1. Введение
При токарной обработке на токарных станках для двигателей главное — правильно подобрать режущие инструменты. Успех токарной обработки (эффективность обработки, точность размеров, качество поверхности и общая стоимость) во многом зависит от типа используемых инструментов и способа их выбора. В этой статье мы рассмотрим основные типы инструментов, необходимых для токарной обработки на токарных станках для двигателей, а также ключевые факторы, которые следует учитывать при их выборе.
2. Основы токарной обработки и токарных станков
Точение является основным процессом резки. Оно включает в себя вращение заготовки и подачу инструмента по прямой линии для удаления материала.
Токарный станок с суппортом (токарный станок с двигателем) обеспечивает необходимую вращательную силу и платформу для перемещения инструмента и является одним из самых классических токарных станков общего назначения. Он широко используется для точения единичных или мелких партий деталей.
3. Основные типы токарных инструментов
3.1 Классификация по материалу инструмента
Быстрорежущая сталь (HSS):
Характеристики: хорошая прочность, возможность заточки до острого края, низкая стоимость, но относительно низкая термостойкость.
Применение: подходит для низкоскоростной резки, инструментов сложной формы (таких как формовочные инструменты), ремонтных мастерских, мелкосерийного производства или заготовок, которые трудно зажать.
Цементированный карбид:
Характеристики: высокая твердость, износостойкость и термостойкость, подходит для высоких скоростей резания. В основном существует в виде сменных пластин.
Покрытия: Обычные покрытия включают TiN, TiCN и TiAlN, которые значительно увеличивают срок службы инструмента и повышают режущую способность.
Применение: Основной инструмент для современных токарных операций, подходит для черновой и чистовой обработки таких материалов, как сталь, чугун и нержавеющая сталь.
Керамика, CBN и PCD:
Керамика: Высокая твердость и высокая термостойкость, подходит для высокоскоростной прецизионной обработки.
CBN (кубический нитрид бора): специально разработан для твердой токарной обработки, например, закаленной стали.
PCD (поликристаллический алмаз): подходит для эффективной и точной обработки цветных металлов, таких как алюминий и медь.
Сценарии применения: чистовая обработка, высокоскоростная резка или обработка сверхтвердых/цветных металлов.
3.2 Классификация по структуре и функции инструмента
Цельные инструменты:
Особенности: Хвостовик инструмента и режущая кромка являются единым целым, как, например, у цельных инструментов из быстрорежущей стали или твердого сплава.
Применение: Формовочные инструменты, инструменты специальной формы или инструменты небольшого размера.
Инструменты со сменными пластинами:
Преимущества: Сменные пластины являются экономически выгодным решением; гибкая адаптация к различным материалам и условиям.
Компоненты:
Держатель инструмента: Обеспечивает зажим и жесткую опору.
Вставка: обеспечивает режущую кромку; может поворачиваться для использования новой кромки или заменяться после износа.
Классификация вкладок:
Инструменты для черновой обработки: высокая прочность и допуск, подходят для тяжелых режущих нагрузок (например, CNMG, RNMG).
Инструменты для чистовой обработки: острые режущие кромки с небольшими радиусами или острыми углами, улучшающие качество поверхности (например, DNMG, VNMG, CCGT).
Универсальные инструменты: подходят как для черновой, так и для чистовой обработки, идеально подходят для гибкого производства (например, WNMG).
Режущие/пазовые инструменты: используются для точной резки или обработки пазов.
Резьбонарезные инструменты: наконечники инструментов, имеющие форму, соответствующую профилю резьбы, используются для обработки внутренней/наружной резьбы.
4. Как выбрать инструменты для токарной обработки на токарном станке?
Материал заготовки
Алюминий/медь и другие цветные металлы: выбирайте PCD или твердосплавные пластины с покрытием и острой геометрией.
Сталь: выбирайте твердосплавные пластины с покрытием, с марками инструмента, соответствующими твердости материала.
Нержавеющая сталь: выбирайте твердосплавные пластины с покрытием и хорошей прочностью, чтобы предотвратить сколы кромок.
Чугун: для твердого чугуна используйте CBN; для обычного чугуна используйте специальные твердосплавные инструменты с покрытием.
Закаленная сталь: для твердой обработки используйте инструменты CBN.
Тип операции обработки
Черновая обработка: используйте инструменты с большим радиусом, прочными режущими кромками и высокопрочными материалами.
Чистовая обработка: требуются острые кромки, износостойкие покрытия и пластины с малым радиусом.
Продольное/поперечное/резьбовое обрабатывание: необходимо использовать специальные системы инструментов.
Цели обработки
Высокая скорость съема металла (MRR): инструменты для черновой обработки лучше подходят для повышения эффективности обработки.
Высокое качество поверхности: выбирайте правильные инструменты для чистовой обработки, чтобы максимально использовать преимущества формы и материала.
Высокая точность размеров: инструменты и держатели должны быть прочными и легко позиционируемыми.
Четвертый ключевой фактор: возможности токарного станка
Мощность и жесткость: определите условия резания и типы инструментов, которые могут быть использованы.
Тип держателя инструмента: влияет на формы держателей инструмента, которые могут быть установлены (например, квадратные хвостовики, быстросменные интерфейсы и т. д.).
Экономическая эффективность
Сменные пластины являются предпочтительным выбором с точки зрения экономической эффективности: они легко заменяются, имеют длительный срок службы и минимальное время простоя.
Массовое производство: инвестиции в высококачественные материалы, такие как CBN/PCD, могут повысить общую эффективность.
Небольшие партии и сложные формы инструментов: HSS по-прежнему имеет практическую ценность.
5. Практические советы и часто задаваемые вопросы
Совет 1: Отдавайте предпочтение стандартизированным, хорошо известным брендам индексируемых систем инструментов для обеспечения лучшей совместимости и доступности.
Совет 2: Обратитесь к руководству производителя инструмента или проконсультируйтесь с профессиональным техническим специалистом для получения рекомендаций по параметрам в зависимости от материала заготовки и операции.
Часто задаваемые вопросы:
В1: Какой тип инструмента используется чаще всего?
О: Покрытые карбидные индексируемые пластины являются основным выбором благодаря их широкой применимости, высокой эффективности и простоте обслуживания.
В2: Что делать, если инструмент быстро изнашивается или качество обработанной поверхности неудовлетворительное?
О: Проверьте, соответствует ли инструмент материалу заготовки и типу операции, правильны ли параметры резания (скорость, скорость подачи, глубина резания) и надежно ли закреплен инструмент.
6. Резюме
В токарных операциях на станках с двигателем в настоящее время наиболее распространенным и рекомендуемым типом инструмента являются твердосплавные сменные пластины с покрытием (с подходящими держателями инструмента). Понимание сути токарных операций, освоение характеристик широко используемых инструментов и учет реальных условий токарной обработки имеют важное значение для научного и точного выбора режущих инструментов, что позволяет повысить эффективность обработки, снизить затраты и обеспечить качество обработки.
