Témata
Reklama

Hladicí geometrie řezných břitů

Myšlenka jednoduché úpravy geometrie řezného břitu s výrazným vlivem na kvalitu obrobeného povrchu při zachovaných, případně ještě zvýšených řezných podmínkách.

V polovině osmdesátých let minulého století uvedla firma Iscar na trh řezných nástrojů koncepci hladicí (stahovací) geometrie břitu aplikovanou na její multifunkční Grip nástroje, která velmi významně ovlivnila svým pozitivním ekonomickým dopadem oblast třískového obrábění strojírenského průmyslu. V r. 1991 byla dále doplněna aplikace hladicí geometrie pod označením WG (Wiper Geometry) i na standardní soustružnické vyměnitelné ISO destičky. V současné době byla rozšířena hladicí geometrie na keramické, CBN (kubický nitrid boru) a dále na standardní pozitivní vyměnitelné destičky nové možnosti pro soustružnické operace a neporovnatelně širší rozsah všeobecného použití.
V průběhu uplynulých let od počátečních aplikací až po současný stav byla optimalizována jak vlastní geometrie WG, tak i konfigurace utvářeče třísky a aplikační rozsah. Výsledkem je vynikající kvalita obrobeného povrchu, dokonalý odvod třísky a výrazné úspory výrobních nákladů - především u dokončovacích soustružnických operací.
Reklama
Reklama
Reklama

Hladicí vyměnitelné CBN a keramické destičky

Použití standardních soustružnických ISO destiček a víceúčelových Grip destiček s CBN špičkami a úpravou WG výrazně usnadňuje obrábění kalených a tvrdých ocelí a litin, poskytuje vynikající kvalitu povrchu a současně podstatně snižuje výrobní náklady. K tomuto ekonomickému efektu dochází především proto, že obrábění destičkami s hladicí úpravou břitu nahrazuje v mnoha případech operaci dokončovacího broušení.
Úspěšná aplikace hladicího břitu při obrábění tvrdých materiálů je potvrzena mnoha příklady použití této geometrie břitu v automobilovém průmyslu, při soustružení ložisek, různých hydraulických součástí, případně soustružení či frézování zápustek a šablon.
Jak patrno z porovnávacího diagramu, pohybuje se počáteční drsnost obrobeného povrchu touto destičkou okolo Ra = 0,5µm za podmínek obrábění za sucha, řeznou rychlostí 100 m/min, posuvem 0,2 mm/ot. a hloubkou řezu ap = 0,2 mm. Dokonce ještě po 16 minutách podélného soustružení nepřevyšuje drsnost obrobené plochy hodnotu Ra = 1µm. Snížení posuvu na hodnotu 0,15 mm/ot. přináší další zlepšení počáteční kvality povrchu na Ra = 0,3µm.
Srovnáním těchto dosažených výsledků (viz červený graf) s výsledky získanými při obrábění standardní destičkou shodného tvaru, rozměrů i řezného materiálu, avšak bez geometrie WG řezného břitu, jsou patrné výrazné kvalitativní rozdíly obou obrobených ploch. Počáteční drsnost dosažená standardní destičkou se pohybuje okolo hodnoty Ra = 2µm, po 16 minutách dalšího soustružení je dokonce ještě horší než 2,5 µm.
Zobrazené srovnání docílených výsledků standardními a WG destičkami vysvětluje, proč
v mnoha případech - zejména v automobilovém průmyslu - lze vypustit dokončovací brousicí operace, a významně tak snížit výrobní náklady a obráběcí časy.

Pozitivní vyměnitelné destičky

Další vývoj hladicí geometrie břitu zaměřila firma Iscar na pozitivní vyměnitelné destičky. Výsledkem je destička CCMT s WG geometrií řezné hrany. Vyznačuje se vysokou stabilitou obrábění s minimálním výskytem vibrací, vysokou kvalitou obrobeného povrchu a ekonomickým přínosem v důsledku snižování výrobních nákladů. Vyjmenovaná zlepšení obráběcího procesu se projevují v plném rozsahu i v podmínkách vnitřního soustružení.
Popisované soustružnické destičky podle ISO normy s rohovým rádiusem 0,4 a 0,8 mm jsou vybaveny hlubokým utvářečem třísky zajišťujícím její dokonalý odchod, snížení řezných sil v polodokončovacích podmínkách obrábění, a to i při relativně vysokých hodnotách posuvu. Např. při použití destiček CCMT 120408 -WG a posuvu do 0.45 mm/ot. je drsnost obrobeného povrchu Ra lepší než 1 µm. Při srovnání tohoto výsledku s drsností dosaženou standardními destičkami CCMT v rozsahu Ra = 3 - 5 µm je jasně patrný přínos popisované hladicí geometrie.

Koncepce hladicí geometrie

Kvalita obrobeného povrchu dokončovaného obrobku a jeho geometrická přesnost jsou určujícím podílem ovlivněny a podmíněny konstrukcí nástroje, geometrií řezného břitu a podmínkami obrábění.
Při použití standardních ISO destiček závisí profil nerovností obrobeného povrchu a tím i velikost běžně užívaných jednotek pro vyjádření drsnosti povrchu (Ra, Rt aj.) především na rádiusu rohu destičky, na úhlu nastavení a na posuvu. Zlepšení jakosti dokončovaného povrchu je všeobecně podmíněno buď nižším posuvem, nebo větším rádiusem rohu destičky.
Nová koncepce obrábění dokončovaných povrchů soustružnickými destičkami s úpravou hladicí geometrie WG rohového břitu zmenšuje vliv velikosti rádiusu i posuvu.
K rádiusu rohu destičky přiléhají tangenciálně na obou stranách pod úhlem ( hladicí břity o délce L, která musí být pro zajištění vysoké kvality obráběného povrchu vždy větší než maximální používaný posuv. Hladicí břit má v pracovní poloze vůči ose rotace obrobku velmi malý úhel nastavení. Úhel ( mezi hladicími břity destiček tvaru W či C s WG úpravou dosahuje téměř 900 oproti běžnému úhlu ( = 800 u standardních destiček stejného tvaru, což přispívá k zvýšení pevnosti a tím i životnosti rohové části destičky.
Konstrukce hladicí geomerie břitu je kombinována s optimalizovaným utvářečem třísky zabezpečujícím její dokonalý odchod a vysokou stabilitu obrábění v celém rozsahu velikostí volených posuvů. Firma Iscar nabízí dva rozdílné utvářeče: pro standardní geometrii WG pokrývající většinu obráběných materiálů a druhý - velmi úzký utvářeč pro novou geometrii WF určenou pro obrábění obzvlášť měkkých uhlíkových ocelí malými posuvy a hloubkami.

Produktivita při dokončovacích operacích

Aplikace hladicí geometrie břitu zlepšuje nejen výkon obrábění, ale přináší i významné ekonomické úspory snížením vlastního času obrábění. Vyplývá to z možnosti dosažení vynikající kvality obrobeného povrchu, a to i při poměrně velkých posuvech u všech typů destiček s hladicí geometrií WG (WNMG, CNMG, DNMG, CCMT).
Jak patrno ze znázorněného příkladu na diagramu, je u WG destičky při nastaveném posuvu 0,4 mm/ot. dosažena drsnost Ra cca 1µm. Pro srovnání u standardní destičky při stejném posuvu je dosažená drsnost několikanásobně horší - až 5µm.
Pro konkrétní případ dokončovací operace při požadavku drsnosti povrchu Ra = 1 µm je tedy nutno u standardní destičky volit posuv cca 0,13 mm/ot. - jak patrno z diagramu. Avšak při použití destičky s hladicí geometrií je postačující posuv pro dosažení stejného výsledku 3x větší - tedy 0,4 mm/ot. Tento závěr se promítá do významného snížení obráběcího času během dokončovací operace, což přináší další zvýšení produktivity a hospodárnosti obráběcího procesu.
Od zavedení hladicí koncepce firmy Iscar na počátku devadesátých let byly v průběhu doby vyrobeny různé geometrie destiček a velikostí rohových rádiusů od 0,4 do 1,2 mm. Rozšíření řady o pozitivní destičky typu CCMT a o CVD povlakované druhy (IC 9015 a IC 9025) významně přispělo k většímu rozsahu aplikací v dalších oblastech obrobků, obráběných materiálů a technologií - včetně vnitřního soustružení.
Optimalizace konstrukce utvářeče třísky u destiček s hladicími břity a zavedení obou typů hladicích geometrií WG a WF zajišťuje dobrý odchod třísky již od hloubek řezu okolo 0,5 mm a posuvů od velikostí 0,12 mm/ot. Různé hladicí destičky jsou určeny pro standardní ISO držáky pro aplikace čelního, vnějšího i vnitřního soustružení.
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 11224
Datum: 12. 12. 2001
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Související články
Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Optimalizace obrábění zvyšuje trvanlivost

Tři miliony malých součástí pro systémy ABS jsou spolehlivě vyráběny na soustruzích speciálním nástrojem. Řešení vyvinuté společně s výrobcem a uživatelem minimalizuje vedlejší časy a zvyšuje trvanlivost nástroje až o 300 %.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Malosériová výroba ozubených kol

Rostoucí nároky na rychlost a flexibilitu si žádají nová řešení pro výrobu ozubení. Pětiosé frézky a nejnovější funkce nabízené metodou InvoMilling otevírají nové možnosti pro výrobu malých dávek. V následujícím rozhovoru prof. Dr. Ing. Tillmann Körner z Aalen University hovoří o současných trendech v oblasti frézování ozubení.

Technologie pro úlohy rovinného broušení

Klíčová odvětví průmyslu jsou odkázána na součásti broušené s extrémní tvarovou a rozměrovou přesností, i pokud jsou zhotovené z obtížně opracovatelných materiálů. K těmto účelům – od nejmenších (S) až po největší (XXL) součásti pro broušení malých i velkých sérií – nabízí pokrokovou technologii výrobce brusek Okamoto.

S novým katalogem k dlouhotočným automatům

Společnost WNT rozšířila své nástrojové portfolio zaměřené na dlouhotočné automaty. Každý zasvěcený ví, že tento obor je svým způsobem specifický, a proto vyžaduje zvláštní přístup. S tímto vědomím WNT připravila nový samostatný katalog, který je zaměřen výhradně na danou technologii obrábění.

Větší řádkování při obrábění načisto

Při použití fréz s optimálně zakřiveným břitem pro frézování vnějších povrchů je možné časy na dokončovací obrábění značně snížit. Docílit toho lze vzájemnou souhrou stroje, nástroje a softwaru, jak ukazuje následující příklad.

Frézy s kulovým čelem pro plochy v kvalitě leštění

Optika vyráběná z plastů klade vysoké nároky na kvalitu povrchu nástrojů, respektive forem. Nově vyvinutá strategie obrábění umožňuje frézovat i velmi malé a náročné tvary hospodárně až na konečný rozměr s vysokou jakostí povrchu.

Simulací ke zlepšení efektu mazání a chlazení

Optimalizace třískového obrábění moderní metodou simulace strategie mazání a chlazení je dnes podrobena systematickému výzkumu. Použitím simulace procesu třískového obrábění a simulace proudění chladicího média se značně sníží náklady na výzkum a vývoj.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit