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
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
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.

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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

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.

Československá stopa u nového rekordu

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

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.

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.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

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.

CNC řízení pro rychlostní a multifunkční obrábění

Výsledek obráběcího procesu v parametrech přesnost/rychlost/povrch je dán mnoha faktory na straně stroje, nástrojů, způsobu programování a upínání, přičemž může existovat i více cest k jednomu stanovenému cíli. V tomto článku bychom se chtěli zaměřit na CNC řídicí systém, který je dnes bezpochyby podstatnou a nenahraditelnou složkou tohoto procesu. Řídicím systémem přitom většinou rozumíme jak vlastní řídicí počítač, tak i pohony os a vřeten a systémy odměřování polohy.

Multifunkční obráběcí centra

Tento typ obráběcích center patří do bouřlivě se rozvíjející skupiny CNC obráběcích strojů. Představuje typ obráběcího stroje, který reflektuje rostoucí požadavky uživatelů na obrobení součásti při jednom upnutí. Ve své podstatě jde o CNC stroje sdružující dvě základní operace třískového obrábění, a sice soustružení a frézování, do jednoho stroje. Kromě tohoto atributu mají tyto stroje i jiné vlastnosti, které budeme dále diskutovat.

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