Твердосплавные вставки для кнопок относятся к круглым сменным пластинам с полусферическим профилем контакта из цементированных карбидов или керметов для прерывистой обработки. Обладая многофункциональными режущими кромками, пластины с кнопками имеют оптимизированную геометрию для операций обработки канавок, разделения и углубления, требующих повышенной износостойкости, прочности и демпфирования ударов.
Обзор твердосплавные вставки для кнопок
Твердосплавные вставки для кнопок:
- Исключительная твердость, поддерживающая стойкость к истиранию
- Жесткость и прочность для защиты от сколов
- Устойчивость к тепловым ударам, предотвращающая распространение трещин
- Позитивные геометрические формы минимизируют силы резания
- Учет разнонаправленных усилий на инструменте
- Подготовка кромок под заказ и отбивка сколов
- Легкость индексации благодаря вращательному зажиму
- Более плоский контакт, способствующий улучшению качества поверхности
Эти преимущества режущего инструмента способствуют его широкому применению в автомобильной, аэрокосмической, литейной, медицинской и других отраслях. Кнопочные пластины обеспечивают надежное, экономически эффективное прерывистое и темповое резание, сводя к минимуму несвоевременные отказы или повреждения инструмента даже в сложных режимах.
Типы твердосплавных кнопочных вставок
Основные разновидности пуговичных вставок включают в себя:
| Тип | Состав | Описание |
|---|---|---|
| Цементированный карбид | Карбид вольфрама (WC) 94% с кобальтовым связующим 6% | Широчайший диапазон применения |
| Cermet | 75% керамика из карбонитрида титана (Ti(C,N)) с никель-молибденовым связующим 25% | Превосходные высокоскоростные возможности |
| Кубический нитрид бора (CBN) | 60-90% КНБ с керамическим/карбидным связующим | Исключительная износостойкость во всех диапазонах твердости |
| Поликристаллический алмаз (PCD) | 80-95% синтетический алмаз с кобальтовой связкой | Предельно низкий износ для цветных сплавов |
Выбор материала позволяет оптимально соотнести стоимость и производительность резки.
Состав твердосплавные вставки для кнопок
Типичный состав распространенных типов твердосплавных кнопочных вставок:
| Материал | Основные составляющие | Роль |
|---|---|---|
| Цементированный карбид | 88-94% карбид вольфрама (WC)<br>6-12% кобальтовое связующее | Твердый компонент, обеспечивающий износостойкость<br>Вязкое связующее, придающее прочность при разрушении |
| Cermet | 65-80% карбонитрид титана (Ti(C<sub>0.5</sub>N<sub>0.5</sub>)) <br> 20-35% никель/молибденовое связующее | Твердая керамическая фаза карбида <br> Упрочняющее металлическое связующее |
| PCBN | 80-90% CBN, 10-20% керамическое связующее | Абразивный материал CBN с твердосплавной/керамической связкой |
| PCD | 80-90% алмазная, 10-20% кобальтовая связка | Твердые алмазные зерна обеспечивают режущую способность <br> Металлическое кобальтовое связующее, обеспечивающее термостойкость |
Эти составы обеспечивают необходимую твердость, прочность и ударопрочность.
Свойства из твердосплавные вставки для кнопок
Хорошо продуманные вставки для кнопок обеспечивают полезный баланс между атрибутами:
Физические свойства
| Недвижимость | Твердый сплав | Cermet | PCBN | PCD |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 12-15 г/см3 | 5,3-5,7 г/см3 | 3,45-3,55 г/см3 | 3,15-3,50 г/см3 |
| Твердость | 1600-2200 HV | 1600-2100 HV | 4000-5000 HV | 8000 HV |
| Прочность при поперечном разрыве | 350-600 МПа | 100-350 МПа | 600-1200 МПа | 500-1350 МПа |
| Вязкость разрушения | 9-12 МПа√м | 7-15 МПа√м | 6-9 МПа√м | ∼15 МПа√m |
Цементированные карбиды обладают сбалансированной твердостью и стойкостью к разрушению, а усовершенствованные керметы, КНБ и PCD - экстремальными уровнями твердости.
Производительность резки
Относительное поведение материала инструмента при обработке:
| Параметр | Твердый сплав | Cermet | PCBN | PCD |
|---|---|---|---|---|
| Устойчивость к истиранию | Хороший | Лучше | Лучшее | Отличный |
| Стойкость к химическому/диффузионному износу | Хороший | Лучше | Отличный | Отличный |
| Устойчивость к тепловому удару | Хороший | Superior | Ярмарка | Бедный |
| Прочность и ударная вязкость | Хороший | Ярмарка | Бедный | Бедный |
| Возможность высокоскоростной обработки | Хороший | Отличный | Очень хорошо | Ярмарка |
Керметы и PCBN обладают температурными и износостойкими характеристиками, необходимыми для высокопроизводительного точения кнопок и обработки канавок. PCD лучше подходит для более низких скоростей резания.
Дизайн и геометрия твердосплавные вставки для кнопок
Надежная вставка кнопки способствует надежной работе:
| Параметр | Подробности | Преимущества |
|---|---|---|
| Контактный профиль | Прецизионная полусферическая кривая контакта | Точечный контакт создает низкие усилия резания; контроль плоскостности обеспечивает требования к чистоте обработки |
| Радиус носа | Острый - для обработки деталей, более крупный - для токарной обработки. | Баланс силы и сдерживаемой силы резания по радиусу кромки; положительное режущее действие |
| Углы зазора | Обычно 7° боковой разгрузки под контактом | Защищает от сколов и доступа смазки, препятствуя разрушению кромок |
| Плоскости стеклоочистителя | Небольшие фасетки, прерывающие кривизну | Облегчает контроль качества обработки поверхности и стабилизирует вставку против вибрации |
Позитивная геометрия в сочетании с гибкостью зажима сводит к минимуму повреждающие нагрузки и прогиб.
Держатели инструментов для твердосплавных кнопочных вставок
Специальные приспособления точно устанавливают вставки на заготовку:
| Держатель | Описание | Способ крепления |
|---|---|---|
| Солидный стиль | Простые шины с обработанными карманами, соприкасающимися с половиной вставки | Зажим приспособления в инструментальном блоке; ограниченная гибкость позиционирования |
| Стиль картриджа | Индексируемые твердосплавные патроны с прецизионными гнездами для вставок | Винтовой зажим обеспечивает лучшую жесткость и контроль глубины |
| Система инструментальных блоков | Мини-инструментальный блок, вмещающий несколько вставок, картриджей или фиксированных инструментов | Интерфейс токарного станка с револьверным или блочным держателем инструмента; высокая точность |
Специальные держатели ограничивают биение менее 0,01 мм, помогая выполнять прецизионные канавки, пазы и профили деталей.
твердосплавные вставки для кнопок Производство
Этапы производства пуговичных вставок:
1. Измельчение порошков - Карбиды, керамика и связующие компоненты подвергаются мокрому шаровому измельчению
2. Распылительная сушка - Грануляция обеспечивает текучесть и консистенцию
3. Уплотнение - Одноосное прессование с последующим изостатическим прессованием придает плотность зеленого цвета
4. Предварительное спекание - Начальный цикл 1400°C придает прочность для шлифования
5. Шлифование кромок - Алмазная обработка создает законченную геометрию и состояние кромок
6. Окончательное спекание - Контролируемая термообработка уплотняет микроструктуру
7. Пайка - Твердосплавные пластины припаиваются индукционным методом к стальным хвостовикам для сборных вставок
8. Покрытие - На контактные поверхности наносятся специальные покрытия PVD, CVD
9. Упаковка - Защитная упаковка предотвращает повреждение краев и поверхности
В результате такой интенсивной обработки получаются сменные пластины со сложными контурами режущей кромки, которые невозможно получить другими способами.
твердосплавные вставки для кнопок Приложения
Типичные области применения, в которых используются твердосплавные вставки:
Автомобильная промышленность
Обработка отверстий в направляющих клапанов; обработка головки блока цилиндров, блока, кривошипа и кулачков; наружная токарная обработка деталей двигателя
Аэрокосмическая промышленность
Паз ротора, профилирование корня лопасти; углубление рамы и перегородки; сужение корпуса ракетного двигателя
Медицина и стоматология
Обработка имплантатов из прочных нержавеющих сталей и сплавов Ti/CoCr; формовка ортодонтических брекетов
Штампы и пресс-формы
Погружение в полость стальной пресс-формы; профилирование графитового электрода; рифление инструментальной стали H13
Общая обработка
Отрезка заготовок; выемка и развальцовка материалов; фрезерование широких деталей
Классы твердосплавные вставки для кнопок
Твердосплавные кнопки имеют стандартные обозначения материалов ISO:
| Класс | Состав | Характеристики |
|---|---|---|
| Цементированный карбид | ||
| P20-P50 | WC-Co средней грубости | Общая обработка стали/нержавейки |
| M10-M40 | Микрозерно WC-Co | Высокая твердость, износостойкость |
| K20 | Смешанная керамика в WC-Co | Высокая прочность кромок и термостойкость |
| Cermet | ||
| T15-T50 | TiCN-NiMo | Быстрорежущие стали и закаленные металлы |
| MT10-MT50 | Микрозерно TiCN-NiMo | Превосходная износостойкость |
Кроме того, к ним добавляются уникальные суффиксы, указывающие на особые характеристики, например, обработку краев.
Размеры твердосплавные вставки для кнопок
Типичный метрический диапазон:
| Параметр | Диапазон |
|---|---|
| Круг с надписью | 3 мм - 25 мм |
| Высота вставки | 2 мм - 6 мм |
| Радиусы кромок | Острый; 0,4 мм; 0,8 мм; 1,2 мм |
| Толщины | 1,5 мм - 4 мм |
Также доступны более крупные американские размеры ANSI и дробные размеры. Возможна нестандартная геометрия в зависимости от потребностей применения.
твердосплавные вставки для кнопок Стандарты
Важные характеристики включают:
- ISO 1832:2012 - Пластины для режущих инструментов
- ANSI B212.4 - Твердосплавные вставки, закаленная сталь
- JIS B4104 - Твердосплавные вставки для станков
твердосплавные вставки для кнопок Поставщики
Ведущие мировые производители кнопочных вкладышей:
| Компания | ШТАБ-КВАРТИРА |
|---|---|
| Искар | Израиль |
| Sandvik | Швеция |
| Sumitomo | Япония |
| Kyocera | Япония |
| Kennametal | США |
| Инструменты Walter | Германия |
| Корлой | Южная Корея |
| Mapal | Германия |
Эти технологические лидеры формируют новые материалы для изготовления инструмента и кромки, повышая эффективность использования кнопочных вставок в различных отраслях промышленности.
Анализ затрат
Репрезентативные затраты для распространенных сортов:
| Тип вставки | Ориентировочное ценообразование |
|---|---|
| Твердосплавная кнопка, класс P20 | $12-18 за штуку |
| Кнопка из микрозернистого карбида, класс M20 | $15-22 за штуку |
| Кнопка с керметом TiCN, класс T30 | $35-60 за штуку |
| Кнопка PCD, высота 2 мм | $45-75 за штуку |
| Кнопка PCBN, высота 3 мм | $65-95 за штуку |
Большие размеры, специальная геометрия и премиальные сорта стоят дороже. Экономия достигается за счет индексируемости пластин, распределяющей затраты на несколько режущих кромок.
Плюсы и минусы
Преимущества
- Чрезвычайная твердость обеспечивает износостойкость при черновой обработке
- Выдерживает высокие скорости резки и подачи
- Позитивная геометрия минимизирует силы резания
- Круглая форма рассеивает концентрированные напряжения
- Облегчает легкие и прерывистые разрезы
- Позволяет выполнять разнонаправленную обработку
- Обеспечивает прецизионное пазование/строгание
- Упрощает логистику сменных инструментов
- Покрытия повышают производительность и прочность кромок
Ограничения
- Не подходит для непрерывного точения длинных изделий
- Более низкая прочность кромок по сравнению с треугольными вставками
- Склонность к вибрации при определенных режимах
- Требуются жесткие установки, сохраняющие выравнивание
- Ориентация требует индексирующих приспособлений или блоков инструментов
- Дороже сменных наконечников за кромку
- На финишных проходах могут быть видны следы от переходов диаметра.
Осознание преимуществ и ограничений применимости обеспечивает оптимальный выбор инструмента в соответствии с потребностями.
Вопросы и ответы
| Вопрос | Ответить |
|---|---|
| Что такое твердосплавные вставки для кнопок? | Круглые сменные пластины с фасонными контактными профилями из цементированных карбидов/керметов для легкого/непрерывного резания |
| Из каких материалов изготавливаются вставки для кнопок? | В основном цементированные карбиды состава WC-Co; также передовые керметы, PCBN, PCD варианты |
| При каких операциях используются вставки в виде кнопок? | Обработка канавок, отбортовка, углубление, врезание, прорезка, профилирование и т.д. на токарных станках, фрезах, сверлах |
| В чем преимущества твердосплавных кнопок? | Исключительная износостойкость; положительная геометрия обеспечивает меньшее усилие; многонаправленное резание; прецизионные профили |
| Какие размеры доступны? | Метрические кнопки размером от 3 мм до 25 мм; также дюймовые размеры. Типичная высота от 2 до 6 мм |
| Как обозначаются вставки? | Обычные марки ISO, такие как P20, M25 и т.д., обозначают состав. Суффиксы указывают на особые свойства, такие как фаски или покрытия. |
| Что приводит к преждевременному выходу вкладышей из строя? | Недостаточная жесткость, нарастающая кромка, плохой доступ СОЖ, чрезмерные подачи/скорости, сколы кромок из-за прерывистых резов |
| Как сделать жизнь пуговицы максимально насыщенной? | Выбор размера в соответствии с требованиями к жесткости; оптимизация комбинации подачи и скорости; обеспечение положительных углов поворота для эффективной очистки от стружки |
Резюме
Твердосплавные пластины кнопочного типа представляют собой важнейшие инструменты повышения производительности, превращая сложные операции по обработке канавок, углублений и пазов в надежные и простые задачи в различных областях применения. Тщательно продуманная геометрия, балансирующая между прочностью и силой резания, позволяет использовать более легкие режимы, ранее недостижимые, избегая разрушения кромок, и обеспечивая точность на микронном уровне даже при работе с материалами высокой твердости.
Поскольку производителям требуются решения, позволяющие сокращать тиражи, изготавливать компоненты на заказ и минимизировать складские запасы, сменные вставки для кнопок облегчают работу по принципу "точно в срок" в нишевых и крупносерийных областях с минимальными затратами, расширяя при этом границы производительности. Благодаря постоянному совершенствованию платформ для сменного инструмента и сверхизносостойких материалов технология полусферического карбида позволяет точно решать задачи, связанные с постоянно растущими потребностями в отверстиях.
