Твердосплавные инструменты и держатели: преимущества, применение и высокая производительность

Твердый сплав — это сталь, используемая для лезвий, сверл и других инструментов для резки металлов и других материалов. Материал твердого сплава, также известный как вольфрамовый карбид, имеет полувольфрамово-полукарбидный состав и в три раза жестче обычной стали, что делает его подходящим для твердосплавных инструментов и держателей. Обрабатываемые твердым сплавом режущие инструменты и их держатели имеют очевидные преимущества над стандартными инструментами. Давайте посмотрим подробнее!

Основные преимущества твердосплавных инструментов и держателей

Твердый сплав — промышленная сталь для лезвий, сверл, держателей инструментов и других устройств для резки металлов и других материалов. Твердый сплав, иногда называемый вольфрамовым карбидом, имеет состав половину вольфрама, половину карбида, и в три раза более износостойок, чем сталь, обычно используемая во многих режущих устройствах. Режущие инструменты с вольфрамово-карбидными наконечниками дают четкое преимущество над обычным оборудованием.

• Острота

Твердый сплав сохраняет остроту дольше обычной стали, делая режущий инструмент более эффективным. Твердый сплав позволяет резать быстрее без заклинивания, снижая нагрузку на деревообрабатывающие станки. Мягкие стальные режущие инструменты быстро затухают. Когда лезвия тупеют, они обжигают дерево, вызывают сколы, ломат волокна и вырывают зернистость. Острые инструменты с твердосплавными наконечниками намного эффективнее, режут быстрее и требуют менее частой заточки, чем обычные стальные лезвия.

• Чистота реза

Твердосплавные инструменты дают самые чистые, простые резы среди всех металлорежущих инструментов, и вызывают малое или нулевое повреждение волокон. Когда резы чистые и прямые, стыки лучше сходятся и клеевые соединения прочнее. Чистый разрез твердосплавного инструмента уменьшает отдачу и является значительным источником предотвращения аварий на производстве.

• Прочность

Твердосплавные лезвия и держатели достаточно прочны, чтобы удалять любые отходы без повреждения лезвия или рукояти.

• Долговечность

Если они изнашиваются или ломаются, твердосплавные наконечники можно заменить, и большинство мастерских по заточке лезвий добавят новые наконечники к режущему инструменту. Начальная стоимость инструментов с твердосплавными наконечниками выше, но наконечники взаимозаменяемы, что делает устройство более доступным в долгосрочной перспективе. Инструменты с твердосплавными наконечниками служат почти неограниченно долго, если корпус лезвия или шток фрезы в хорошем состоянии. Для твердосплавных режущих инструментов не редкость служить минимум 20 лет при правильном уходе и периодическом обновлении.

Быстрорежущая сталь против твердосплавных держателей инструментов

Существует много решающих факторов при выборе между инструментами из быстрорежущей стали, твердосплавными режущими инструментами и держателями. В общем, главная особенность всех быстрорежущих сталей — высокая рабочая твердость с отличными свойствами. Инструменты HSS дешевле твердосплавных и всегда хороший выбор для приложений с «большим ассортиментом, малым объемом». Рассмотрим три конкретные операции — сверление, нарезание резьбы и фрезеровку — чтобы лучше понять, когда использовать HSS или твердый сплав.

• Сверление

Твердосплавные сверла и держатели обычно используются для производства большого объема отверстий, где более высокая стоимость инструмента оправдывается единичной стоимостью. Часто они имеют внутренние каналы подачи СОЖ для более длительного срока службы инструмента и надежного выхода на глубокие отверстия. Использование СОЖ через шпиндель и высокого давления обеспечивает отличную эвакуацию стружки, особенно в глубоких отверстиях, и является наиболее эффективным методом охлаждения режущей кромки при резке. Благодаря потенциально более высоким скоростям резания и подаче, сверление твердым сплавом — самый быстрый способ создания отверстий в широком спектре металлов. Однако важно знать, что в некоторых высоконикелевых хромистых сталях, хотя отверстие можно сделать на высоких скоростях, состояние стенки отверстия может быстро закалиться. Это может привести к другим проблемам в процессе обработки, особенно если отверстие должно иметь внутреннюю резьбу; срок службы слесаря будет значительно сокращен, так как он пытается прорезать закаленную кожу или поверхность.

• Нарезание резьбы

Инструменты из быстрорежущей стали и их держатели обычно первый выбор для резьбонарезания. Они причем наиболее распространены во внутреннем резьбонарезании, и недавно доступно много версий HSS и порошковой металлургии для различных применений нарезания резьбы на станках с ЧПУ, разных типов резьбы и групп материалов. Нарезы HSS используются даже в высокообъемных приложениях, а также в труднобрабатываемых материалах, особенно нарезы из порошковой высокоскоростной стали. Где они остаются первым выбором благодаря предлагаемой стабильности процесса. Твердосплавные нарезы не так популярны из-за хрупкости твердого сплава. Он имеет тенденцию к сколованию в большинстве резьбонарезных приложений, особенно в глухих отверстиях. Твердый сплав трескается в приложениях на полную глубину в стали, когда нарез вращается и ломает стружку, образованную при движении вниз, чтобы выйти из отверстия. Как упоминалось ранее, быстрорежущая сталь имеет более высокую вязкость, чем твердый сплав, это самое важное в процессе резьбонарезания.

• Фрезеровка

Твердосплавные концевые фрезы причем самые популярные, так как предлагают лучшие скорости удаления металла (MRR). Твердые концевые фрезы стали первым выбором благодаря различным спиралевидным дизайнам в сочетании с CAM-пакетами, предоставляющими траектории инструмента для демпфирования вибраций, возникающих из-за естественных вибраций при фрезеровке. Фрезеровские стратегии, такие как трахойдальные методы, довольно распространены сейчас. Концевые фрезы из быстрорежущей стали все еще существуют, например для ручных фрезерных станков, меньших объемов, менее жестких установок и т.д. Однако их использование снизилось в последнее время из-за множества достижений в отрасли.

Твердосплавные держатели инструментов и коллетовые патки

Выбор правильного патка начинается с определения кончика шпинделя станка, на котором будет установлен паток. Все конусы шпинделей токарных станков с ЧПУ соответствуют международным стандартам, четко определяющим размеры монтажного интерфейса. Распространенные конфигурации конуса шпинделя на североамериканском рынке — A2-6, A2-8 и 140 мм. Следующий шаг — определить необходимую грузоподъемность держателя на основе размера деталей для удержания. В приложениях с подачей прутка обычно подбирают размер, соответствующий или немного превышающий диаметр тяговой трубки станка. При правильной подгонке к станку, подавателю прутков и приложению, коллетовые патки коллетов обеспечивают экономичный и эффективный способ зажима материала диаметром менее 4 дюймов. Поскольку коллетовые держатели обычно подбираются с подавателем прутков, некоторые из которых имеют магазин, и предназначены для поддержания постоянной зажимной силы на высоких скоростях, они являются выбором для монтажа при беспилотных операциях.