Témata
Reklama

Obrobitelnost a vlastnosti obráběných materiálů

Problematika obrobitelnosti materiálů je z hlediska technologie třískového obrábění jedna ze stěžejních vlastností. Je hlavním faktorem pro volbu řezných podmínek a pro funkci nástroje při všech metodách obrábění.

Obrobitelnost závisí na mnoha faktorech, z nichž nejdůležitější jsou fyzikální a mechanické vlastnosti daného materiálu, metoda obrábění, geometrie nástroje. Z fyzikálních vlastností ovlivňuje obrobitelnost zejména tepelná vodivost (závisí na ní rychlost odvádění tepla z místa řezu a tím i výše teploty řezání). Z mechanických vlastností obrobitelnost ovlivňuje zejména pevnost, houževnatost a tvrdost. Čím je materiál pevnější a tvrdší, tím je hůře obrobitelný. Všechny materiály jsou rozděleny do čtyř základních skupin obrobitelnosti:

Reklama
Reklama
Reklama
Každá skupina materiálů je dále rozdělena podle stupně obrobitelnosti na 20 tříd (značení od 1 do 20). S rostoucím číslem se zvyšuje obrobitelnost určitého materiálu. V každé skupině je jeden označen za etalon a k němu se následně určuje relativní obrobitelnost ostatních materiálů ve skupině. Materiály každé skupiny jsou rozdělovány do tříd podle indexu kinetické obrobitelnosti i

o:

,kde v

c60 je řezná rychlost daného materiálu při trvanlivosti T = 60 min a vc60et je řezná rychlost etalonu s T = 60 min.

Obrobitelnost nerezových ocelí závisí na legovacích prvcích, tepelném zpracování a výrobním procesu.

Utváření třísky

Při vnikání řezného klínu do obráběného materiálu je materiál před klínem nejprve silně zhutňován. Při překročení meze pevnosti dochází k plastické deformaci materiálu, která končí odtržením. Vysoká teplota a tlak způsobují sváření deformovaného materiálu a jeho odstřihování od obráběné plochy ve formě třísek. Při řezání materiálu vznikají tři charakteristické druhy třísek: drobivá tříska – vzniká při soustružení křehkých materiálů, např. litiny. Malý úhel čela a malá řezná rychlost jsou rovněž předpokladem pro tvorbu drobivé třísky; článkovitá tříska – vzniká při soustružení houževnatějších materiálů, např. oceli střední pevnosti při středním úhlu čela a menší řezné rychlosti; plynulá tříska – vzniká při soustružení houževnatých materiálů především při velkém úhlu čela a velké řezné rychlosti.

K dosažení hladkého povrchu při soustružení je třeba docílit tvoření plynulé třísky.

Teplo a teplota

Téměř veškerá mechanická práce vynaložená na přeměnu odřezávané vrstvy v třísku se mění v teplo. To se tvoří v  malé oblasti a má za následek vysokou teplotu, která nepříznivě ovlivňuje opotřebení nástroje, jakost obrobené plochy a přesnost obrábění. Celkové teplo je z velké části odváděno formou třísky, z menší části obrobkem a nástrojem.

Maximální teplota při řezání titanu je za stejných řezných podmínek 200krát vyšší než u oceli.

Opotřebení

Opotřebení nástroje je důsledek jeho namáhání během řezného procesu. Lze jej snížit užitím otěruvzdornějšího řezného materiálu nebo změnou řezných podmínek. K základním příčinám opotřebení patří zejména: abraze – ubývání materiálu v důsledku tvrdých a hranatých částic, které se dostávají mezi díly, u nichž vzniká tření; adheze – tendence nestejnorodých částic či povrchů ulpívat jeden na druhém (koheze je pak tendencí stejnorodých nebo identických částic či povrchů spojovat se navzájem); únava povrchu – poškození vznikající cyklickým mechanickým namáháním (dva povrchy v kontaktu při odvalování nebo odvalování s určitou mírou prokluzování); chemické opotřebení – podmínky okolního prostředí vytvářejí produkty reakcí na jednom či obou z pohybujících se povrchů a tyto chemické produkty jsou průběžně odstraňovány z povrchů prostřednictvím tření.

Závislost forem opotřbení břitu řezného nástroje na teploteěv zóně řezání [H-I1/44]
Vliv rezných podmínek na opotrebení břitu řezného nástroje – trendy [H-I1/44]

Mezi druhy opotřebení patří vymílání, které je způsobeno difuzí a mechanickým otěrem třísek. V čelní ploše se vyhloubí žlábek za břitem, který oslabí pevnost samotného břitu a zvýší se nebezpečí vylamování hrany ostří. Opotřebení a vylamování břitu může být způsobeno rázovým namáháním při přerušovaném řezu a projeví se zhoršením kvality obrobené plochy a zvětšením řezné síly. Zlomení břitu může být způsobeno nepřiměřeným namáháním (u křehkého materiálu).

Jan Petřík

jan.petrik@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 150718
Datum: 24. 06. 2015
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

Produktivní vrtání otvorů do hliníku

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Související články
Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Nové nástroje z opotřebovaných nástrojů

Není-li možné nástroje ze slinutého karbidu dále přeostřovat, zbývá většinou pouze jedna možnost – odho-dit je do šrotu. Použití nově vyvinuté metody recyklace však nyní umožňuje tyto opotřebované nástroje využít jako výchozí polotovar pro výrobu nástrojů nových.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Technologie pro firmu s dobrou tradicí

Společnost Jihlavan je tradičním výrobcem letecké i pozemní hydrauliky. Má vlastní vývoj leteckých hydraulických přístrojů. Navíc vyrábí pro významné evropské společnosti přístroje dle jejich dokumentace. S jeho výrobním ředitelem Liborem Babákem jsme si povídali zejména o technologiích a trendech a „vychytávkách“ v této oblasti výroby.

Zero point - efektivní způsob upínání obrobků

Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.

Rychlovýměnný upínací systém

Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.

Vysokorychlostní dokončování tvarových ploch

Za účelem efektivního snižování procesních časů se výrobní podniky při hledání příslušného řešení často zaměřují na oblast hrubování. Velký potenciál pro zkracování výrobních časů a zajištění rychlejší výroby ovšem nabízí časově náročné dokončovací frézování. A právě na tuto kartu vsází WNT, specialista na třískové obrábění patřící do koncernu Ceratizit Group, při zavádění nového systému 3D Finish. Díky frézám tohoto systému lze při dokončovacím obrábění na 5osých strojích dosáhnout značné časové úspory a současně docílit lepší kvality obrobeného povrchu.

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