Jak wybrać właściwą płytkę tokarską

Wybierając płytkę tokarską, trzeba uwzględnić wiele parametrów. Należy starannie wybrać geometrię, gatunek, kształt (kąt naroża), rozmiar, promień naroża oraz kąt przystawienia KAPR (PSIR) płytki w oprawce, aby uzyskać dobrą kontrolę spływu wiórów i wyniki obróbki.

• Dobrać geometrię płytki na podstawie wybranej czynności, np. obróbki wykończeniowej
• Stosować płytkę o jak największym kącie naroża z uwagi na wytrzymałość i ekonomiczność
• Wybrać rozmiar płytki zależnie od głębokości skrawania
• Stosować mocną płytkę o jak największym promieniu naroża.
• Jeśli występuje tendencja do drgań, stosować płytkę o mniejszym promieniu naroża.

Geometria płytki tokarskiej

Geometrie do obróbki tokarskiej można podzielić na trzy podstawowe rodzaje, przeznaczone do obróbki wykończeniowej, średniej i zgrubnej. Na poniższym wykresie przedstawiono obszar roboczy każdej geometrii, wyznaczony przebiegiem łamania wiórów w odniesieniu do posuwu i głębokości skrawania.

Obróbka zgrubna

Duża głębokość skrawania w połączeniu z wysokim posuwem. Zastosowania wymagające bardzo dużej wytrzymałości ostrza.

Obróbka średnia

Obróbka średnia i lekka obróbka zgrubna. Szeroki zakres głębokości skrawania w połączeniu z wysokim posuwem.

Obróbka wykończeniowa

Obróbka z małymi głębokościami skrawania i niskimi posuwami. Obróbka wymagająca niskich oporów skrawania.

Powyższe przykłady reprezentują asortyment do obróbki stali; dostępne są inne rozwiązania do wszystkich grup materiałów.

Geometria wiper tokarskiej

Należy stosować płytki wiper, aby uzyskać lepszą chropowatość powierzchni przy tych samych parametrach skrawania lub taką samą chropowatość powierzchni przy znacznie wyższej prędkości posuwu niż dla płytek o typowym zaokrąglonym narożu.

Geometria -WMX wiper jest pierwszym wyborem i dobrym punktem wyjścia w większości zastosowań. Gdy warunki się zmienią, zawsze jest produktywna alternatywa.

Należy wybrać dodatnią geometrię wiper, aby obniżyć wartość siły i utrzymać stałą produktywność w przypadku wystąpienia drgań.

Kryteria wyboru geometrii wiper:

-WL: W celu poprawy kontroli wiórów w przypadku obniżania wartości stosunku f_n/a_p.

-WF: Lepsza kontrola wiórów przy niskiej wartości stosunku f_n/a_p. Sprzyja również zmniejszeniu wartości siły w razie wystąpienia drgań.

-WMX: Pierwszy wybór w szerokim obszarze zastosowań i z dużym obszarem łamania wiórów. Zapewnia najwyższą produktywność, wszechstronność i najlepsze wyniki.

-WR: Gdy potrzebne jest mocne ostrze, np. w skrawaniu przerywanym.

Gatunek płytki tokarskiej

Wybór gatunku płytki jest uzależniony przede wszystkim od:

• Materiału obrabianego (ISO P, M, K, N, S, H)
• Rodzaju obróbki (wykończeniowa, średnia, zgrubna)
• Warunków obróbki(dobrych, średnich, trudnych)

Właściwości geometrii i gatunku płytki wzajemnie się uzupełniają. Niską wytrzymałość geometrii można na przykład rekompensować udarnością gatunku.

Kształt płytki tokarskiej

Kształt płytki należy dobierać według wymagań dotyczących dostępności wynikającej z kąta przystawienia danego narzędzia. Należy wybierać płytki o jak największym kącie naroża, które gwarantują wytrzymałość i niezawodność. Trzeba jednak wyważyć te właściwości odpowiednio do przeprowadzanego rodzaju obróbki.

Naroże o dużym kącie jest mocne, ale wymaga większej mocy obrabiarki i ma większą skłonność wzbudzania drgań.

Im ostrzejszy kąt naroża, tym jest ono słabsze i zmniejsza się użyteczna długość krawędzi skrawającej; obie te właściwości mogą zwiększyć wrażliwość narzędzia na wysokie temperatury.

Udarność krawędzi skrawającej (Duży kąt naroża)

• Mocniejsza krawędź
• Większe posuwy
• Wzrost oporów skrawania
• Większe drgania

Mniejsza skłonność wzbudzania drgań(Mały kąt naroża)

• Lepsza dostępność
• Mniejsze drgania
• Mniejsze opory skrawania
• Słabsza krawędź

Rozmiar płytki tokarskiej

Rozmiar płytki należy wybrać w zależności od wymogów dla danego zastosowania i dostępnej przestrzeni na narzędzie skrawające.

Zastosowanie większej płytki zapewnia lepszą stabilność. Wielkość płytek stosowanych w ciężkiej obróbce przekracza zwykle IC 25 mm (1 cal).

Do obróbki wykończeniowej można w wielu przypadkach zastosować mniejszą płytkę.

Jak wybrać rozmiar płytki

1. Określić największą głębokość skrawania a_p
2. Określić wymaganą długość krawędzi skrawającej LE, uwzględniając również kąt przystawienia KAPR (PSIR) w oprawce i głębokość skrawania a_p, oraz specyfikację obrabiarki
3. Bazując na wymaganych wartościach LE i a_p, wybrać prawidłową długość krawędzi skrawającej płytki L oraz IC.

Promień naroża płytki tokarskiej

Promień naroża (RE) ma bardzo duże znaczenie w obróbce tokarskiej. Dostępne są różne długości promienia zaokrąglenia naroża płytki danego typu. Wybór zależy od głębokości skrawania i posuwu, a decyduje o gładkości powierzchni obrobionej, przebiegu łamania wiórów i wytrzymałości płytki.

Głębokość skrawania i siły skrawania

Stosunek długości promienia naroża do użytej głębokości skrawania decyduje o tendencji do wzbudzania drgań. Wraz ze wzrostem głębokości skrawania kierunek wypadkowej sił zmienia się z promieniowego, wypychającego krawędź skrawającą z materiału, na osiowy.

Zaleca się, aby wypadkowa sił miała kierunek bardziej osiowy niż promieniowy. Duża wartość składowej siły w kierunku promieniowym może mieć negatywny wpływ na proces skrawania, co może powodować drgania i dużą chropowatość powierzchni.

Zgodnie z ogólną praktyczną zasadą należy wybierać promień naroża równy głębokości skrawania lub od niej mniejszy.

Dodatni lub ujemny kształt płytki tokarskiej

Płytki ujemne mają kąt ostrza równy 90° (kąt przyłożenia normalny płytki 0°), natomiast w przypadku płytek dodatnich kąt ostrza jest mniejszy od 90° (na przykład kąt przyłożenia normalny płytki 7°). Na ilustracji przedstawiono sposób zamocowania i nachylenie płytki ujemnej w oprawce. Poniżej podane są wybrane cechy obu typów płytek:

Dodatnia płytka tokarska

• Jednostronne
• Małe opory skrawania
• Dodatni kąt przyłożenia płytki
• Pierwszy wybór do toczenia wewnętrznego i zewnętrznego smukłych przedmiotów

Kąt przyłożenia

Ujemna płytka tokarska

• Dwustronne i jednostronne
• Duża wytrzymałość ostrza
• Zerowy kąt przyłożenia płytki
• Pierwszy wybór do toczenia zewnętrznego
• Ciężkie warunki skrawania

Kąt przyłożenia

Kąt przystawienia w toczeniu

Kąt przystawienia wg ISO (KAPR) lub wg ANSI (PISR) to kąt między krawędzią skrawającą a kierunkiem posuwu. Wybór prawidłowego kąta przystawienia KAPR (PISR) ma duże znaczenie dla udanego toczenia. Kąt przystawienia KAPR (PSIR) wpływa na:

• Formowanie wiórów
• Kierunek sił skrawania
• Czas zagłębienia ostrza w materiał

Duży kąt przystawienia KAPR (mały PSIR)

• Siła skierowana w stronę uchwytu. Mniejsze ryzyko drgań
• Możliwość toczenia odsadzeń
• Większe opory skrawania, zwłaszcza przy wprowadzaniu ostrza narzędzia w materiał/wyprowadzaniu go
• Tendencja do powstawania karbu w superstopach żaroodpornych (HRSA) i materiałach hartowanych powierzchniowo

Mały kąt przystawienia KAPR (duży PSIR)

• Większa siła działająca w kierunku przedmiotu może być przyczyną wzbudzenia drgań
• Mniejsze obciążenie krawędzi skrawającej
• Cieńsze wióry = większy posuw
• Mniejszy karb
• Brak możliwości obróbki odsadzeń pod kątem 90°