Témata
Reklama

Porovnání vlivu vysokotlakého a standardního chlazení na životnost nástrojů

V prosinci 2005 byla ukončena série testů realizovaná v Kovosvitu Sezimovo Ústí a zaměřená na porovnání vlivu vysokotlakého (70 barů) a standardního chlazení (20 barů) na životnost nástrojů. Některé nejzajímavější výsledky shrnujeme v následujícím článku.

Zmíněná akce proběhla pod záštitou následujících firem: Kovosvit MAS - výrobce obráběcích strojů, Iscar a OSG - výrobci a dodavatelé řezných nástrojů, Blaser - výrobce a dodavatel řezných kapalin, technology-support - reprezentant výrobce chladicích jednotek americké společnosti ChipBlaster. Testy byly realizovány na stroji MCV 1000 QUICK, výrobce Kovosvit MAS, vybaveném chladicí jednotkou ChipBlaster JV10, kterou zapůjčila společnost technology-support.
Reklama
Reklama

Frézování drážky

Cílem testu bylo porovnat vliv vysokotlakého chlazení na životnost nástrojů; konkrétně byla použita drážkovací fréza firmy Iscar HP E 90AN D-16-3-C16-07-C s průměrem 16 mm, VBD: HP ANKT 0702 PN-R IC928, upínač: DIN 69 871 40 ER 32x65, řezné podmínky: vc - 180 m.min-1, n - 3500 ot.min-1, f- 0,08 mm/zub, vf - 840 mm.min-1, h - 5 mm. Opotřebení VBD bylo měřeno po ujetí nástroje 6300 mm v řezu. Obráběný materiál: ČSN 12 050 (DIN Ck 45). Chladicí médium: Blaser, Blasocut KOMBI883.03+F28, koncentrace 8,8, průtok 38 l.min-1.
Stejnými řeznými podmínkami byla obrobena stejná dráha řezu při dvou rozdílných tlacích 70 barů a 20 barů a s použitím rozdílných typů čerpadel vysokotlakého chlazení. Použité VBD byly následně analyzovány. Cílem testu nebylo zničit nástroje, proto se neobrábělo až na hranu opotřebení.

Dosažené výsledky

Na vyhodnocení testu se podíleli pracovníci firem Iscar ČR, technology-support a ChipBlaster. Předpoklad, že největší opotřebení bude na špičce nástroje, se nenaplnil. Nejvíce byla opotřebená část vzdálená cca 5 mm od špičky, tj. oblast, kde končila hloubka záběru. Po obrábění při tlaku 70 barů bylo opotřebení 0,30 mm a začínalo ve vzdálenosti 1,5 mm od špičky VBD. Po obráběni při tlaku 20 barů bylo opotřebení 0,55 mm a začínalo ve vzdálenosti 0,8 mm od špičky. Navíc byl pozorovatelný vznik prvních mikrotrhlin ve vzdálenosti 3,5 mm (4,5 mm) od špičky VBD.

Závěry

Při použití tlaku chladicí kapaliny 20 barů je kritická špička zasažena dříve, a proto je nutné VBD vyměnit dříve než při použití tlaku 70 barů. Opotřebení VBD je při tlaku 70 barů rovnoměrné, zatímco při tlaku 20 barů je patrné výraznější lokální opotřebení, které má za následek vznik mikrotrhlin.
Tyto rozdíly jsou způsobeny různými teplotami v místě řezu při použití odlišných tlaků chladicí kapaliny. Nižší tlak chladicí kapaliny vede k většímu lokálnímu ohřevu v místě řezu, což testy potvrdily. Vyšší tlak v místě řezu naopak zkracuje i dobu vlastního kontaktu VBD destičky s odváděnou třískou. Lze proto uzavřít, že testy jednoznačně prokázaly, že aplikace vysokotlakého chlazení (70 barů) má oproti nízkému tlaku (20 barů) příznivý vliv na životnost destičky.

Vrtání

Tento test byl proveden ve dvou variantách:
A - s cílem porovnat vliv vysokotlakého chlazení na životnost nástrojů;
B - vrtáním tzv. "na smrt vrtáku", tj. do zlomení nástroje.
V tomto případě byl použit celokarbidový vrták firmy Iscar SCD 035-023-060-ACG 5 IC 908 o průměru 3,5 mm, upínač: DIN 69 871 40 ER 32x65, řezné podmínky: vc - 100 m.min-1, n - 9100 ot. min-1, f- 0,15 mm.ot-1, vf - 1360 mm.min-1. Opotřebení vrtáku bylo měřeno po ujetí nástroje 8820 mm v řezu. Obráběný materiál: ČSN 12 050 (DIN Ck 45). Chladicí médium: Blaser, Blasocut KOMBI883.03+F28, koncentrace 8,8, průtok 38 l.min-1.
Za stejných řezných podmínek byla vrtána stejná dráha řezu při dvou rozdílných tlacích 70 barů a 20 barů a s použitím rozdílných typů čerpadel vysokotlakého chlazení. Použité vrtáky byly následně analyzovány.

Dosažené výsledky

Na vyhodnocení testu se podíleli pracovníci firem Iscar ČR, technology-support a ChipBlaster. Tvar třísek - při použití vysokotlakého chlazení (70 barů) bylo oproti nízkotlakému chlazení (20 barů) dosaženo až o 35 % kratší třísky a výrazně lepšího opracování povrchu.
Opotřebení - A: Opotřebení bylo měřeno po vyvrtání 441 díry (8820 mm). Po vrtání při tlaku 70 barů bylo opotřebení minimální a bylo možné pokračovat dále bez nutnosti přebroušení. Naopak po obrábění při 20 barech opotřebení již zasáhlo do chladicího otvoru vrtáku, což znamenalo, že vrták bylo nutné přebrousit.
Opotřebení - B: Test vrtání "na smrt vrtáku" byl uskutečněn jako doplňující. V tomto případě se nezohledňovala nutnost přebroušení vrtáku, ale vrtalo se až do samého zlomení nástroje. Při použití 20barového chlazení prasknul vrták v řezu po vyvrtání dalších 90 otvorů (1800 mm), zatímco při použití 70barového chlazení vrták nejevil pro vyvrtání stejného počtu otvorů žádné poškození (stále ještě ani nejevil známky nutnosti přebroušení). Další opotřebení bylo pouze minimální (do 0,05 mm) - s tímto nástrojem by bylo možné dále pokračovat v obrábění bez jakéhokoliv rizika.

Závěry

Vyšší tlak a dostatečný objem chladicí kapaliny výrazně zkracuje velikost třísek, snadněji vynáší třísky z řezu, proto se znatelně snižuje riziko ucpávání a náchylnost ke zlomení vrtáku. Z provedených testů jednoznačně vyplývá, že při použití tlaku chladicí kapaliny 20 barů je nutné měnit vrták mnohem častěji než při tlaku 70 barů. I tyto testy prokázaly nesporně příznivý vliv vysokotlakého chlazení na životnost vrtáku.

Vrtání do velkých hloubek

Tento test byl prováděn s cílem prověřit vhodnost aplikace vysokotlakého a velkoobjemového chlazení ChipBlaster pro vrtání do velkých hloubek, v tomto případě 20x D. Byly použity nástroje firmy OSG, Milan Smola:
  • navrtávák FTO-GDN průměru 6,1 mm, OSG 48148068, upínač: tepelně smrštitelné pouzdro, řezné podmínky: vc - 110 m.min-1, n - 5750 ot. min-1, f- 0,18 mm.ot.-1, vf - 1035 mm.min-1, hloubka navrtání: 1,1 mm;

a)

vrták FTO-GDLX průměru 6 mm, OSG 8568360, upínač: tepelně smrštitelné pouzdro, řezné podmínky: vc - 100 m.min-1, n - 5300 ot. min-1, f- 0,18 mm.ot.-1, vf - 955 mm. min-1, hloubka vrtání: 120 mm. Byl vrtán otvor o průměru 6 mm do hloubky 120 mm bez přerušení řezu. Obráběný materiál: ČSN 12 050 (DIN Ck 45). Chladicí médium: Blaser, Blasocut KOMBI883.03+F28, koncentrace 8,8, průtok 38 l.min-1.

Doporučení dodavatele nástroje

Celou hloubku otvoru lze vrtat najednou bez cyklů přerušení řezu pouze za předpokladu tlaku vnitřního výplachu min. 30 barů.

Závěry

Test prověřil vhodnost aplikace vysokotlakého a velkoobjemového chlazení ChipBlaster pro vrtání do velkých hloubek - v tomto případě 20x D. S použitím stávajícího (nízkotlakého) chlazení by nebylo možné tuto technologii vůbec použít, což je v souladu s doporučeními dodavatelů nástrojů.

Parametry použité chladicí jednotky

Výše popsané testy byly realizovány s pomocí vysokotlaké a velkoobjemové chladicí jednotky ChipBlaster - typ JV10. Tato jednotka je vybavena automatickou regulací průtoku chladicí kapaliny v intervalu 12 - 38 l.min-1 a nastavitelným tlakem do 108 barů. Dle doporučení výrobce je vhodná pro vrtání s nástrojem do průměru 25 mm a je ideální pro obráběcí stroje o výkonu do 18 kW, soustruhy s jednou hlavou a frézovací centra s kuželem 40.
Tato jednotka je standardně vybavena vysokotlakým pístovým čerpadlem, které automaticky dodává vždy přesně takové množství chladicí kapaliny, aby byl udržen požadovaný tlak bez výkyvů. Jednotka JV10 je již z výroby naprogramována tak, aby kromě přednastavených tlaků (25, 35, 52,5 a 70 barů) umožňovala nastavení libovolných hodnot tlaků s horní hranicí 105 barů. Součástí jednotky je rovněž vestavěná 190litrová nádrž a 5mikronová filtrace.
Tento typ chladicí jednotky, včetně řady dalších modelů, je na českém trhu dostupný prostřednictvím společnosti technology-support, která vám ochotně poskytne všechny další potřebné informace.

Andrea Cejnarová
060516
technology-support
//www.t-support.cz
acejnarova@t-support.cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 10116
Datum: 31. 01. 2001
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Vysoce výkonné vrtání kovaných dílů

Kované ocelové díly se často používají v aplikacích s vysokými požadavky na pevnost a spolehlivost, jako jsou např. oka ojí pro zemědělské stroje. U těchto dílů jsou kladeny požadavky na vysokou pevnost a tvrdost, což kovaná ocel splňuje. A pro obrábění těchto materiálů jsou samozřejmě třeba vysokovýkonné stroje.

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.

Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Související články
Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Manipulační systém HS flex heavy

Firma Hermle se již téměř dvacet let zabývá automatizací svých obráběcích center a jako pokračování tohoto vývoje nyní uvádí na trh výkonný, kompaktní a rovněž cenově mimořádně atraktivní automatizační nástroj - manipulační systém HS flex heavy.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Bezobslužná výroba forem rychle a přesně

Požadavky na výrobce nástrojů pro vstřikování plastových dílců rostou kontinuálně, současně se zvyšuje tlak na ceny ze zemí s nízkými mzdami. Pro výrobu těchto nástrojů jsou proto vyžadovány obráběcí stroje, které jsou vysoce produktivní i velmi přesné, aby bylo možné snížit náklady na opravu zmetků a rychle splnit přání zákazníků. Kromě toho musí "ladit" podpora ze strany výrobce stroje.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Efektivita a maximální dynamika

Jedinečný koncept, možnost frézovat a vrtat bez nového upínání, a především vysoká procesní jistota při maximální přesnosti. Tyto přednosti udělaly věrného zákazníka firmy Grob i ze společnosti Hetec sídlící v německém Breidenbachu.

Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Nová obráběcí centra na veletrhu EMO

Z obráběcích center představených na EMO 2019 představujeme několik novinek společností Hwacheon a Takisawa Japan zaměřených na produktivitu, přesnost, kvalitu a automatizaci.

Kde se svět točí kolem kotouče

Moderní výrobní závody sázejí na stroje, které vyžadují minimální počet manuálních operací a nepříliš intenzivní personální dohled. Pojmem, který symbolizuje optimální propojení nejmodernější technologie s výkonností, je automatizace.

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