработке небольших деталей решающую роль играет сила резания, правильный выбор инструмента и пластины для конкретного материала заготовки, а также удаление стружки. Эти три фактора тесно связаны, поэтому изменения в одной из данных сфер могут повлиять на остальные.

Сохранение небольшой силы резания необходимо для того, чтобы избежать деформаций детали и, следовательно, добиться требуемых размеров. Как правило, это обеспечивается за счет наиболее острой заточки без создания автоколебаний или вибрации. Несмотря на то, что максимально острыми всегда являлись пластины со шлифованными режущими кромками, новейшие достижения в сфере штамповки и хонингования позволяют получить гораздо бо́льшую остроту кромок без шлифования, чем это было возможно несколько лет назад.

При выборе подходящего инструмента применительно к материалу заготовки следует учитывать микрогеометрию режущей кромки и марку твердого сплава, а также выбирать правильную макрогеометрию пластины. Начнем с макрогеометрии: жесткие допуски обработки малых деталей зачастую предполагают шероховатость дна канавки в пределах +/- 0,025 мм. В зависимости от формы режущей кромки пластина может не обеспечивать «плоское» дно канавки в соответствии с допуском. Некоторые канавочные и «универсальные» пластины имеют криволинейные режущие кромки, оставляющие выпуклые участки на дне канавки. Хотя изгиб невелик, обычно около 0,01 мм, на него проходится большая часть жесткого допуска. Чтобы обеспечить максимально ровное дно, следует выбирать пластину с прямой режущей кромкой.

Переходя к вопросу о микрогеометрии режущей кромки, следует отметить, что кромка должна обеспечивать чистый срез и стабильность процесса. Геометрия кромки должна быть очень точной, поскольку для небольших деталей зачастую выбирается наиболее низкая скорость подачи, позволяющая сохранять контроль силы резания. В этом плане острота заточки играет важную роль, однако острые кромки могут также быть склонны к выкрашиванию, что снижает надежность процесса.

Микрогеометрия также влияет на начало формирования стружки, поэтому обратимся к вопросу стружкообразования. Здесь нужно учитывать скорость подачи и глубину резания. Необходимо обеспечить баланс между необходимыми геометрическими параметрами и продолжительностью обработки. Так, для контроля стружки и сокращения времени обработки зачастую требуется большая подача и глубина резания, которые, в свою очередь, могут нарушать жесткие допуски для малых заготовок вследствие увеличения деформации, вызываемой силами резания. Кроме того, иногда получение идеальных параметров для контроля стружки невозможно из-за характеристик станка – например, скорость резания может ограничиваться малыми оборотами шпинделя. Выбор геометрии пластины, работающей в широком диапазоне условий обработки и материалов, упрощает контроль стружки.

SMT: Как производителю определиться между использованием канавочных пластин и твердосплавных резцов? Является ли это лишь вопросом цены, или же производитель должен учитывать другие параметры обработки в зависимости от вида выбираемого им канавочного резца?

КЛ: Что касается наружной обработки, использование твердосплавных резцов в этих целях абсолютно нецелесообразно – будучи дорогостоящими, они при этом не дают никаких очевидных преимуществ. При внутренней обработке на первый план выходит вопрос минимального диаметра обрабатываемого отверстия и жесткости, требуемой для соответствующей операции. Принимая во внимание высокую стоимость твердосплавных резцов, целесообразно по возможности использовать резцы с индексируемыми режущими пластинами. Там же, где диаметр отверстия слишком мал для такого резца, или глубина обработки более чем в 4-5 раз превышает диаметр прутка, твердосплавный резец просто незаменим.

SMT: Каковы, по Вашему мнению, основные достижения в области канавочных резцов за последние пять лет, и что послужило для них основанием?

КЛ: Технология производства канавочных резцов развивалась сразу в нескольких направлениях. Одно из самых важных достижений – это разработка покрытий из оксида алюминия, наносимых методом физического осаждения (PVD). Они обеспечивают присущие Al2O3 термостойкость и сопротивление образованию лунок благодаря остроте кромки и прочности твердого сплава с покрытием PVD. Walter – это единственная компания, работающая с этой технологией. Ее ассортимент включает изделия с разнообразными характеристиками, от высокой твердости/износостойкости до высокой ударной прочности для прерывистого резания при малых подачах.

Другие важные достижения связаны с геометрией стружки. Многие новые формы режущих пластин позволяют обрабатывать разнообразные материалы с надежным контролем стружки, а универсальные инструменты могут эффективно использоваться в различных операциях, таких как отрезка, радиальная и осевая проточка канавок.

В завершение следует отметить, что технологические достижения сделали канавочные пластины и резцы более надежными, продлив срок службы инструмента и обеспечив стабильность процесса в сравнении с тем, что было лишь несколько лет назад. Важную роль здесь играют такие факторы, как свойства и технология геометрии пластины, марка твердосплавного материала, конструкция резцедержателя и технология производства, которые в сочетании обеспечивают высокое качество работы в любой сфере применения.

SMT: Имеются ли сейчас такие проблемы обработки канавок, которые до сих пор не решены поставщиками режущего инструмента?

КЛ: Новые достижения в области материалов всегда предполагают новые сложности, равно как и новые концепции станков, требующие различных соединений между режущим инструментом и оборудованием. Такие разработки, как криогенное охлаждение зоны резания Cryo-tec производства Walter, могут быть полезны в операциях отрезки/проточки канавок, предоставляя производителям новые возможности по совершенствованию инструментов и процессов. И, как всегда, актуальными остаются вопросы оперативности, универсальности и надежности процессов проточки канавок, что служит движущей силой совершенствования данной технологии.

 

Источник материала: перевод статьи
Cutting Tools: In the Groove,

Shop Metalworking Technology



Понравилась статья? Поделитесь: