При выборе подходящего типа концевых фрез, результаты, долговечность и производительность, скорее всего, будут затронуты; таким образом, правильный тип должен быть выбран, поскольку это одна из самых важных частей производственных и обрабатывающих процессов. Мы сравним быстрорежущую сталь (HSS) и твердосплавные инструменты, часто используемые при производстве этих концевых фрез и имеющие особые характеристики. Знание того, как различать эти материалы, необходимо для повышения механической эффективности и получения точных результатов. В этом руководстве мы обсудим основные различия между HSS и Твердосплавные концевые фрезы так что вы можете решить, какой из них лучше всего соответствует вашим требованиям. Даже если вы только недавно начали работа с концевыми фрезами, многие важные детали, представленные здесь, улучшат ваше понимание процесса концевого фрезерования.
Каковы основные характеристики концевых фрез из быстрорежущей стали и твердого сплава?
HSS (быстрорежущая сталь):
- Он изготовлен из прочного износостойкого сплава, способного выдерживать чрезмерные нагрузки и деформации в процессе обработки.
- Такая высокая пластичность делает его пригодным для желаемого удлинения или поглощения ударов.
- Лучше всего подходит для низко- и среднескоростных операций с мягкими материалами, такими как алюминий, мягкая сталь и пластик.
- Кроме того, их дешевле и проще перетачивать, чем твердосплавные инструменты.
Карбид:
- Он изготовлен из хрупкого, но твердого композита из цементированного карбида вольфрама и кобальта, что делает его очень прочным и износостойким.
- Эффективен при высокоскоростной и высокотемпературной резке прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, чугун и титан.
- Подвергаясь сильному среднему давлению, в отличие от HSS, он сохраняет остроту реза в течение более длительного периода времени.
- Более дешевые альтернативы, но за счет более длительного срока службы, снижения веса и прочности для более сложных работ.
Состав и твердость быстрорежущей стали по сравнению с карбидами
Быстрорежущая сталь (HSS) в основном легируется углем вместе с вольфрамом, молибденом, хромом и ванадием. Такие компоненты значительно повышают твердость, тепло- и износостойкость HSS. Обычно твердость по Роквеллу HSS составляет 62-67 HRC, в значительной степени в зависимости от применяемого сплава и методов термообработки. Приведенные цифры указывают на то, что HSS может использоваться для резки относительно более мягких металлов, а более жесткие приложения включают прерывистую резку на низкоскоростных инструментах.
Карбид, напротив, является более продвинутым композитным материалом, изготовленным путем связывания карбида вольфрама с металлическим кобальтом. Это дает композит с выдающимися свойствами твердости и прочности. Твердость твердосплавных инструментов может составлять около 70-92 HRC в зависимости от конкретной марки и способа их изготовления. Превосходная твердость карбида позволяет ему резать и формировать невероятно прочные материалы, такие как нержавеющая сталь и суперсплавы; это вполне оправдывает спор карбида против HSS. Напротив, карбид, как правило, более хрупкий, чем инструменты из HSS, и поэтому не подходит для сценариев, связанных с ударами или вибрациями.
Структурный состав и характеристики твердости карбидов и HSS, как правило, влияют на их функциональность и область применения. В то время как HSS экономически эффективен и удовлетворительно работает в повседневной работе, карбиды являются наиболее подходящим типом материалов для высокоточных компонентов и крупномасштабного производства из-за их непревзойденной прочности.
Различия в дизайне режущей кромки и флейты
Знание того, как использовать инновационную технологию проектирования и инструменты для резки канавок, имеет решающее значение для повышения применимости, долговечности и общей постоянно развивающейся производительности конечных инструментов и шестерен. Инструменты из быстрорежущей стали обладают шлифованными кромками, которые более чем способны обеспечить тонкую резку кромок, что позволяет использовать их для широкого спектра материалов, а также для общих операций. Инструменты из быстрорежущей стали часто сочетаются с более плавной геометрией канавок, разработанной таким образом, чтобы способствовать лучшему отводу стружки на умеренной скорости и повышенной обработке, что приводит к лучшей отделке поверхности.
В отличие от инструментов из быстрорежущей стали, твердосплавные инструменты оказываются более выгодными в условиях «высоких средних» скоростей наряду с точной резкой, поскольку для интеграции в оборудование требуются более высокие уровни геометрии канавок, а также передовая технология заточки. Таким образом, модифицированные канавки с помощью усовершенствованной оптимизации и полировки могут значительно уменьшить угол спиралей, при этом резко снижая усилие, необходимое для резки. Будет обеспечено увеличение обширного массива больших размеров за счет меньшего вращения по сравнению с переменными профилями на основе геометрии для сверл и концевых фрез.
Также режущие кромки из карбида могут быть покрыты такими материалами, как «алмазоподобный углерод» или «титан-алюминиевый нитрид», чтобы улучшить тепловое экранирование, а также улучшить износостойкость и производительность резки. Твердосплавные инструменты разработаны с использованием передовых технологий, что позволяет им резать на более высоких скоростях при высокой скорости подачи, что повышает универсальность указанных инструментов для обработки закаленных сталей, титановых сплавов и высокопроизводительных сред.
Различия в материале и конструкции хвостовика
Материалы хвостовика и их производственные характеристики существенно влияют на общую производительность, долговечность и совместимость режущих инструментов. Как правило, прецизионный хвостовик состоит из быстрорежущей стали (HSS), карбида и кобальтового сплава, каждый из которых имеет свои преимущества в зависимости от области применения. Например, прецизионные станки, используемые в автомобильной промышленности, часто используют твердосплавные хвостовики, поскольку они более жесткие и поглощают вибрацию, что помогает достичь лучшей точности и чистоты поверхности в процессе обработки.
Более того, в конструкцию хвостовиков стремятся включить различные геометрии или обработки, специализирующиеся на производительности. Например, некоторые хвостовики изготавливаются с каналами для охлаждающей жидкости, чтобы помочь отводить избыточное тепло и стружку при работе на высоких скоростях. Исследования показывают, что хвостовики с высокой подачей охлаждающей жидкости могут увеличить срок службы инструмента на целых 50% в жестких условиях.
Гибридная конструкция хвостовика сочетает в себе сталь и карбид и становится все более распространенной. Прочность и жесткость необходимы для снижения прогиба инструмента и поломки хвостовика. Использование керамических и титаннитридных покрытий на режущих инструментах повышает износостойкость. Это снижает износ от трения, сохраняя эффективность инструментов в жестких условиях, особенно при использовании твердосплавных концевых фрез.
Чем отличаются по производительности концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердосплавные?
Сравнение скоростей резания и скоростей подачи
Существует разница между быстрорежущей сталью (HSS) и твердым сплавом. концевая фреза с точки зрения скорости подачи и скорости резания, и это в основном из-за материала. Твердосплавные концевые фрезы поддерживают значительно более высокую скорость резания, например, от 400 до 1200 SFM, в зависимости от заготовки, и это демонстрирует сравнение между HSS и твердым сплавом. Эта особенность делает твердосплавные концевые фрезы подходящими для отрасли «массового производства», где производительность имеет решающее значение. По этой причине твердосплавные инструменты также обладают большей термостойкостью, что позволяет использовать более высокие скорости резания без закалки инструмента.
Напротив, концевые фрезы HSS полезны в диапазоне скоростей резания от 50 SFM до 200 SFM. Однако, напротив, инструменты HSS превосходят конкурентов, когда требуемое применение является гибким и должно быть жестким, например, прерывистые резы или что-либо, что связано с хрупкими материалами, которые могут иметь вибрационный случай.
Скорость подачи, в сочетании с другими показателями, часто выявляет несоответствия между инструментами и их возможностями. По сравнению со сверлами HSS, твердосплавные концевые фрезы имеют более высокую скорость подачи из-за своей жесткости и высокой устойчивости к прогибу, но из-за проблем с точностью съема материала они не могут с ней справиться. В большинстве случаев скорость подачи твердосплавных фрез обычно составляет от 0,002 до 0,010 IPT, точнее в зависимости от диаметра инструмента и заготовки. С другой стороны, концевые фрезы HSS намного медленнее, выдавая от 0,001 до 0,005 IPT, чтобы сохранить срок службы и общую целостность инструмента в течение длительных периодов использования.
Концевые фрезы HSS и твердосплавные фрезы можно выбирать в зависимости от конкретных потребностей пользователя, таких как обрабатываемый материал, требуемый тип отделки поверхности и установленные допуски. Оба инструмента разработаны для различных промышленных случаев использования и демонстрируют преимущества, уникальные для своих случаев.
Различия в термостойкости и сроке службы инструмента
Следуя физике материалов, твердосплавные концевые фрезы всегда будут превосходить инструменты из быстрорежущей стали (HSS). Сам карбид может выдерживать температуру до 1600°F, 870°C, тогда как инструменты из быстрорежущей стали достигают допусков только в 1100°F. С более высоким температурным допуском достигается более высокая прочность: другими словами, инструменты, разработанные с использованием карбидов, способны сохранять трение во время быстрой обработки, что позволяет добиться лучших результатов без размягчения или деформации инструментов под воздействием тепла.
Расчетный срок службы инструмента по абразивному износу для концевых фрез из твердого сплава может быть увеличен до десяти раз по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали на основе косвенных данных. Это может быть напрямую связано с доминирующей твердостью и прочностью на износ твердосплавного материала, что сводит к минимуму деформацию на краях, тем самым увеличивая время до замены инструментов. Тем не менее, это часто так и зависит от правильных параметров резания и системы охлаждения, работающих в тандеме.
Инструменты из быстрорежущей стали имеют преимущество перед инструментами из карбида, когда требуются операции с более низким потоком или если стоимость имеет значение; однако можно с уверенностью сказать, что инструменты из карбида служат намного дольше и превосходят инструменты из быстрорежущей стали. Однако затраты, несомненно, будут выше из-за необходимости управления теплом.
Качество обработки поверхности: быстрорежущая сталь против твердого сплава
По моему опыту, твердосплавные инструменты работают хорошо, особенно в плане сохранения острых режущих кромок под большими углами, что соответствует высоким скоростям. Однако, как я заметил, инструменты из быстрорежущей стали могут превзойти твердосплавные инструменты, когда требуются приложения с более низкой скоростью. Если приложение идеально ориентировано на использование инструментов из быстрорежущей стали, есть возможность достижения совершенства в отделке поверхности. Каждый инструмент имеет уникальное назначение, и выбор полностью зависит от типа обрабатываемого материала наряду с эксплуатационными требованиями.
Какие визуальные признаки отличают концевые фрезы из быстрорежущей стали от твердосплавных?
Различия в цвете и внешнем виде
По моему мнению, наиболее заметным визуальным отличием между концевой фрезой HSS или твердосплавной является цвет и тип отделки. Инструменты HSS, как правило, имеют более тусклую и темную отделку и, скорее всего, покрыты черным оксидом или золотым нитридом титана, что повышает производительность. Обратное справедливо для концевых фрез из твердого сплава, которые намного более отполированы, что приводит к блестящей отделке из-за более прочного состава.
Маркировка и маркировка на инструменте
Такие устройства, как концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердого сплава, получают гравировку, имеющую отношение к их поверхности, для идентификации и надлежащего исполнения. Такие гравировки часто изображают диаметр инструмента, длину инструмента, размер хвостовика и даже количество канавок. Кроме того, в классе инструментов часто можно увидеть писание в составе материала, например, «HSS» или «Solid Carbide». Названия типов покрытий, таких как TiN (нитрид титана) или TiAlN (нитрид титана и алюминия), также могут быть сокращены при необходимости.
Производители часто используют определенные коды или серийные номера для отслеживания и контроля качества. Эти маркировки позволяют операторам легко различать характеристики каждого инструмента, что чрезвычайно важно в точной среде обработки. В случае «6 мм x 50 мм 4F TiAlN» размеры относятся к 6-миллиметровой концевой фрезе с корпусом длиной 50 мм и четырьмя канавками, покрытыми TiAlN. Таким образом, требуемый инструмент маркируется, что позволяет сократить большее сравнение и повысить эффективность.
Изменения общей геометрии инструмента
Эффективность процессов обработки во многом определяется изменениями, внесенными в общую геометрию инструментов. Наиболее важными из этих геометрических параметров являются диаметр инструмента, длина инструмента, количество канавок и углы режущей кромки. При изменении этих характеристик затрагиваются добыча, удаление стружки, отделка поверхности и другие процессы обработки. Например, уменьшение длины приводит к уменьшению прогиба, что делает режущий инструмент более жестким, в то время как увеличение количества канавок даст более гладкую отделку, но может ограничить поток стружки. Важно выбрать правильную геометрию твердосплавной концевой фрезы на основе материала и задачи, которую необходимо выполнить, чтобы обеспечить максимальную выходную эффективность и точность.
Как область применения механической обработки влияет на выбор между быстрорежущей сталью и твердым сплавом?
Подходящие материалы для концевых фрез из быстрорежущей стали и твердосплавных сплавов
Концевые фрезы из быстрорежущей стали (HSS) лучше использовать с материалами с пониженной твердостью, такими как алюминий, низкоуглеродистая сталь и пластик. Существуют определенные области применения, где требуется, чтобы HSS работала на умеренных скоростях резания. В таких областях применения HSS обеспечивает высокую прочность и экономическую эффективность.
Напротив, концевые фрезы из карбида лучше подходят для работы с более прочными материалами, такими как нержавеющая сталь, титан и чугун. Благодаря своей невероятной прочности и износостойкости они также лучше подходят для работы в условиях высокого износа.
Выбор между быстрорежущей сталью и твердым сплавом во многом зависит от типа обрабатываемого материала и требуемых характеристик.
Рекомендации по обработке на станках с ЧПУ
Свойства обрабатываемого материала, требуемая точность инструментов и необходимость максимизировать эффективность производственных процессов являются основными факторами, определяющими выбор инструментов и параметров для обработки с ЧПУ. Для более мягких материалов, таких как алюминий или пластик, использование инструментов HSS достаточно и экономично. Например, для коррозионностойкой стали и титанового сплава необходимо использование твердосплавных инструментов для долговечности и обработки с жесткими допусками. Кроме того, подача охлаждающей жидкости на инструмент необходима для рассеивания генерируемой температуры и снижения износа инструмента. Правильные параметры обработки, такие как подача и скорость в зависимости от материала и типа инструмента, обеспечивают точную обработку компонентов и продлевают срок службы инструментов. Всегда следуйте рекомендациям производителя, чтобы получить максимальную отдачу от конечных результатов.
Влияние на скорость вращения шпинделя и требования к числу оборотов в минуту
Факторами, которые необходимо учитывать при определении скорости оси и требований к числу оборотов, являются используемые инструменты и обрабатываемый материал. Например, более высокая скорость шпинделя необходима для обеспечения чистого реза при работе с алюминием или другими мягкими материалами. С другой стороны, более низкие скорости идеально подходят для работы с более жесткими материалами, такими как нержавеющая сталь или титан, поскольку инструмент может перегреться или износиться. Учитывая, что число оборотов имеет первостепенное значение для достижения производительности резки, производители обычно указывают, какие обороты подходят для их инструментов, учитывая также используемый материал. Для поддержания уровня производительности и срока службы инструмента производитель всегда рекомендует скорость шпинделя для конкретного материала.
Каковы различия в стоимости и долговечности концевых фрез из быстрорежущей стали и твердосплавных фрез?
Сравнение первоначальных инвестиций
Как я уже говорил ранее, в целом инструменты из быстрорежущей стали (HSS) имеют тенденцию быть менее дорогими, чем твердосплавные концевые фрезы. Инструменты из быстрорежущей стали могут быть вполне доступными для небольших бюджетов или для приложений с меньшим спросом, но, по моему мнению, я бы не стал использовать их из-за их неэффективности, поскольку первоначальные инвестиции в HSS значительно меньше, чем в карбид. С другой стороны, долгосрочные инвестиции, требуемые для твердосплавных концевых фрез, выше. Однако их производительность в высокоскоростных и высокоточных средах гарантирует, что инвестиции в концевые фрезы окупятся для производства в значительных массовых масштабах.
Долгосрочный анализ экономической эффективности
Концевые фрезы из карбида вольфрама считаются высокоэффективными с точки зрения срока службы и снижения затрат в долгосрочной перспективе по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали, хотя инвестиции немного выше. Требуется меньше замен, а время простоя сокращается в требовательных отраслях, что снижает эксплуатационные расходы; кроме того, твердосплавные инструменты, как правило, имеют высокую первоначальную стоимость, но они значительно снижают общие инвестиции. В высокоточных и высокоэффективных задачах небольшие затраты оправдывают себя и выходят на международный уровень с точки зрения результатов, что делает концевые фрезы из карбида вольфрама идеальным решением.
Как концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердосплавные фрезы справляются с различными условиями резания?
Эффективность в условиях высоких температур
Благодаря своей исключительной термостойкости твердосплавные концевые фрезы могут выдерживать превосходную производительность даже при высоких температурах. Эти фрезы имеют высокую скорость, поскольку обеспечивают отличную режущую и инструментальную мощность в экстремальных условиях. Концевые фрезы, такие как HSS, как правило, более восприимчивы к теплу и износу, что может привести к обратной ситуации снижения эффективности и сокращения срока службы. Использование концевых фрез в случаях с более длительными температурными периодами более надежно.
Устойчивость к вибрации и вибрации
Концевые фрезы из карбида или карбида имеют большую жесткость и плотность, что делает их более невосприимчивыми к вибрации и вибрациям. Благодаря этой особенности высокоточные операции с цементированным карбидом дают положительные результаты. С другой стороны, HSS может быть более гибким, но не так эффективен в минимизации вибрации во время фрезерования из-за более высоких оборотов или более жестких материалов, используемых в процессе. Однако в таких случаях идеальными были бы большая стабильность и минимальная обработка поверхности, что положительно повлияло бы на оптимизацию результатов.
Способность сохранять передовую целостность
Концевые фрезы из карбида превосходят концевые фрезы из HSS с точки зрения сохранения кромки. Концевые фрезы из HSS, с другой стороны, более устойчивы к ударам. Возможность использования карбида наиболее заметна при резке более твердых материалов, где, как известно, силы резания очень высоки. Концевые фрезы из HSS необходимо затачивать и заменять чаще из-за тенденции концов затупляться. При таких высоких требованиях к точности и эффективности концевые фрезы из карбида являются идеальным вариантом.
Каковы наилучшие методы определения и выбора между концевыми фрезами из быстрорежущей стали и твердосплавными?
Советы по визуальному и физическому осмотру
Оценка и испытание состава материала
Обращайте внимание на маркировку производителя или технические характеристики этикетки, чтобы повысить производительность и долговечность инструмента, а также определить, изготовлен ли он из быстрорежущей стали или твердого сплава.
Проверка качества поверхности
Обратите внимание на поверхностные покрытия или отделку поверхности. Твердосплавные концевые фрезы могут иметь декоративное покрытие, например, нитрид титана (TiN), что делает карбид еще более твердым, в то время как HSS также может быть без покрытия или иметь более простую отделку.
Для оптимальной производительности инструмента обратите внимание на режущую кромку концевых фрез, изготовленную из твердого сплава.
Убедитесь, что режущая кромка острая и цельная, в противном случае она притупляет режущую способность и приводит к некачественным результатам. Осколочная или зазубренная режущая кромка может резать, но это неэффективно и приводит к плохим результатам.
Обеспечьте жесткость инструмента проверки
Возьмите инструмент, чтобы проверить его прочность. Разница в том, что твердосплавные инструменты жесткие, но хрупкие, в отношении инструментов из быстрорежущей стали они ограниченно гибкие и ударопрочные.
Оценить износ
Проверьте использованные инструменты на предмет износа, например, закругленных краев и изменения цвета поверхностей сопряжения инструментов; дефекты в этих областях снижают точность инструментов и требуют их замены.
Понимание спецификаций производителя
Интерпретация спецификаций производителя рабочего места имеет решающее значение при выборе подходящего инструмента. Спецификации обычно включают состав материала, диаметр фрезы, размер хвостовика, количество канавок, тип/покрытие и рабочие параметры, такие как скорость подачи и скорость резания. Эти характеристики полезны, поскольку они определяют применимость инструмента к различным материалам и процессам обработки. Всегда учитывайте официальный документ или техническое описание производителя, чтобы избежать несоответствий или неточностей при интерпретации требований. Так риск снижается, а срок службы и производительность инструмента максимизируются.
Когда следует выбирать HSS, а когда карбид для конкретных проектов
Для решения конкретных задач, таких как тип конструкции, точность, тип оборудования и цена, необходимо проводить различие между инструментами из быстрорежущей стали и твердосплавными инструментами.
Быстрорежущая сталь (HSS):
Инструменты HSS прочные, гибкие и эффективные, что делает их хорошим вариантом для задач резки на низких и средних скоростях. Материалы класса HSS отлично подходят для холодной ковки алюминия, низкоуглеродистой стали, пластика и других более мягких материалов в качестве инструментов, поскольку они ударопрочные или абсорбирующие и устойчивые к стружке. HSS подходит для сложной геометрии резки, зубчатых конструкций или ремонта, такого как сверление или нарезание резьбы; его можно использовать в тяжелых работах, поскольку он может выдерживать такие виды операций. Инструменты HSS эффективны для резки материалов со скоростью от 30 до 60 метров в минуту, таких материалов. Кроме того, поскольку они дешевле, они будут хорошим выбором для небольших или бюджетных проектов.
Твердосплавные инструменты
Твердосплавные инструменты, то есть инструменты из карбида вольфрама (WC) или карбида титана (TI), обеспечивают большую точность и эффективность при работе на высоких скоростях резания. Такие инструменты намного сложнее и термостойче, чем HSS; следовательно, они способны обрабатывать гораздо более сложные материалы, такие как нержавеющая сталь, чугун и суперсплавы, с минимальным износом. Они используются в высокоскоростных станках с ЧПУ, использующих гораздо более высокие скорости подачи вплоть до предела скорости, в десять раз превышающего HSS, который в определенных ситуациях составляет от 150 до 250 метров в минуту. Их принцип сохранения остроты кромки также помогает поддерживать чистоту поверхности и размерные характеристики, чтобы оптимизировать чистоту поверхности в случае массового производства того же инструмента.
Некоторые из ключевых соображений:
Внутренняя надежность, то есть твердость твердосплавных инструментов, позволяет им выдерживать экстремальные условия при работе с твердыми или абразивными материалами, что делает эти инструменты наилучшими для тяжелых работ.
Для проектов, где требуется меньшая скорость, используются мягкие обрабатываемые материалы и требуются инструменты из быстрорежущей стали (HSS), эти инструменты более доступны и прочны, чем инструменты из WCl.
Да, хотя инструменты WCl стоят дороже, они служат дольше и точнее, что компенсирует изначально высокую цену, что является реальным преимуществом для промышленных или высокопроизводительных установок.
Решение следует принимать в зависимости от обрабатываемого материала, необходимого типа отделки, объема производства и эффективности, а также затрат на обеспечение поддержания качества.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Можете ли вы выделить основные различия между концевыми фрезами из быстрорежущей стали и твердосплавными?
A: Основные различия между концевыми фрезами из быстрорежущей стали и твердого сплава заключаются в жесткости и материале, используемом для изготовления этих инструментов. Быстрорежущая сталь — это просто инструментальная сталь, которую усилило включение вольфрама, в то время как в состав концевых фрез из твердого сплава входит карбид вольфрама. По сравнению с быстрорежущей сталью, карбид намного тверже и гораздо более износостойкий; это позволяет ему выдерживать более высокие скорости резания и работать намного лучше с более жесткими материалами. Но быстрорежущая сталь не такая хрупкая, как карбиды, и она более щадящая, что повышает ее производительность при менее жестких настройках или при вибрациях, с другой стороны, концевые фрезы отлично работают в более сложных условиях.
В: Можете ли вы сравнить твердосплавные концевые фрезы и фрезы из быстрорежущей стали по твердости?
A: Как и ожидалось, твердосплавные концевые фрезы превосходят HSS в тесте на твердость по нескольким показателям. Концевые фрезы и сверла обычно имеют твердость 62-65 HRC, в то время как карбид может достигать поразительных 90 HRC. Такая твердость позволяет твердосплавным инструментам не только дольше сохранять режущую кромку, но и работать при высоких температурах во время операций обработки.
В: Почему необходимо использовать концевые фрезы HSS, если есть другие инструменты?
A: Я дам вам ответ относительно концевых фрез HSS, имеющих широкий спектр применения. А как насчет фактора стоимости? В отличие от твердосплавных инструментов, они, как правило, ломаются легче. Кроме того, их невероятно легко затачивать, и хотя они менее прочны, чем твердосплавные инструменты, они все равно могут работать с более твердыми металлами. Они идеально подходят для обработки мягких металлов, таких как алюминий или мягкая сталь. Кроме того, они, как правило, являются инструментом, к которому обращаются инженеры, которые еще учатся или работают с низкосортными станками.
В: Какие типы материалов побуждают инженеров выбирать твердосплавные концевые фрезы вместо быстрорежущей стали?
