2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Твердосплавные напайки: особенности пластин и их напайка

Содержание

Твердосплавные напайки: как проводится напайка пластин

При изготовлении различных инструментов для токарного и фрезерного оборудования довольно часто в качестве режущей кромки используются твердосплавные напайки. Они позволяют существенно повысить скорость нарезки и увеличить подачу, увеличивают срок службы самого инструмента. Напайка твердосплавных пластин проводится в промышленных условиях. Следует учитывать, что этот этап производства инструментов наиболее ответственный, так как, если допустить ошибку, резец или фреза может сломаться или отскочить от основания. Рассмотрим то, какими именно особенностями обладают твердосплавные напайки и насколько они улучшают режущий инструмент.

Особенности применяемого припоя

Пластина твердосплавная напаиваемая во время обработки принимает основную нагрузку. Именно поэтому особое внимание уделяется припою. Температура плавления используемого материала должна быть на 300 градусов Цельсия выше, чем предполагаемая температура нагрева инструмента во время механической обработки заготовки. Кроме этого, к припою предъявляются следующие критерии:

  1. Высокая прочность и эластичность. Эти качества должны сохраняться на момент повышения температуры при обработке заготовки.
  2. Хорошая жидкотекучесть обеспечивает надежное соединение пластины с основанием. При производстве резцов и фрез уделяется внимание тому, что сплав должен равномерно распределяться по всей площади основания.
  3. Повышенная теплопроводность. Для того чтобы напайка прослужила долго, она не должна нагреваться во время работы. Применяемый сплав отводит часть тепла, за счет чего увеличивается срок службы режущей кромки.

После износа твердосплавных пластин есть возможность провести их замену. За счет этого основная часть инструмента при отсутствии дефектов может использоваться повторно.

Рекомендуемые разновидности припоя

Чаще всего в качестве припоя применяют следующие сплавы:

  1. Медно-никелевые, которые могут выдерживать рабочую температуру до 900 градусов Цельсия. Применяется при изготовлении инструмента, который рассчитан на повышенные нагрузки.
  2. Электролитическая медь тоже получила большое распространение. Нагрев режущей части инструмента в этом случае может доходить до температуры 700 градусов Цельсия.
  3. Латунно-никелевые составы похожи на предыдущий припой, но обходятся чуть дешевле.
  4. Латунь рассчитана на использование при средних нагрузках и нагреве режущей кромки до 600 градусов Цельсия.

Чтобы удалить окислы и снизить вероятность окисления металлов, применяется флюс, например, бура.

Характеристики инструментов с твердосплавными пластинами

Напайка твердосплавных пластин на рабочую часть инструмента — сложный производственный процесс, который существенно повышает стоимость изделия. Однако сегодня все чаще встречается именно такой вариант исполнения резцов и фрез. Это связано со следующими эксплуатационными особенностями:

  1. Нет необходимости часто затачивать режущую кромку, а ведь именно ее износ может стать причиной ухудшения качества обработки.
  2. Появление современных станков ЧПУ позволило увеличить скорость нарезки и подачу. Высокая производительность частично связана с использованием рассматриваемого типа инструментов.
  3. Обеспечивается высокая точность при нарезке. Износ инструмента требует корректировки программы обработки, чего нельзя сделать с помощью обычного резца и фрезы.
  4. Можно достигнуть более высокого качества шероховатости поверхности. Это связано с тем, что при высокой скорости обработки твердосплавные напайки не нагреваются до большой температуры, а сам материал не прилипает к обрабатываемой поверхности.

Существует несколько основных методов соединения твердосплавного наконечника с основанием:

  1. с применением газовых, пламенных и электрических печей;
  2. при помощи тока высокой частоты;
  3. с применением ацетиленокислородной горелки;
  4. контактным способом, то есть с помощью стыковых сварочных аппаратов.

Каждый из приведенных выше методов имеет свои определенные достоинства и недостатки.

В заключение отметим, главным недостатком рассматриваемого типа резцов и фрез можно назвать отсутствие возможности заточки и ремонта в производственных условиях. Выполнить качественную пайку можно, если есть специальное оборудование и припой, сами пластины изготавливаются из труднообрабатываемого материала.

Напайки твердосплавные. Напайка твердосплавных пластин.

Напайки твердосплавные. Напайка твердосплавных пластин.

3-й ЭТАП — НАПАЙКА ПЛАСТИНОК.

Этот этап является наиболее ответственным, так как при неправильном его проведении, во время работы резца, пластинки твердого сплава могут отскакивать или ломаться, вследствие образовавшихся при напайке трещин.

ПРИПОИ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, должны иметь температуру плавления на

300° выше температуры, возникающей в процессе резания, сохранять прочность и пластичность при температуре резания, обладать хорошей жыдкотекучестью и обеспечивать быстрый отвод тепла от пластинки твердого сплава к стержню резца.

Рекомендуется применять следующие припои:

ФЛЮС.

Чтобы обеспечить хорошую смачиваемость и растекание припоя по поверхностям спаиваемых деталей, для удаления окислов и предохранения от окисления, применяют флюс.

В качестве флюса рекомендуется бура, которую нужно предварительно расплавить, истолочь и просеять через мелкое сито. Хранить буру нужно в закрытых сосудах, предохраняющих ее от влаги и загрязнения.

Читать еще:  Магнитные сверлильные станки: сфера использования, типы приводов, крепление на металлической поверхности

Бура применяется либо в виде порошка, либо в виде пасты, состоящей из трех весовых частей буры и двух частей вазелина.

Латунные припои паяют с флюсом, который состоит на половину из борной кислоты и на половину из буры. Температура плавления таких флюсов 750 ºС.

При напайке серебряными припоями следует применять флюс, состоящий из 43% фтористого кальция и 57% борной кислоты.

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ПРОКЛАДКИ.

Компенсационные прокладки необходимы для уменьшения термических напряжений. Они возникают при напайке твердосплавных пластинок, различной толщины и размеров, на стержни резцов. Прокладки больших размеров применяют из низкоуглеродистых сортов стали или пермалоя (железо-никелевый сплав). Большим спросом пользуются прокладки при напайке наиболее хрупких высокотитановых твердых сплавов.

Прокладки имеют вид тонкой сеточки или фольги, толщина которых составляет от 0,2 до 0,5 мм. На них имеются отверстия с диаметрами от 1 до 2 мм, расположенные в шахматном порядке.

Компенсационные прокладки имеют несколько достоинств:

Повышают прочность напайки;

Разгружают место спая от напряжений (возникающие при остывании резца).

СПОСОБЫ ПАПАЙКИ.

Нагрев стержня и пластинки и расплавление припоя могут осуществляться следующими способами:

а) в пламенных, газовых или электрических муфельных печах;

б) токами высокой частоты;

в) контактным способом, на стыковых сварочных аппаратах;

г) пламенем ацетилено-кислородной горелки.

Для уменьшения напряжений, возникающих в твердом сплаве при охлаждении после напайки, рекомендуется напаивать высокотитановые сплавы Т60К6 и Т30К4, особенно склонные к трещинообразованию, только по одной опорной плоскости; боковые поверхности пластинки предохраняются от припаивания применением прокладок из слюды или графита.

Напайки твердосплавные. Напайка твердосплавных пластин.

НАПАЙКА В ПЛАМЕННЫХ, ГАЗОВЫХ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧАХ.

Предварительный нагрев стержня.

Головку резца медленно нагревают до температуры плавления буры

Подготовка резца к напайке.

Нагретое гнездо посыпают бурой, затем резец вынимают из печи и металлической щеткой очищают образовавшийся жидкий слой шлака на гнезде.

Затем гнездо вновь посыпают бурой, после чего в него устанавливают пластинку твердого сплава, сверху кладут соответствующее количество припоя и вновь посыпают бурой, так, чтобы бура покрыла сплошным слоем припой и всю пластинку.

Эту операцию нужно производить быстро, чтобы стержень не успел охладиться.

Расплавление припоя.

Головку подготовленного к напайке резца помещают в окно печи с температурой 1200° и выдерживают до расплавления припоя.

Прижим пластинки.

Как только припой расплавится и затечет под пластинку, резец быстро вынимают из печи, кладут на подставку, остроконечным стержнем поправляют пластинку в гнезде и плотно прижимают её к опорным поверхностям гнезда. Прижим длится несколько секунд, до затвердения припоя.

Охлаждение резца.

Во избежание резкого охлаждения, ведущего к появлению трещин в пластинке твердого сплава, резец помещают в ящик с крупкой древесного угля или с сухим подогретым песком, где резец медленно остывает.

Значительно лучше резцы, сейчас же после напайки, помещать в камерную печь, нагретую до температуры 250°. Резцы выдерживаются в печи в течение 5—6 часов, после чего охлаждаются вместе с печью.

Очистка резца.

После напайки резец очищают от окалины на пескоструйном аппарате.

НАПАЙКА КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ НА ЭЛЕКТРОСВАРОЧНЫХ АППАРАТАХ.

Контактная напайка производится на стыковых электросварочных аппаратах, которые оборудуются несложным приспособлением, состоящим из 2-х плоских контактных губок, набора торцевых контактов, блока с грузом и педальной кнопки к контактору аппарата. Контакт подводится на 2-3 мм ниже пластинки твердого сплава.

Операция напайки очень похожа на печную и заключается в следующем:

1.Стержень резца зажимается в контактных губках таким образом, чтобы обеспечить возможно большую поверхность соприкосновения торца резца с поверхностью торцевого контакта.

2.Торцевой контакт подводится и прижимается к стержню.

3.Гнездо для пластинки посыпают бурой, а затем путем периодического включения и выключения тока нагревают головку резца до температуры плавления буры (800°). После расплавления буры, металлической щеткой очищают гнездо от окислов и шлаков и опять посыпают бурой; сверху укладывают пластинку твердого сплава, поверх неё припой и сверху опять густо посыпают бурой.ПРАВИЛЬНО. Контакт не касается пластинки твердого сплава

НЕПРАВИЛЬНО. Контакт касается пластинки твердого сплава.

4.Включается ток для расплавления припоя, после чего ток выключается, а пластинка прижимается к гнезду остроконечным металлическим стержнем.

5.Резец освобождается от зажимов и помещается в ящик с крупкой древесного угля или с сухим подогретым песком для медленного остывания.

6.Остывающий резец очищается от окалины на пескоструйном аппарате.

ГАЗОВАЯ НАПАЙКА

При этом способе источником тепла является ацетилено-кислородная горелка. Следует отметить, что этот способ применяется лишь в
случае отсутствия других, описанных выше, источников тепла, либо когда необходимо напаять небольшое количество инструментов.

Пластинка из твердого сплава нагревается с помощью пламени, направленного на стержень резца. В пламени горелки должно присутствовать большое количество ацетилена.

Процесс напайки аналогичен описанному выше печному.

Напайка этим методом должна быть поручена сварщику с достаточным опытом работы.

При любом способе напайки, в результате её, припой в виде тонкой (до 0,1 мм) сплошной пленки должен соединять все поверхности соприкасания пластинки и гнезда.

Выбираем твердосплавные пластины для токарных резцов — виды, маркировка и стоимость

Режущий инструмент, применяемый в процессе металлообработки, изнашивается (независимо от марки «железа») довольно быстро, а стоит достаточно дорого. Если совместно с токарным резцом использовать твердосплавную пластину, то можно одновременно решить несколько задач, а в целом существенно повысить производительность на единице оборудования.

Эта статья поможет разобраться с разновидностями твердосплавных пластин для токарных резцов и некоторыми особенностями работы с ними.

Сменные пластины твердосплавные не используются в металлообработке с помощью монолитных резцов, у которых державка и режущая часть представляют собой единое целое.

Общая информация

Для изготовления всех моделей насадок к резцам используются только сплавы, характеризующиеся улучшенной формулой – AL 20 (40) и AP 25 (40). Геометрия любого образца продумана до мельчайших деталей. Это позволяет проводить соответствующие технологические операции с максимальной точностью и в короткие сроки, при значительном уменьшении процента брака.

Читать еще:  Сверло форстнера по дереву: области применения

Существующие стандарты

Твердосплавные пластины бывают нескольких типов. Подробное описание каждого из них можно найти в соответствующих ГОСТ.

  • 19042 от 1980 года. Этот стандарт определяет систему обозначений, категорирование и требования к форме пластин твердосплавных (заменяет ГОСТ под этим же номером от 1973 года).
  • 19086 от 1980 года. В данном документе обозначены все характеристики стружколомов, а также сменных насадок опорного и режущего типа.
  • 25395 от 1990 года. ГОСТ распространяется на тип твердосплавных пластин, которые скрепляются с державками резцов проходных, расточных и револьверных способом напайки (01, 61, 02 и 62).

Что дает применение твердосплавных пластин для резцов

  • Универсальность использования одного токарного резца. Меняя твердосплавные пластины, можно производить обработку металлов и сплавов, характеризующихся разным составом, структурой и твердостью. Если иметь под рукой необходимый набор насадок, то проблем с металлообработкой, связанных с поиском и переустановкой нужного инструмента, не возникнет. Особенно актуально для автоматизированных производств, с большим сортаментом продукции.
  • Экономию. Пластина стоит гораздо дешевле резца. В случае поломки режущей части не придется заменять весь инструмент. Кроме того, эксплуатационный срок его корпуса увеличивается более чем в 20 раз по сравнению с аналогом напаянным.
  • На смену (поворот) пластины затрачивается меньше времени, чем на переустановку резца. А это – одна из составляющих повышения производительности.
  • Насадки позволяют менять режим резания в большом диапазоне, что создает удобство в работе, повышает ее скорость и качество.
  • Большой сортамент насадок. Подобрать нужную пластину для каждой технологической операции гораздо проще, чем сам инструмент. Для мелких производств (тем более бытовых токарных станков) выгоднее иметь определенный набор насадок, чем приобретать большое количество резцов различных видов.

Что можно делать твердосплавными пластинами

  • Поверхностная обработка заготовок.
  • Нарезание резьбы.
  • Внутренняя расточка.
  • Развертка.
  • Выборка пазов, канавок и тому подобное.
  • Раскрой материалов. Например, листового стекла, гетинакса, цветных металлов.

Маркировка твердосплавных пластин для резцов

Обозначения буквенно-цифровые. Они отражают все основные характеристики изделия – конструктивные особенности, форму, класс допуска и так далее. Приведенная схема маркировки (по ГОСТ № 19042) это хорошо поясняет.

Особенности использования твердосплавных пластин

  • Первичная заточка режущей кромки производится на предприятии-изготовителе. Так как она постепенно изнашивается, то изделие попросту переворачивается, то есть рабочей становится другая ее грань, ранее не задействованная. Следовательно, систематической заточкой кромки, что характерно для токарных резцов с напайкой, заниматься не нужно.
  • Для черновой обработки заготовок используются пластины более толстые (до 6), с длинными гранями (до 25). Технологические операции, называемые чистовыми (например, шлифовка) выполняются изделиями мелкими. Их минимальные размеры: длина – 7, толщина – 3.

Производители качественных твердосплавных пластин

Если судить по отзывам любителей и профессионалов на тематических сайтах, каких-либо существенных претензий нет к изделиям следующих изготовителей.

  • Ceratizit (Люксембург).
  • Proxxon, BDS-Machinen (Германия).
  • Украинский ««Инструмент-Сервис».

Что учесть при выборе сменных насадок

Подразумевается, что они приобретаются в комплекте, но без резца.

  • Соответствие линейных параметров инструмента и пластин.
  • Специфика использования изделий. Если металлообработка предполагает снятие значительных слоев с заготовки, то следует подбирать насадки, материал которых инертен к высоким температурам. Работа на скоростных режимах сопровождается повышенными вибрациями. В этом случае нужно обратить внимание на такую характеристику образцов, как устойчивость к нагрузкам (механическим).
  • Тип обработки деталей. Это уже к вопросу о требуемой форме насадок.

Стоимость пластин твердосплавных

Они продаются наборами, поэтому цена зависит от комплектации, формы, размеров и ряда других показателей. Кроме того, в них могут входить и корпуса резцов, что повышает стоимость. Если говорить о ее среднем значении, то комплект без инструмента обойдется в 5 310 рублей, а с ним – примерно в 7 980.

В принципе, не так уж и дорого, если учесть, что, по оценкам специалистов, использование сменных насадок дает месячную экономию на одном токарном станке (при средней загруженности оборудования) порядка 450 рублей.

Сменные твердосплавные пластины для токарных резцов: виды, маркировка, ГОСТы

Повысить производительность работ, выполняемых на металлообрабатывающем оборудовании, позволяют твердосплавные пластины, используемые для токарных резцов. Такие пластины делают использование резца более удобным, так как являются съемными и позволяют быстро заменить их в случае износа или поломки. Естественно, для использования сменных элементов не подойдут резцы цельной конструкции, у которых режущая часть выполнена заодно с державкой.

Твердосплавные пластины для токарных резцов

Преимущества применения твердосплавных пластин для резцов

Пластины для расточных или отрезных резцов могут быть выполнены из различных марок твердых сплавов, что очень удобно, так как это позволяет иметь целый набор режущих элементов для обработки заготовок из разных материалов.

Использование сменных пластин для режущего инструмента – это еще и экономически выгодное решение, так как в случае поломки или износа нет необходимости заменять весь резец новым инструментом: надо поменять только его режущую часть. Целесообразно использовать инструмент со сменными твердосплавными пластинами и в том случае, если стоит задача автоматизации технологических процессов, что особенно актуально в условиях мелко- и среднесерийного производства, где номенклатура выпускаемых изделий может меняться достаточно часто.

Резцы со сменными пластинами

Среди преимуществ, которыми обладают твердосплавные пластины, устанавливаемые на токарные резцы, следует выделить следующие.

  • По сравнению с резцами цельного типа, пластины отличаются невысокой стоимостью.
  • Замена твердосплавного режущего элемента не занимает много времени.
  • О высокой надежности пластин из твердых сплавов можно говорить даже в условиях интенсивной эксплуатации.
  • При необходимости такие сменные режущие элементы можно переналаживать.
  • Все современные модели сменных режущих элементов для токарных резцов унифицированы, что дает возможность легко подобрать оптимальный вариант для определенного типа обработки и марки металла заготовки.
Читать еще:  Выпрессовка и запрессовка сайлентблоков своими руками: описание работы, материалы и способы

Благодаря применению сменных твердосплавных пластин с механическим креплением значительно увеличивается срок службы державки токарного резца, отпадает необходимость в осуществлении таких вспомогательных операций, как заточка режущей части и ее пайка. Что важно, при использовании такого режущего инструмента снижение температуры и силы резания может составить 40%. Благодаря характеристикам твердых сплавов, которые используются для изготовления пластин, с помощью последних можно выполнять обработку металла, изменяя режимы резания.

Некоторые виды форм твердосплавных пластин для резцов

Современной промышленностью выпускаются различные типы сменных пластин, изготовленных из твердосплавных материалов. Требования к параметрам каждого из этих типов оговорены в соответствующих государственных стандартах.

  • ГОСТ 19086-80 определяет характеристики пластин режущего, опорного типов и стружколомов.
  • ГОСТ 19042-80 оговаривает требования к классификации, форме и системе обозначений сменных пластин из твердосплавных материалов.
  • ГОСТ 25395-90 распространяется на твердосплавные пластины типов 01, 02, 61, 62, которые фиксируются на державке токарного резца при помощи напайки. Требования этого нормативного документа распространяются на элементы, которые соединяются при помощи напайки с резцами расточного, проходного и револьверного типов.

Ознакомиться с ГОСТ 19086-80 «Пластины сменные многогранные твердосплавные» можно ниже:




Параметры классификации

Для того чтобы классифицировать сменные твердосплавные пластины, которые устанавливаются на токарный резец, используют ряд параметров.

Среди токарных резцов выделяют расточные, отрезные, подрезные, канавочные, фасонные и др. Для каждого из этих типов инструментов необходима своя форма профиля, которая и формируется на стадии изготовления твердосплавной пластины для резца.

Свойства материалов, которые относятся к категории твердосплавных, меняются в зависимости от того, в каком соотношении в них содержатся вольфрам, титан и ряд других металлов. Следует отметить, что сменные пластины могут быть и керамическими, их используют преимущественно при обработке жаропрочных сплавов. Кроме того, керамические изделия оптимально использовать в тех случаях, когда необходимо выполнить непрерывную получистовую и чистовую обработку заготовки из металла.

В зависимости от того, какого размера заготовку требуется обработать на токарном станке, подбираются и твердосплавные пластины с соответствующими геометрическими параметрами. На токарный резец любого типа могут быть подобраны изделия, отличающиеся своими геометрическими размерами.

Величина заднего угла

От данного параметра, который можно определить по марке пластины, зависит чистота обработки заготовки из металла. Чем больше задний угол, тем выше чистота обработки поверхности. Твердосплавные пластины с большими задними углами используют преимущественно для токарной обработки мягких металлов.

Современными производителями выпускаются пластины пяти классов точности. С помощью этих изделий можно выполнять обработку с различными допусками на соответствие геометрическим параметрам заготовки.

Маркировка и производители

Маркировка твердосплавных пластин для оснащения токарных резцов указывает на состав материала изготовления. Например, маркировка Т15К6 означает, что перед вами пластина, изготовленная из сплава титановольфрамокобальтовой группы. Следует отметить, что вольфрам в составе таких сплавов содержится в обязательном порядке. Кроме данного металла, в сплаве могут дополнительно содержаться титан, кобальт, тантал и др. В составе рассматриваемого нами в качестве примера сплава в соответствии с его маркировкой содержится 15% карбида титана и 6% кобальта.

К наиболее популярным производителям твердосплавных пластин, которые используются для механического крепления на токарных резцах, относятся:

  • ООО «Инструмент-Сервис» (Украина);
  • Новомосковский трубный завод (Украина);
  • Компания BDS-Machinen (Германия);
  • Компания Proxxon (Германия);
  • Компания Ceratizit (Люксембург).

Разновидности твердосплавных пластин для резцов

Как выбрать твердосплавную пластину

Для того чтобы токарные работы по металлу отличались высокой эффективностью и точностью, необходимо правильно подобрать твердосплавные пластины, ассортимент которых отличается большим разнообразием форм и размеров. При выборе важно учитывать соответствие размера пластины и геометрических параметров режущего инструмента. Если не придерживаться данного правила, то закрепить приобретенное изделие на токарном резце будет очень проблематично.

Следующее, что следует учитывать при выборе, – это характеристики металла, из которого сделана заготовка. Твердосплавные пластины производятся из материалов, в которых основные металлы представлены в различном соотношении, что и определяет их эксплуатационные характеристики. Так, сменные пластины, изготавливаемые из твердых сплавов, можно разделить на две основные категории:

  • характеризующиеся повышенной устойчивостью к вибрациям, ударам и другим механическим нагрузкам;
  • успешно переносящие высокие температуры, которые образуются при длительной обработке заготовок из металла.

Резцы с механическим креплением пластин

Твердосплавные пластины первой категории используются при обработке, выполняемой на высоких скоростях, что обязательно сопровождается значительными механическими нагрузками, ударами и вибрацией. К моделям изделий, которые хорошо переносят высокие температурные нагрузки, целесообразно обращаться в том случае, если токарная обработка предполагает снятие большого слоя металла.

Естественно, на выбор пластин для токарных резцов оказывает влияние и тип обработки, которую планируется выполнять с их помощью. Каждый тип обработки, выполняемый при помощи резцов, на которых режущие пластины фиксируются механическим способом, предполагает определенную геометрию их рабочей части, а также другие особенности режущего инструмента.

Если предстоит большой объем токарной обработки, в процессе которой необходимо выполнять различные технологические операции, то лучше всего иметь под рукой набор сменных пластин с различными геометрическими и технологическими параметрами. Быстро выбирать изделия, которые будут оптимально соответствовать типу обработки, материалу заготовки и геометрии режущего инструмента, позволяют не только специальные знания, но и опыт, вырабатываемый со временем.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector