Рисунок 1. Сменные пластины Qwik-Twist твердосплавного сверла
Автор: Jim Lorincz
Автор перевода: В. В. Кундеус
Источник: Manufacting engineering, January 2010 Vol. 144 No. 1
Сверление – это процесс резания, который выполняется в обрабатывающих центрах, на специальных сверлильных станках или на станках с ЧПУ. Стоимость обработки зависит от требуемого качества поверхности отверстия, которое, в свою очередь, зависит от правильного выбора сверла. Такие виды обработки как снятие фасок, растачивание посадочных отверстий может быть выполнено комплексным инструментом. Замена режущей части сверла сменными пластинами была предложена в конце 1990-х годов. При утрате режущих свойств сверла замена производится только режущей части карбидными пластинами, в то время как само сверло остается в патроне или в шпинделе станка. Корпус каждого стального сверла содержит в себе определенное количество пластин диаметром в пределах заданного диапазона, что позволяет экономить на стоимости связанные с покупкой конкретного сверла для каждого размера отверстия.
Рисунок 1. Сменные пластины Qwik-Twist твердосплавного сверла
Концепция замены стальной режущей части сверла карбидными пластинами привело к развитию взаимозаменяемых фрезерных головок, сконструированных по модульному принципу и обладающих такими же преимуществами для пользователей. Эффективность применения твердосплавных пластин и повышение производительности достигается за счет:
Правильный выбор типа сверла включает в себя правильные ответы на поставленные вопросы: размер отверстия, допуск на отверстие и качество поверхности, экономический эффект на рабочем месте или в цеху. Для отверстий диаметром меньше, чем 1/2" (12,7 мм) существуют твердосплавные сверла, рекомендуемые для необходимого качества и производительности обработки. Для отверстий диаметром больше 1" (25 мм) рекомендуется использовать сверла со сменными твердосплавными пластинами, особенно это эффективно при черновой обработке отверстий диаметром более 2" (51 мм), но для этого необходима большая мощность привода станка.
Рисунок 2. Применение сменных пластин Coromill 316 для концевой фрезы
Наиболее распространены сменные пластины в диапазоне 1/2" и 1" (12,7-25.4 мм) диаметра сверла. Применение твердосплавных пластин в этом диапазоне демонстрирует эффективное сочетание точности обработки и приведенных затрат. Карбид имеет свойства геометрической поверхности, оптимизированные для материалов, и, как правило, не предназначен для переточки. Каждая сменная пластина является новой, при этом нет необходимости в переточке твердосплавного сверла.
Новые улучшенные модульные сверла M1 фирмы Widia (Kennametal; Latrobe, PA) сочетают в себе экономические преимущества модульных систем сверления с производительностью обработки и качеством обработанных отверстий диаметром в диапазоне от 8 до 25.99 мм. По отношению длины к диаметру сверла (L:D) 3xD и 5xD, хвостовик выполняют в виде конуса Морзе (метрическая резьба) или в виде цилиндрического хвостовика (дюймовая резьба). Запущенная в рамках проекта Widia новая линия, представляет собой изготовление сверл TDM 1, оснащенными высокоточными твердосплавными пластинами. «Модульные сверла должны обеспечивать требуемую стойкость при обработке без переточек», – говорит Крис Мерлин из Kennametal. «TDM 1 позволяет избегать ситуации, когда пользователю необходимо устанавливать время смены инструмента ниже максимального количества переточек сверла, чтобы обеспечить требуемое качество обработки», - говорит Мерлин.
Модульные инструменты TDM1 укомплектованы взаимозаменяемыми сменными пластинами, в то время как при переточке сверла его диаметр уменьшается. Также при переточке сверла уменьшается и его длина – все это является негативными явлениями. При использовании сверл TDM1 нет необходимости в предварительной установке данного инструмента по длине в патроне, тем самым уменьшая время программирования и машинные ошибки. В TDM1 сменные пластины будут предлагаться маркой K20FTiAlN, которая применяется при обработке стальных и чугунных материалов. Сверла TDM1 имеют достаточно гибкую конструкцию, чтобы удовлетворять потребности 80-90% отраслей промышленности.
«Заменяемые твердосплавные пластины на сверлах Crownloc достаточно универсальны при использовании во многих отраслях», - говорит Томас Сандруд, (Troy, МI). «Применяются в аэрокосмической, энергетической, автомобильной, медицинской отраслях. Инструмент имеет различные геометрические параметры, оптимизированные для обработки стали, нержавеющей стали и жаропрочных сплавов и чугуна. Вы можете использовать одно и то же сверло для обработки различных материалов, просто заменив режущую пластину сверла». Надежность крепления пластин на сверлах Crownloc обеспечивается механическим внутренним креплением. Сверла Crownloc изготавливаются диаметром в диапазоне от 10 до 25.99 мм.
«Производительность сверл со сменными пластинами Crownloc близка к производительности твердосплавных сверл, и они могут многократно использоваться при чистовой обработке как отделочный инструмент", – говорит Сандруд. На сегодняшний день выпускаются сверла Crownloc максимальной стандартной длиной – 7xD, и также возможно изготовление сверл длиной до 10xD по специальному заказу. «Поломка сверла – это всегда очень негативное явление», – говорит Брэдли Титс, вице-президент, Iscar Metals Inc. (Arlington, TX). «Наши сверла SumoChamdrill – это сверла третьего поколения, которые берут начало с Chamdrill и Chamdrilljet». Сверла SumoChamdrill обладают характерными особенностями: острые режущие кромки и отполированные канавки. Канавки предназначены для плавного и непрерывного отвода стружки, и отверстия для внутреннего подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)", – говорит Титс. Подача СОЖ осуществляется непосредственно в зону резания, для этого на режущей части сверла предусмотрено наличие подводящих отверстий. Сверла SumoChamdrills могут быть использованы также на фрезерных и токарных станках.
Сверла SumoChamdrill выполнены в соответствии со стандартом DIN 9766, по которому возможны следующие доступные глубины резания 1.5xD, 3xD, и 5xD, 8xD. В теле сверла есть винтовые отверстия для подвода охлаждающей жидкости; применение СОЖ позволяет уменьшить внутренние напряжения в обрабатываемой детали. «Поверхность хвостовка сверла должна быть высокого качества и низкой шероховатости, это повышает жесткость сверла при обработке. Сменные сверлильные головки SMD Sumitomo Electric с карбидными пластинами Inc. (Mount Prospect, IL) позволяет пользователям покупать одну головку, с возможностью установки до пяти сверл с тремя различными сменными пластинами, которые подходят для обработки различных материалов. Сверла с пластинами SMDT-MTL предназначены для обработки стальных деталей, а пластины SMDT-C имеют скошенные края для лучшего отвода стружки при обработке деталей из чугуна. Пластины SMDT-МЕL предназначены для обработки жаропрочных сплавов, нержавеющей стали и чугуна. Сверла SMD изготавливаются с никелированным покрытием, для обеспечения более длительного срока службы инструмента, по сравнению с обычными сверлами. Жесткость системы крепления пластины и сверла обеспечивает стабильность обработки, и а применение пластины с покрытием Sumitomo ZX обеспечивает износостойкость.
Сверла SMD доступны в метрических и дюймовых диаметрах от 0.4688" к 1.2008" [12 – 30,5 мм] для обработки материалов в автомобильной, аэрокосмической отраслях промышленности.
Сменные пластины согласованы для промышленного использования. Пластины P6003, например, имеют оптимизированную геометрию, и новое покрытие для обработки нержавеющей стали в энергетической и авиационной отраслях промышленности. Пластины P6004 имеют остро заточенные углы и новый вид покрытия для обработки алюминия и алюминиевых сплавов в автомобильной и авиационной отраслях промышленности. Пластины В4010 изготавливаются с отверстиями для внутреннего подвода смазочно-охлаждающей жидкости. Использование новых модульных сменных головок указывает на возможность применения инструмента, позволяющего устранить возможные поломки и отказы при работе. При работе таких головок, в случае поломки какого-либо инструмента, возможна его автоматическая замена, без потерь по времени для работы самой головки.