Все для металлообработки: металлорежущий инструмент(пластины, резцы, фрезы, сверла, метчики), СОЖ, резьбонарезное и заточное оборудование

Cменный или монолитный инструмент?

Cменный или монолитный инструмент? (21. 12. 2022)

Сменный или монолитный – какая конструкция вращающегося режущего инструмента лучше? Как и во многих областях техники, на этот вопрос нет абсолютного ответа. Однако определенный ответ существует, если рассматривать преимущества и недостатки обеих концепций в конкретных условиях.
Инструмент в собранном виде со сменными пластинами — концепция, получившая широкое распространение в промышленности с 1960-х годов — требует возможности резания только от одного из своих компонентов — пластины. Корпус фрезы выполняет роль держателя пластин определенной формы и изготовленных из различных труднообрабатываемых инструментальных материалов (например, различных марок твердого сплава, кубического нитрида бора (КНБ), металлокерамики и т. д.), а сам корпус преимущественно выполнен  из стали.
Пластины могут различаться своей стружкообразующей поверхностью для создания необходимой геометрии резания и имеют несколько режущих кромок. Если одна кромка изношена, ее просто заменяют, индексируя пластину посредством вращения или реверсирования. Принцип индексации обеспечивает экономичное использование инструментального материала.

Пластина
В то же время, индексируемый инструмент имеет определенные недостатки. Во-первых, его точность ниже по сравнению с монолитным. Во-вторых, диаметр инструмента не может быть относительно небольшим (например, менее 2-5 мм). Уменьшение диаметра приводит к уменьшению размеров всех компонентов сборки, в том числе пластины и прижимных элементов (обычно винта), имеющих естественный размерный барьер. Кроме того, режущая кромка пластины прочная, но не такая острая, как у цельного инструмента. Для обработки мягких материалов, таких как медь, технически чистый титан или алюминий, для которых требуется острая кромка, необходимо выполнить дополнительное шлифование кромки.
Основным преимуществом цельношлифованного инструмента является его высокая точность: в среднем она на один класс качества выше, чем у фрезы со сменными пластинами. Цельный инструмент нельзя индексировать, но он подходит для переточки.
Как и сменные пластины, монолитный инструмент также имеет ограничения по размерам, они связаны со стоимостью инструмента. В отличие от концепции со сменными пластинами, цельный инструмент не может быть относительно большого диаметра. Обычно диаметр такого инструмента не превышает 25 мм. Этот тип инструмента требует значительно больше инструментального материала и требует больше времени для изготовления шлифованием. Эти ограничения приводят к значительно более высокой стоимости инструмента. В отличие от сменного инструмента, режущая кромка монолитного инструмента более острая, но менее прочная.


Размеры обрабатываемой поверхности могут диктовать, какую концепцию следует применять для операции. Например, для сверления отверстия диаметром 3 мм будет использоваться цельное сверло. Помимо этого размерного аспекта,  правильный выбор инструмента характеризуют следующие принципы.
Для тяжелой обработки (обычно черновой или получистовой), требующей значительного усилия резания и потребляемой мощности, предпочтительным решением является инструмент со сменными пластинами. При легкой обработке, где требуется  высокая точность и чистота поверхности, используется монолитный инструмент.
В последние несколько лет в этой логичной и традиционной концепции произошли кардинальные изменения. Поиск новых решений для повышения производительности в сочетании с достижениями в области станкостроения привел к появлению эффективных стратегий резки и соответствующих станков. Значительное количество современных станков имеет меньшую мощность, но гораздо более скоростные приводы и усовершенствованные блоки числового программного управления для высокоскоростной обработки, выполняемой инструментом малого диаметра, движущимся по оптимальной траектории для постоянной загрузки инструмента. Этот шаг, наряду с прогрессом в технологиях переточки и повторного покрытия, открыл второе дыхание для использования цельного инструмента, открыв новые возможности черновой обработки. Сегодня, например, есть цельные твердосплавные концевые фрезы, работающие по технологии высокоскоростного фрезерования.
Производители инструмента осознали преимущества объединения в единой конструкции монолитных и индексируемых концепций, чтобы соответствовать последним разработкам. Популярные семейства инструмента Multi-Master и ChamDrill от компании Iscar являются примером этой выгодной комбинации. Обе линейки имеют сменные режущие головки из твердого сплава. В линейке инструмента Multi-Master, представленной еще в 2001 году, режущая головка может быть установлена в разных корпусах, а корпус может нести разные головки. Этот принцип позволяет использовать более 40 тысяч возможных конфигураций инструмента.
Итак, какая концепция лучше? Промышленности требуются оба типа режущего инструмента в зависимости от технологических процессов. Отношение инструмента со сменными головками и пластинами к цельному и «цельному сменному» инструменту на сегодняшнем рынке оценивается как 1:1, что указывает на то, что развитие режущего инструмента идет в обоих направлениях. Но технологические достижения и улучшения в обработке будут предъявлять все более высокие требования к инструменту, как к монолитному, так и сменному.

Метки: