Оптимизация стойкости инструмента:влияние углов в плане на токарные операции

Устали прожигать ромбовидные режущие инструменты для работы с углом в плане? Мы изучаем проблемы, создаваемые углами в плане, и обсуждаем с производителями режущего инструмента наилучшие способы оптимизации в соответствии с вашими потребностями.

Для токарных работ общего назначения давно предпочтительными являются алмазные пластины CNMG с углом заточки 80 градусов. Они широко доступны, имеют разумную цену и обеспечивают хороший срок службы инструмента при работе с широким спектром материалов. Они также позволяют оператору обрабатывать и поворачивать заготовку с помощью одного и того же инструмента, упрощая настройку и сокращая время, затрачиваемое на смену инструмента. Из-за этой двойной функции 80-градусные алмазы освобождают по крайней мере одну инструментальную станцию, что является важным фактором при переполнении револьверных головок токарного станка.

Статус-кво:отрицательный угол в плане влияет на срок службы режущего инструмента

Проблема возникает, когда материалы заготовки попадают в категорию «не очень интересно резать». Жаростойкие суперсплавы на основе никеля или кобальта, такие как Inconel 718 и кобальт-хром (CoCr), титан Ti-6Al-4V, большинство инструментальных сталей и нержавеющие стали серии 300 или PH, могут создать множество проблем для машинистов, в том числе нарост на кромке (BUE), чрезмерный износ задней поверхности и особенно зазубрины глубины резания.

К сожалению, эти проблемы в некоторой степени возникают сами по себе. Используя алмазную пластину с углом наклона 80 градусов, оператор токарного станка выполняет резку инструмента с отрицательным углом в плане 5 градусов, что отрицательно сказывается на сроке службы инструмента — при условии, что используется обычная державка типа «торцевая и токарная». При фрезеровании или токарной обработке переключение на положительный угол в плане не только утончает стружку, но и распределяет силы резания по большей длине твердого сплава, что снижает или, в некоторых случаях, устраняет виды отказов.

«Инструменты с отрицательным углом в плане наиболее часто применяются из всех токарных инструментов, — говорит Аарон Шаде, руководитель программы американского центра знаний Kennametal. «Это не значит, что они лучшие, просто это то, что все используют. Поскольку у вас есть зазор в обоих направлениях, отрицательный угол в плане делает инструмент более универсальным — вы можете смотреть на деталь, а затем поворачиваться к уступу, в то время как инструмент с положительным углом в плане означает, что вам нужно будет вернуться со вторым инструмент для этих операций».

Круглая и круглая:ценность круглых режущих пластин

Хотя преимущества трудно оценить количественно, переход на инструмент с положительным углом в плане может значительно увеличить срок службы инструмента. А когда стойкость инструмента увеличивается, производительность повышается либо за счет сокращения времени простоя, либо за счет значительного увеличения скорости подачи.

«Мы рекомендуем круглые пластины везде, где это возможно, в первую очередь потому, что они являются наиболее экономичным решением для клиентов, которые хотят удалить большое количество материала в кратчайшие сроки или когда срок службы инструмента проблематичен», — говорит Аарон-Майкл Эллер, менеджер по продукции. для токарной обработки ISO и передовых материалов в Seco Tools. «Например, при прямолинейном повороте с малой глубиной резания вы можете легко получить дюжину или более индексов на пластину и подавать ее как сумасшедшую».

Вот почему Kennametal, Seco Tools, Sandvik Coromant и все производители токарных инструментов предлагают держатели инструментов, которые подходят для круглых, а также различных ромбовидных пластин с углами в плане 15, 45 и 75 градусов. Все они дают возможность значительно улучшить токарные операции в цехе.

Не так быстро:углы в плане могут вызвать вибрацию и отклонение инструмента

Однако, несмотря на потенциальные преимущества, есть и обратная сторона:по мере того, как углы в плане становятся более положительными, зацепление инструмента увеличивается, создавая более высокие силы резания, которые теперь смещаются в радиальном направлении; оператор, возможно, устранил зазубрины глубины резания, но вместо этого, возможно, столкнется с вибрацией и отклонением инструмента.

Кроме того, эффект утончения стружки означает, что эту стружку труднее контролировать, и для компенсации, вероятно, потребуется более высокая скорость подачи. Именно эти соображения, а также тот факт, что потребуется второй инструмент для обработки заготовки и очистки несрезанных областей, прилегающих к любым выступам, объясняют, почему большинство машинистов выбирают путь наименьшего сопротивления под углом 80 градусов.

Хотя принятие стратегии поворота с положительным углом опережения, по общему признанию, требует баланса и может потребовать серии трудоемких тестов, оба эксперта согласны с тем, что для правильного применения это стоит затраченных усилий.

«Да, вам потребуется довольно жесткая настройка, и да, вы должны немного скорректировать свои процессы, но положительный угол опережения, как правило, соответствует увеличению скорости съема металла, увеличению срока службы инструмента и производительности», — говорит Эллер из Seco.

Почему правильные держатели инструментов так важны? Читать “ Уроки высокопроизводительной обработки:не забывайте о держателях инструментов ».

Нет волшебной формулы для определения оптимального режущего инструмента

Первым изменением процесса является определение оптимального угла опережения. Этот процесс определенно является одним из тех случаев, когда больше не всегда лучше. Предполагая постоянную глубину резания, переключение с отрицательного 5-градусного инструмента на инструмент с положительным 45-градусным углом опережения увеличивает зацепление с заготовкой на колоссальные 40 процентов. Опять же, для достижения желаемых результатов почти наверняка потребуется корректировка параметров резки.

Поскольку силы резания всегда перпендикулярны углу в плане инструмента, положительное значение означает большее радиальное давление инструмента на заготовку. При точении тонких валов и тонкостенных деталей в этих сценариях и при большинстве операций растачивания обычно лучше всего использовать нейтральный угол опережения, поскольку силы подачи почти полностью сосредоточены по оси Z. Это сложный компромисс. К сожалению, не существует волшебной формулы для определения оптимального режущего инструмента.

«Необходимо хорошо понимать влияние углов опережения на токарную операцию, но в то же время понимать, что конфигурация детали также играет решающую роль при выборе инструмента», — говорит Шаде. «Если это прямая резка по оси Z без уступов и торцевой поверхности, существует действительно неограниченное количество вариантов инструментов, тогда как поднутрения, профилирование, уступы и другие элементы детали, как правило, ограничивают то, что можно сделать с помощью одного инструмента».

«Все в обработке зависит от области применения, и самое главное — понять доступные варианты и использовать их с максимальной выгодой — одним из таких вариантов является переключение на положительный угол в плане», — говорит Шаде.

<сильный>  Нужен совет по обработке, геометрии резки или программированию? Присоединяйтесь к разговорам на форум по металлообработке <сильный>. [требуется регистрация]