Platforma wiedzy

Wybór właściwej płytki wymiennej – na co należy zwrócić uwagę?

Płytki wymienne mają znaczną przewagę nad innymi narzędziami skrawającymi: W przypadku zużycia krawędzi skrawającej płytki, wystarczy ją po prostu obrócić na drugą, nieużywaną stronę – nie ma potrzeby ostrzenia krawędzi. Czynność ta jedynie na krótko przerywa produkcję i eliminuje konieczność czasochłonnego zakładania narzędzia.

Wybór odpowiedniej płytki zależy od rodzaju produkcji, materiału obrabianego oraz stopnia jego twardości. Istnieje duża liczba płytek, które różnią się kształtem i materiałem, z którego są wykonane, co sprawia, że wybór odpowiedniej płytki jest skomplikowany. 

Międzynarodowa norma dotycząca płytek

Aby uniknąć błędnych decyzji, płytki zostały znormalizowane na poziomie międzynarodowym. Ta normalizacja ISO określa rozmiar, kształt, mocowanie, właściwości materiału i powłokę. Korzystając z oznaczeń ISO dla płytek, operator może wybrać odpowiednią płytkę do danego rodzaju zastosowania.

Kod ISO może zawierać do dwunastu znaków. Znaki od pierwszego do siódmego są obowiązkowe. Ósmy i dziewiąty znak to informacje opcjonalne, które można zastosować w razie potrzeby. Znaki od dziesiątego do dwunastego stanowią opcjonalne informacje o producencie i są osobno dołączone do kodu ISO za pomocą łącznika.

Siedem obowiązkowych pól określa kształt płytki lub kąt przyłożenia oraz inne podstawowe cechy płytki. Znakami są poszczególne litery i cyfry, które jednoznacznie identyfikują płytkę. Aby do liter kodu przyporządkować odpowiednie wymiary, istnieją tabele według DIN4983, które można znaleźć w książce tabel.

Informacje specyficzne dla producenta są wymienione po łączniku i w zależności od firmy wskazują na szerokość fazki, kąt fazki, materiał skrawający lub kształt łamacza wióra. Poszczególne pozycje można rozkodować na podstawie informacji w katalogach producentów.

1 = Kształt płytki | 2 = Kąt przyłożenia | 3 = Dokładność płytki

4 = Kształt powierzchni natarcia i sposób mocowania płytki | 5 = Długość boku płytki | 6 = Grubość płytki

7 = Promień naroża | 8 = Postać krawędzi skrawającej | 9 = Kierunek skrawania

10 = Informacje producenta

Kod ISO składa się z 9 symboli, z których symbole 8 i/lub 9 są stosowane tylko w razie potrzeby. Producent może dodać kolejne symbole, które są dołączana do kodu ISO za pomocą łącznika (np. dla kształtu łamacza wióra).

Wskazówki dotyczące prawidłowego doboru wkładki

Aby uzyskać dobrą kontrolę wióra i najlepsze wyniki obróbki, należy starannie dobrać geometrię, gatunek, kształt (kąt wierzchołkowy), rozmiar, promień naroża i kąt przystawienia płytki.

Wybór geometrii płytki na podstawie wybranego rodzaju zastosowania

Do obróbki zgrubnej zalecana jest kombinację dużej głębokości skrawania i dużej prędkości posuwu. Dlatego też obróbka zgrubna stawia wysokie wymagania w zakresie niezawodności krawędzi skrawającej. Obróbka wykańczająca jest takim rodzajem zastosowania, które wymaga małych sił skrawania, ponieważ potrzebne są małe głębokości skrawania i małe posuwy.

Wybór możliwie największego kąta wierzchołkowego

Duży kąt wierzchołkowy jest stabilny, wymaga większej mocy obrabiarki, ale toleruje również większe prędkości posuwu. Pozwala to na uzyskanie dużych sił skrawania, ale jednocześnie zwiększa skłonność do wibracji. Przy małym kącie wierzchołkowym krawędź skrawająca jest bardziej niestabilna i ma mały kontakt, co zwiększa wrażliwość na wysoką temperaturę. Płytka ma mniejszą siłę skrawania.

1. RE = Promień naroża

2. I = długość krawędzi skrawającej (rozmiar płytki wymiennej)

3. Kąt wierzchołkowy

Wybór rozmiaru płytki wymiennej na podstawie głębokości skrawania

Rozmiar płytki należy wybierać odpowiednio do wymagań obróbki i dostępnej przestrzeni dla narzędzia w danym rodzaju zastosowania. Większy rozmiar płytki wymiennej zapewnia większą stabilność. I tak na przykład przy ciężkiej obróbce rozmiar płytki wynosi zazwyczaj powyżej IC 25 mm (1 cal). Do obróbki wykończeniowej można w wielu przypadkach zmniejszyć rozmiar płytki. Sposób postępowania przy wyborze płytki: Najpierw określa się największą głębokość skrawania, a następnie żądaną długość skrawania z uwzględnieniem kąta przystawienia uchwytu narzędziowego. Następnie można wybrać prawidłową długość krawędzi skrawającej dla danej płytki.

Wybór możliwie największego promienia naroża

Wybór promienia naroża zależy od głębokości skrawania i posuwu oraz wpływa na wykończenie powierzchni, łamanie wióra i stabilność płytki – co sprawia, że promień naroża jest niezwykle ważnym czynnikiem podczas operacji toczenia. Mały promień naroża jest idealny do niewielkich głębokości skrawania, zmniejsza wibracje i zapewnia dobre łamanie wióra. Krawędź skrawające jest jednak mniej stabilna niż przy dużym promieniu naroża. Promień naroża pozwala na uzyskanie dużej prędkości posuwu przy dużych głębokościach skrawania z zachowaniem wysokiej niezawodności krawędzi skrawającej. Jednak przy dużym promieniu naroża występują w większym stopniu siły promieniowe. Może to pogorszyć efekt skrawania i doprowadzić do gorszej jakości powierzchni. Dlatego należy wybrać mniejszy promień narożnika, jeżeli konfiguracja ma tendencję do drgań.  Należy zasadniczo wybierać promień naroża, który nie jest większy niż głębokość skrawania.

Wybór właściwego kąta przystawienia

Kąt przystawienia KAPR jest kątem pomiędzy krawędzią skrawającą a kierunkiem posuwu. Ma ona wpływ na tworzenie się wióra, kierunek sił skrawania i długość krawędzi skrawającej w czasie pracy. Przy dużym kącie przystawienia siły są skierowane w stronę uchwytu, dzięki czemu występuje mniejsza skłonność do wibracji. Taki kąt umożliwia toczenie ścianek bocznych detalu i ma większe siły skrawania przy wejściu i wyjściu do i z materiału. Jednak przy dużym kącie przystawienia występuje tendencja do zużywania się karbu w materiałach HRSA i węgloutwardzanych cieplnie. Mniejszy kąt przystawienia zwiększa skłonność do wibracji, ponieważ na element skierowane są większe siły promieniowe. Krawędź skrawająca jest jednak mniej obciążona, powstaje cieńszy wiór, co pozwala na większe prędkości posuwu, a zużycie karbu jest mniejsze. Nie jest jednak możliwe toczenie ścianki bocznej 90 stopni.

Wybór właściwego materiału skrawającego i powłoki

Zasadniczo materiał, z którego wykonana jest płytka wymienna, powinien być twardy i odporny na odkształcenia, ale jednocześnie możliwie ciągliwy, a więc nie kruchy, nie wchodzący w reakcje z obrabianym materiałem i ogólnie stabilny chemicznie, tzn. odporny na gwałtowne zmiany temperatury, utlenianie i dyfuzję. Dostępne są płytki wykonane z węglika spiekanego, ceramiki, azotku boru i diamentu. Geometria i gatunek płytki wymiennej uzupełniają się wzajemnie: ciągliwość gatunku może zrekompensować brak stabilności geometrii płytki.

  • Węglik spiekany: Odporność na temperaturę do 1000 stopni, wysoka odporność na zużycie i wysoka wytrzymałość na ściskanie  
  • Ceramika: Odporność na temperaturę do 1200 stopni, wysoka twardość, wysoka ciągliwość i przydatność do wyższych prędkości skrawania
  • Azotek boru: Odporność na temperaturę do 2000 stopni, wysoka odporność na zużycie, duża twardość.
  • Diament: ekstremalnie wysoka odporność na zużycie

Aby poprawić właściwości płytek wymiennych, są one często pokrywane twardymi materiałami, jak węglik tytanu lub azotek tytanu, aby jeszcze bardziej zwiększyć odporność na zużycie i odporność termiczną.

  • Typowe zastosowania niepowlekanych gatunków z węglików spiekanych to obróbka superstopów żaroodpornych (HRSA) lub stopów tytanu, a także toczenie materiałów utwardzonych przy niskich prędkościach. Dla tych płytek występuje zwiększone zużycie w porównaniu z gatunkami powlekanymi.
  • Gatunki powlekane CVD są pierwszym wyborem dla szerokiego zakresu zastosowań, w których odporność na zużycie ma kluczowe znaczenie. CVD to skrót od Chemical Vapour Deposition (chemiczne osadzanie z fazy gazowej). Powłoka CVD jest uzyskiwana w wyniku reakcji chemicznych zachodzących w temperaturach od 700 do 1050 stopni. Tego rodzaju zastosowania można spotkać w ogólnej obróbce toczeniem i wierceniu w stali, gdzie grube powłoki CVD zapewniają odporność na zużycie żłobkowe, jak również w ogólnej obróbce toczeniem stali nierdzewnych i gatunków do frezowania w grupacj ISO P, ISO M i ISO K. W obróbce wierceniem gatunki CVD są zwykle stosowane na zewnętrznej krawędzi skrawającej.
  • Gatunki z powłoką PVD, tj. powłokami wytwarzanymi metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD), są również zalecane do materiałów przyczepnych ze względu na ich ciągliwe, ale jednocześnie ostre krawędzie skrawające. Zakresy zastosowania są szerokie i obejmują wszystkie frezy i wiertła z pełnego węglika, jak również większość gatunków do wcinania, gwintowania i frezowania. Gatunki z powłoką PVD są również szeroko stosowane w obróbce wykańczającej oraz jako gatunki do krawędzi centralnej przy wierceniu.

Znajdź odpowiednią płytkę i oprawkę płytki: