ВНИИИНСТРУМЕНТ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ
Телефон для контактов: (495) 366-94-11, е-mail:
НИОКР

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ МАРОК ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН И КОНСТРУКЦИЙ РЕЗЦОВ ISCAR

Три новейших типа износостойких покрытий для пластин и режущих инструментов созданы ISCAR одновременно с модернизированными марками твердых сплавов, которые рекомендуются для различных видов обработки: безударное и прерывистое точение, нарезание канавок, отрезание, фрезерование, сверление в широком диапазоне режимов резания.

Износостойкое покрытие типа а -ТЕС является комбинацией нового типа покрытия МТ CVD плюс Al203. Оно рекомендуется для фрезерования серого чугуна с высокими скоростями резания (а-ТЕС IC4100), для высокоскоростного сверления чугунов и сталей (а -ТЕС 1С 9080).

При сверлении сборными сверлами (внешние пластины) сплав (а -ТЕС 1С 9080) обеспечивает высокую износостойкость, сопротивление выкрашиванию режущих кромок.

Покрытие а -ТЕС на сплаве IC9150 рекомендуется для точения стали с высокими скоростями в стабильных (безударных) условиях. а-ТЕС 1С 9250 применяют для точения стали в широких диапазонах глубин и подач, а а-ТЕС 1С 9350 обеспечивает высокую прочность и износостойкость при нестабильных режимах обработки и прерывистом точении стали.

Уникальная технология износостойкого покрытия методом PVD с высоким содержанием в слоях оксида алюминия А1203 плюс AITiCrN позволила создать покрытие AL-TEC, которое обеспечивает высокую жаростойкость.

DO-ТЕС является комбинацией покрытия МТ CVD с внешними слоями покрытия PVD. Сплав DO-TEC DT7150 имеет прочную основу с комбинированным износостойким покрытием МТ CVD Al203 плюс покрытие TiAIN PVD рекомендуется для обработки как серого, так и высокопрочного чугуна со средними и высокими скоростями. Он обладает повышенной сопротивляемостью как к абразивному износу истиранием, так и к износу сколами и выкрашиванием режущих кромок, что особенно важно при фрезеровании.

Группа новых покрытий и марок твердых сплавов приведена в табл. 1.

Так покрытие AL-TEC сплав IC908 имеет очень твердую основу, что в комбинации с покрытием AITiCrN PVD обеспечивает высокую износостойкость и химическую стойкость к агрессивным средам. Его рекомендуют применять при нарезании канавок и отрезании для различных материалов и широкого диапазона условий обработки.

AL-TEC IC910 имеет прочную основу, что обеспечивает высокую сопротивляемость износу и позволяет работать с большими скоростями резания, рекомендуется для серого и шаровидного чугуна при нестабильной обработке с относительно высокими скоростями резания.

Для обработки широкой номенклатуры машиностроительных конструкционных сталей рекомендуется AL-TEC IC900 (покрытие AITiN) со средними или высокими скоростями резания, покрытие AL-TEC IC903 имеет ультрамелкозернистую основу с содержанием кобальта 12 %. Многослойное покрытие TiAiN PVD обеспечивает хорошую стойкость при обработке закаленных сталей до твердости < HRC 62 нержавеющих сталей, сплавов на основе титана и никеля при достаточно высоких скоростях фрезерования. Марки AL-TEC IC900 , AL-TEC IC903 весьма эффективно использовать для цельных концевых фрез.

Новые типы покрытий и марки твердых сплавов ISCAR

ISCAR разработана новая серия пластин и резцов для снятия больших припусков HELITURN TG (рис.1), HELITURN LD (рис.2) и уникальные резцы с пластинами из керамики HELITURN SIN (рис.3). Создана принципиально новая система отрезных и канавочных TANG CRIP и модернизированная конструкция JET-CUT для высокопроизводительной отрезки деталей из нержавеющих сталей и труднообрабатываемых сплавов (инконель 718 и т.п.) с подачей СОЖ через отверстие в режущей пластине [1].

Тангенциальная пластина типа LNMX Режущая пластина со спиралевидной кромкой

Тангенциальное расположение пластин LNMX 2210 R/L-HT со спиралевидной режущей кромкой в системе HELITURN TG позволяет за один проход снимать припуски до f<15 мм.

Двухсторонняя пластина с ее относительно узкой изогнутой передней поверхностью устанавливается на соответствующую опорную базу гнезда в держание HELITURN SLAN R/L (см. рис.3, б) и крепится к боковой поверхности гнезда винтом с конической головкой.

Державка в сборе с пластиной Диапазон оптимального дробления и отвода стружки резцами
Тангенциальная режущая пластина

Предельная верхняя часть пластины почти не выходит за габариты гнезда и поверхности державки, что обеспечивает свободный сход стружки, предохраняя державку от износа и повреждений, повышает надежность и стабильность точения. Выпускают два типа пластин LNMX 221016 LNMX 221024. Державки для пластин имеют главный угол в плане ф =90°и ф= 75° соответственно. Рекомендуемые режимы обработки даны в табл. 2.

Так при точении углеродистых сталей оптимальная зона стружкообразования приведена на рис.4. Результаты обработки резцами HELITURN TG, например, полого вала длиной 1=820 мм в сравнении с резцами HCLNL 3232P-19 фирмы конкурента со скоростью резания 1/=160 мм/мин, подачей S=0,80mm/oб, глубиной резания г=10,5...12,5 мм, показали, что износ резца составил /73=0,15 мм против лз=0,25 мм у конкурентной фирмы.

В итоге время обработки сокращено на 30% при меньшей величине износа, что обеспечило высокую надежность, стабильность работы инструмента и производительность точения. На базе тангенциальных державок SLAN R/L и SLBN R/L сечением 25x25 и 32x32 системы HELITURN TG разработаны конструкции режущих пластин из силикононитридной керамики IS8. Новые пластины сочетают преимущества тангенциальной формы пластин и уникальной формы прессованной передней поверхности (стружколома). При данной геометрии режущей части пластин изгибающие составляющие силы резания весьма малы.

Рекомендуемые диапазоны режимов резания резцами HELITURN

При точении тормозного диска диаметром D=125mm из ковкого чугуна твердостью HRC 22 резцами с пластинами из керамики IS8 LNMX 150616T-L (рис.5),скорость резания V= 500 м/мин, S=0,7 мм/об, f=2,0 мм, за два перехода было обработано N =50 шт./дет. одной режущей кромкой до допустимого износа истиранием по задней поверхности /73=0,15мм. Объем снимаемого металла в минуту составил 700 см3/мин. Для сравнения с конкурентными сплавами и режимами резания это составило практически в два раза больше. Рекомендуемые диапазоны режимов резания V= 500...1000 м/мин, S=0,25...0,60 мм/об, f=1 Д..8,0 мм.

ISCAR представил новую оригинальную конструкцию резцов HELITURN LD и форму передней поверхности ромбической 80' пластины CNMX 1207 HTW с очень большой позитивной, радиальной спиралеобразной режущей кромкой и передней поверхностью, что значительно снижает силы резания при точении с большими припусками (рис.2). Вершинная зона пластины имеет зачистную кромку, что обеспечивает высокое качество обработанной поверхности при работе с большими подачами S=0,25...1,0 мм/об. Уникальная форма передней поверхности обеспечивает отличный отвод и дробление стружки как при точении углеродистых конструкционных (рис.6), так и нержавеющих сталей.

Диапазон оптимального дробления и отвода стружкиОдносторонняя отрезная пластина

Режущие пластины могут быть установлены в стандартные державки с креплением пластин прихватом за отверстие. В этом случае стандартные опорные (подкладные) пластины заменяют на опорные пластины типа ТСН4.

ISCAR создано принципиально новое конструкторское направление для отрезныхопераций TANG-GRIP. Разработ-ана односторонняя тангенциальная отрезная режущая пластина, более эффективная и заменяющая во многих случаях одностороннюю пластину системы SELF-GRIP.

В конструкции TANG-GRIP Г-образная форма пластины (рис.7) имеет две внутренние призмы для базирования по выпуклым призмам гнезда резца (см.рис.7, а). Система упора по задней поверхности (см.рис. 7,6) имеет значительное преимущество по сравнению с зажимом сходящимися под углом призмами (SELF-GRIP), что особенно заметно в станках, оснащенных автоматическим устройством подачи прутков и (или) дополнительным (несколькими) шпинделем. Это предотвращает выдвижение, выпадения пластины из гнезда во время работы и возвратного хода резца. В системе SELF-GRIP силы резания действует на разжимные губки, за счет реакции которых обеспечивается усилие зажима (система SELF GRIP-T) или плюс небольшой упор (система SELF GRIP-F). В конструкции TANG-GRIP силы резания «припирают», прижимают пластину к задней поверхности (по вертикальной призме), обеспечивая надежнейшее крепление. Параллельная горизонтальная призма осуществляет точность позиционирования лезвия, отсутствие ее люфта по оси X (Рх), т.е. чем сильнее сила Ру тем надежнее пластина крепится в гнезде. Эти конструктивные особенности способствуют работе резца с большими подачами (ось У), обеспечивая точность отреза канавки, чистоту получаемой поверхности (нет люфтов).

При длительном точении губки гнездо SELF-GRIP постепенно разжимается, ослабляя зажим, ухудшая условия резания, увеличивая износ пластины. В системе TANG-GRIP такого рода износ и ослабление зажима исключен, увеличивается срок службы и пластины, и самого гнезда, т.е. резца в целом.

Отсутствие верхней зажимной губки дает в системе TANG-GRIP свободный сход и завивание стружки, возрастает срок службы инструмента, стабильность и качество обработки. Пластины TANG-GRIP имеют стандартные стружколомы J и С на передней поверхности, с правым (Я), нейтральным (Л/) и левым (L) исполнением пластин, выпускаются шириной Ь=3 и 4 мм. Для удобства работы (контроль за выдвижением резца) на пластинчатом корпусе нанесена шкала с миллиметровой ценой деления.

Рекомендуемые режимы отрезания даны в табл. 3.

Диапазоны режимов отрезки резцами TANG-GRIP
Система резцов для отрезания труднообрабатываемых и нержавеющих сталей.

Модернизированная система JET-GUT для отрезки с внутренней подачей СОЖ через канал в режущей пластине базируется на новой конструкции двухсторонних пластин DO-GRIP с двумя сквозными каналами и соответственно с двумя с отверстиями на передней поверхности (рис 8,а). Эти пластины шириной 3,1 мм и 4,0 мм имеют допуск по ширине W=±0,04 мм и изготавливаются из твердого сплава IC908. Пластины могут устанавливаться в пластинчатые державки системы JET-CUT с внутренним подводом СОЖ под давлением через канал в новой пластине DO-GRIP (рис,8,б).

Для реализации способа JET-GUT создана специальная гидравлическая система для подачи СОЖ в зону резания через канал в пластине под давлением до 2,5 МПа посредством трубопроводов через суппорт, затем державку резца (блок). В эту систему входят насос высокого давления с электронным регулированием подачи СОЖ, дополнительный лопастной насос и распределительная аппаратура. С увеличением расхода СОЖ с 0,1 до 2,3 л/мин стойкость резца, при всех прочих равных условиях, возросла в 1,8 раза. Рост давления подачи СОЖ от Р=0,1МПа до 2,5 МПа привел к повышению стойкости в 4,0 раза.

Я. А. Музыкант, канд. техн. наук, МГТУСТАНКИН, г. Москва

ЛИТЕРАТУРА

1. Общий каталог ISCAR 10/2005.

2. Музыкант Я.А. Металлорежущий инструмент. Номенклатурный каталог. Часть 1. Токарный инструмент-М.: Машиностроение, 1995.-415 :

 
Телефон для контактов: (495) 366-94-11, е-mail:

© ВНИИИНСТРУМЕНТ,  2006-2011