Témata
Reklama

Nástroje pro obrábění hliníkových slitin s mikroleštěným povrchem

Firma Pramet Tools rozšířila svůj program nástrojů pro soustružení hliníkových slitin o nové typy vyměnitelných břitových destiček s leštěným čelem a  se stabilnější řeznou hranou.

Spotřeba slitin hliníku neustále roste, zejména automobilový průmysl vykazuje každoroční několikaprocentní nárůst. V roce 1980 bylo v každém automobilu užito v průměru 30 kg Al slitin, v roce 1990 cca 50 kg a podle představ výrobců automobilů v roce 2009 to bude již 150 kg. Podle prognóz má být v blízké budoucnosti cca 10 ÷ 20 % váhy automobilu tvořeno součástkami na bázi hliníku [1].
Reklama
Reklama
Reklama

Obrábění hliníku a jeho slitin

Tento trend je zřejmý i v počtu aplikací hliníkových součástí, které jsou vyráběny z hliníkových odlitků třískovým obráběním - jde například o bloky motorů, válce, hlavy motorů, kola a další. S tím úzce souvisí i snaha výrobců o ekonomické a ekologické obrábění těchto součástí. Hliník a jeho slitiny však při obrábění, zejména za sucha, patří mezi velmi problémové materiály i přes poměrně nízké mechanické vlastnosti [2]. Je to způsobeno jejich vysokou tepelnou vodivostí, výrazným sklonem k adhezi na břit většiny řezných materiálů a nízkou teplotou tavení - maximálně do cca 650 °C. Vlivem vysoké tepelné vodivosti se při obrábění odvádí značné množství tepla z místa řezu do obrobku a vysoká tepelná roztažnost hliníku má za následek tepelné deformace obrobku. Vzhledem k nízké teplotě tavení vznikají problémy s utvářením třísky, jejím odvodem a nalepováním na břit, eventuálně čelo destičky. Problém nalepování hliníku při obrábění standardními řeznými nástroji ze slinutého karbidu je všeobecně známý. Tendence k nalepování stoupá s rostoucí zrnitostí karbidu wolframu (WC), obsahu kobaltu (Co) a drsností řezné hrany a povrchu řezného nástroje [3]. Zvýšení kteréhokoli uvedeného parametru se projeví ve zvýšeném nalepování hliníku na řezný nástroj. U nástrojů s povrchovou úpravou diamantovým mikroleštěním se v důsledku nižší drsnosti adheze snižuje. Další nalepování hliníku omezuje aplikace ochranných vrstev s nízkým koeficientem tření m = 0,1 ÷ 0,2 (např. TiB2, MoS2, DLC vrstvy). Obdobný antiadhezní účinek mají i diamantové povlaky nebo polykrystalický diamant. Aplikace těchto materiálů je nejvhodnější pro obrábění hliníkových slitin s vyšším obsahem křemíku (Si ( 12 %) z důvodu nízké afinity a adheze uhlíku a hliníku a vysoké otěruvzdornosti diamantu.

Leštěný povrch břitových destiček

Pozitivní vliv povrchových úprav se kromě zamezení tvorby nárůstků projeví i ve zlepšení drsnosti obrobené plochy. Leštěný povrch vykazuje v porovnání s neleštěným nižší drsnost (Ra = 0,05 mm), a tím i nižší koeficient tření. Dochází ke zlepšení odvodu třísek, zlepšuje se kvalita povrchu obrobku a zvyšuje se i rozměrová přesnost obrobku.
Hladký a čistý povrch hliníkových obrobků není jenom vítaným optickým efektem, ale hlavně technickou nutností. Výroba ploch s nízkou drsností povrchu je většinou spojena s vyššími náklady na výrobu. Hlavním důvodem je snížení posuvu pro dosažení nízké drsnosti, s tím však souvisí delší doba na opracování. Destičky s mikroleštěným povrchem umožňují dosažení hladkých povrchů obrobků i při vysokých posuvech a rychlostech obrábění.

Vyměnitelné břitové destičky pro obrábění hliníkových slitin

Materiál destiček musí zachovávat dobrou houževnatost při dostatečné otěruvzdornosti a vysoké stabilitě řezného procesu. Tyto požadavky v maximální míře splňuje submikronový substrát Pramet Diadur HF7, systém WC-Co, umožňující díky vynikající pevnosti břitu realizovat konstrukční řešení břitových destiček s velmi pozitivní geometrií.
Pro hliníkové slitiny s vyšším obsahem Si je určen nový povlakovaný materiál Pramet Diadur 8016 představující kombinaci houževnatého, otěruvzdorného jemnozrnného submikronového substrátu a moderního typu PVD povlaku sestávajícího ze supertvrdých nanokrystalických kompozitních multivrstev (TiAl)N + S3N4 v celkové tloušťce 3 ÷ 5 mm.
Vyměnitelné břitové destičky (VBD) Pramet Diadur pro soustružení hliníku, hliníkových slitin i dalších neželezných materiálů (obr. 2) mají speciální geometrii s vysokou přesností (tolerance G) a optimalizovanou konstrukci Al utvářeče třísky, který zajišťuje dobrý odvod třísky již od hloubek řezu okolo 0,5 mm až do 7 mm a posuvů od velikosti 0,06 mm.ot-1. Pozitivní ostrá řezná hrana s vysokou stabilitou a nízkou drsností (obr. 3 a 4) způsobuje snížení řezných sil a zajišťuje vysokou kvalitu obrobeného povrchu.

Produktivita obrábění

Aplikace Al geometrie, mikroleštěného povrchu (obr. 5) a stabilní řezné hrany s nízkou drsností zlepšuje nejen výkon obrábění, ale může se stát i ekonomickým přínosem v důsledku snižování výrobních nákladů, přičemž úspory jsou dosaženy snížením vlastního času obrábění. Vyplývá to z možnosti dosažení vyhovující kvality obrobeného povrchu i při vyšších posuvech v porovnání s VBD ve standardním provedení s neleštěným povrchem. Srovnání je provedeno na diagramu (obr. 6) u VBD typu CCGT 120404F-Al při obrábění hliníkové slitiny Al-P7075 (AlZn6Mg2Cu) bez chlazení. U standardní destičky s neleštěným povrchem je při stejném posuvu dosažená drsnost několikanásobně horší.
Závěrem vyjmenujme přednosti destiček s geometrií pro obrábění hliníku:
  • speciální geometrie pro soustružení hliníku, hliníkových slitin a dalších neželezných materiálů umožňuje tvorbu optimální třísky a dosažení vysoké přesnosti (tolerance G);
  • pozitivní ostrá řezná hrana má za následek snížení řezných sil;
  • leštěný povrch způsobuje redukci nalepování Al, snížení tvorby nárůstků a lepší jakost povrchu obrobku;
  • submikronový substrát má vysokou životnost a umožňuje vysokou stabilitu řezného procesu.
  • Reklama
    Vydání #4
    Kód článku: 20461
    Datum: 17. 04. 2002
    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.

    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.

    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.

    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