A: Материалы, которые побуждают инженера выбирать твердосплавные концевые фрезы вместо HSS, — это титан и нержавеющая сталь; поскольку они немного жесткие, для них необходимо использовать следующие методы: пиление, гибка и сверление. Очевидно, что при выполнении задач, упомянутых выше, необходимо использовать точные углы, экстремальные скорости и втулки; таким образом, настройка инструмента HSS не позволит выполнить задачу в полной мере. Они лучше всего подходят для следующих условий: 1. Высокая скорость инструмента для давления. 2. Хорошая подача. 3. Требуется финишная обработка зубчатых колес. 4. Долговечность инструмента была осуществима. 5. Резка абразивных материалов. 6. Требуется точность сборки. 7. Прочные, надежные станки с ЧПУ.
В: Есть ли разница между типами канавок у концевых фрез из быстрорежущей стали и твердосплавных?
A: То же замечание относится к типам канавок концевых фрез HSS, что и к твердосплавным концевым фрезам; даже, несмотря на наблюдение за кузнечной фирмой GRAVOTECH, она особенно отмечает, что типы канавок других типов концевых фрез или концевых резцов должны быть точно сконфигурированы, чтобы помочь CHIRA построить механизмы вращающихся борфрез, которые могут быть интегрированы в межзахватный захват фрезерного станка CHIRA. Твердосплавные концевые фрезы, как правило, имеют более продвинутые и многоразмерные канавки, в отличие от своих аналогов из HSS, учитывая, что материал прочнее. Например, концевая фреза с четырьмя канавками или сложные конструкции стружколома более доступны для твердосплавных сплавов, чем для HSS.
В: Чем отличается применение СОЖ в концевых фрезах из быстрорежущей стали и твердосплавных?
A: Охлаждающая жидкость заметна как в случае концевых фрез HSS, так и в случае концевых фрез из твердого сплава, но она отличается. Инструменты, изготовленные из HSS, являются термообработанными инструментами. Таким образом, их следует охлаждать некоторой жидкостью, поскольку тепло может повредить их прочные покрытия, особенно в течение длительного периода работы, требующего более толстых покрытий. Инструменты, изготовленные из твердого сплава, более устойчивы к теплу, что позволяет выполнять сухие резы прямо в устройствах для заточки. Тем не менее, во время угловой резки инструмента для охлаждения требуется твердая вставка, поскольку существует потенциальный риск потери твердых частиц режущим инструментом из-за температурного удара.
В: Как бы вы сравнили концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердосплавные фрезы с точки зрения их цены и срока службы инструмента?
A: Концевые фрезы HSS сравнительно дешевле своих твердосплавных аналогов, что делает их более подходящими для коротких тиражей или более мягких материалов. С другой стороны, твердосплавные концевые фрезы превосходят по сроку службы инструмента, особенно при работе с более твердыми материалами и на более высоких скоростях. Да, твердосплавные инструменты имеют более высокую стоимость. Однако меньшие потребности в обслуживании и рост производительности означают, что при больших объемах работ или при работе со сложными материалами эти преимущества перевешивают недостатки.
В: Являются ли области применения концевых фрез из быстрорежущей стали такими же, как и у твердосплавных концевых фрез?
A: Есть некоторое совпадение областей применения, но концевые фрезы из быстрорежущей стали и твердосплавные лучше всего использовать в разных сценариях. ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ подходят для обработки более мягких материалов, небольших объемов производства и менее жестких установок. Общее использование и частая смена/заточка инструмента приемлемы. Сверла из быстрорежущей стали также просты в использовании. Концевые фрезы из твердого сплава доминируют на высоких скоростях, работая тяжелее с более хрупкими материалами, с более жесткими допусками и с длительным сроком службы по сравнению с быстрорежущей сталью. Существует также много таких операций, где инструменты из быстрорежущей стали было бы непрактично или невозможно использовать, но твердосплавные инструменты могут их выполнять.
В: Как формуемость карбида влияет на его использование по сравнению с формуемостью быстрорежущей стали?
A: Низкое значение прочности кобальта по сравнению с концевыми фрезами HSS говорит о том, что концевые фрезы из кобальта имеют высокую вероятность сколов и поломок при неправильном обращении. Эта черта характера увеличивает необходимость уделять больше внимания правильной ориентации продукта, прочным режущим инструментам и точным параметрам. С другой стороны, HSS, будучи менее хрупким, более терпим к плохим условиям, что делает его идеальным для использования менее квалифицированными операторами и в других случаях, когда используются старые или менее точные машины. Напротив, хрупкость кобальта имеет преимущество, которое компенсируется его превосходной стойкостью к истиранию и сохранением относительно острых режущих кромок, что улучшает его эксплуатационные свойства во многих областях.
Справочные источники
1. Название: Обработка стали VP20ISOF переточенными твердосплавными инструментами при концевом фрезеровании
- Авторы: Рикардо Рибейро Моура, А.Р. Мачадо
- Дата публикации: 2013-06-10
- Резюме: В этом исследовании сравниваются эксплуатационные характеристики переточенных концевых фрез с интегральным покрытием из цементированного карбида и новых инструментов при обработке твердых сталей, используемых в секторах штампов и пресс-форм. Основное внимание в этом исследовании уделяется сроку службы инструмента, механизмам износа и эффективности покрытий (TiAlN и AlCrN). Было установлено, что эксплуатационные характеристики переточенных инструментов удовлетворительны и равны эксплуатационным характеристикам новых инструментов, что означает, что твердосплавные инструменты могут оставаться эффективными после переточки.
- Методология: Исследователи использовали факторный метод для изменения скорости вращения режущих столов и других условий работы инструментов с целью экспериментального изучения их износа и срока службы.
2. Название: Оценка производительности твердосплавных инструментов без покрытия и с покрытием TiCN при использовании для концевого фрезерования титанового сплава титан-6 алюминий-4 ванадий
- Авторы: Мохруни А.С.
- Дата публикации: 2005-08-09
- Резюме: В данной статье автор оценивает производительность резания концевых фрез из карбида вольфрама без покрытия и концевых фрез с покрытием из карбонитрида титана (TiCN) при фрезеровании титанового сплава Ti-6Al-4V. Исследование показывает, что при низких скоростях резания инструменты без покрытия работают лучше, чем инструменты с покрытием TiCN, и наоборот при более высоких скоростях.
- Методология: Исследование, представленное в данной статье, основывалось на экспериментах и сравнении обоих типов инструментов с использованием различных скоростей резания, а также на измерении износа инструмента, срока службы инструмента и сил резания.
3. Название: Оценка значимости радиуса при вершине концевой фрезы PCD при высокоскоростной обработке титанового сплава Ti-6Al-4V
- Авторы: Сарвар Али Аббаси, П. Фэн
- Дата публикации: 2015-01-13
- Резюме: В этой работе изучается влияние радиусов при вершине на производительность концевой фрезы PCD при обработке титанового сплава Ti-6Al-4V. Результаты показывают, что меньшие радиусы при вершине снижают силу резания и шероховатость поверхности.
- Методология: В исследовании использовался численный анализ методом конечных элементов в 3D для оценки влияния нескольких радиусов вершины на силы резания и распределение тепла.
4. Название: СРАВНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ PCD МИКРОСФЕРИЧЕСКОГО ТИПА ПРИ ОБРАБОТКЕ СВЕРХМЕЛКОЗЕРНИСТОГО КАРБИДА ВОЛЬФРАМА
- Авторы: Аресо Валлен
- Год публикации: 2016
- Резюме: В этой статье подробно описывается, как концевые микрофрезы BL-PCD превосходят обычные инструменты PCD при расширенной обработке сверхмелкозернистого карбида вольфрама. Это исследование демонстрирует достижения в долговечности и чистоте поверхности инструментов BL-PCD при изготовлении изделий.
- Методология: Была проведена серия методических испытаний, касающихся износа инструмента и состояния поверхности готовой детали для различных процессов и условий обработки.
Краткий обзор важных результатов
- Производительность твердосплавных инструментов: Очевидно, что твердосплавные инструменты можно затачивать и менять, и они работают так же хорошо, как новые инструменты. Это означает, что они достаточно эффективны и долговечны в процессе обработки.
- Угол скорости резания: Скорость резания оказывает существенное влияние на производительность инструментов из быстрорежущей стали и твердосплавных инструментов, поскольку они совершенно противоположны друг другу. Производительность инструментов из твердого сплава в основном превосходит производительность инструментов из быстрорежущей стали при повышенной скорости.
- Влияние радиуса вершины: Геометрия инструмента наряду с радиусом вершины повышает эффективность резания и текстуру поверхности при различных рабочих скоростях, однако высокоскоростная обработка в большей степени зависит от этих характеристик.
- Характеристика материала: Твердосплавные инструменты отлично подходят для сложных операций по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали, поскольку износостойкость и качество поверхности в значительной степени зависят от типа материала инструмента.
