Témata
Reklama

Povlak DLC zvyšuje trvanlivost závitníků

Pro závitníky na řezání závitů do titanu byl vyvinut nový povlak CrTiN s horní vrstvou DLC. Ve srovnání se závitníky z HSS s povlakem TiCN je možné s nimi pracovat s dvojnásobnou řeznou rychlostí při dvojnásobné trvanlivost.

Ve strojírenské výrobě probíhá trvale diskuse o nutnosti navrhovat stále lehčí konstrukce. Tento požadavek lze splnit mimo jiné především změnou materiálu součásti. Zvláštní význam zde mají slitiny titanu, které mají velmi příznivý poměr mezi pevností a hmotností a používají se v širokém rozsahu obrobků.

Reklama
Reklama
Reklama

Obrábění titanových slitin

Máme-li použít titanové slitiny v konstrukci, je v mnoha případech nutné jejich třískové obrábění. K tomu však jsou potřebné nástroje navržené speciálně pro obrábění těchto materiálů. Titanové slitiny mají z hlediska obrábění velmi nepříznivé vlastnosti – malou tepelnou vodivost, sklon ke tvoření nárůstku, vysokou teplotní odolnost a malý modul pružnosti. Toto platí zejména pro řezání vnitřních závitů závitníky.

Obr. 1. Deska ze slitiny titanu TiAl6V4 s dírami se závity: zde jsou při obrábění na nástroje kladeny vysoké nároky.

Závitníky se vyrábějí především z rychlořezné ocele. Při obrábění titanu jsou především používány nástroje s povlakem. V současné době se používají komerčně dodávané nástroje s povlakem TiCN při řezných podmínkách doporučovaných výrobci. Pro zkoušky nových závitníků byla jako materiál obrobku zvolena klasická slitina TiAl6V4. Po vyřezání 30 až 45 závitů (v závislosti na šarži slitiny) závitníky z rychlořezné ocele s povlakem TiCN byl závit nepřesný a závitník pískal, což je znakem jeho opotřebení.

Vrchní vrstvu tvoří povlak DLC optimalizovaný z hlediska tření

Abychom vyhověli podmínkám obrábění titanových slitin, byl vyvinut speciální povlak (obr. 2). Je složen z vrstvy CrN umístěné na základním materiálu, která zajišťuje dokonalé přilnutí celého povlaku k základnímu materiálu. Další vrstvu tvoří CrTiN. Vysoké tření při řezání závitů a malý modul pružnosti titanu vedou k velkému odpružení materiálu po vyříznutí závitu. Proto je horní vrstva povlaku tvořena DLC. S takto vytvořeným několikavrstvým povlakem bylo možné podstatně snížit vznikající řezné síly a momenty působící na závitník (obr. 3). Při řezných rychlostech od 4 do 8 m.min-1 byl při stejném počtu vyřezaných závitů do materiálu TiAl6V4 krouticí moment u nástrojů z rychlořezné ocele s povlakem DLC značně menší než u závitníků s povlakem TiCN, a to jak při řezání závitu, tak také při vyjíždění závitníku z díry.

Obr. 2. Složení povlaku na základě kalotestu

Se značným zmenšením krouticího momentu roste úměrně také trvanlivost závitníku a počet závitů vyřezaných v požadované přesnosti. Obr. 4 ukazuje počet závitů vyřezaných v požadované přesnosti při různých řezných rychlostech pro závitníky z rychlořezné ocele s povlakem TiCN oproti závitníkům s povlakem DLC. Je zde názorně vidět, že je možné při použití povlaku DLC pracovat s vyššími řeznými rychlostmi při stejné trvanlivosti závitníku nebo při stejné řezné rychlosti dosáhnout vyšší trvanlivosti.

Zvyšování trvanlivosti břitů nástroje při vyšší řezné rychlosti

Jak řeznou rychlost, tak také trvanlivost a počet závitů vyřezaných v požadované přesnosti lze zvýšit více než dvojnásobně. Z důvodu svého vysokého výkonového potenciálu umožňuje nový povlak nejen dosáhnout vyšší trvanlivosti nástroje, ale především lze oproti závitníkům s povlakem TiCN zvýšit podstatně produktivitu práce.


Obr. 3. Porovnání krouticích momentů při řezání závitů do TiAl6V4 referenčním závitníkem a závitníkem s povlakem DLC.
Pro zvětšení klikněte na obrázek

Obr. 4. Ve srovnání se stávající technikou zvyšuje povlak DLC (CROMTIVIc2) značně použití nástrojů z rychlořezné oceli s  povlakem pro obrábění TiAl6V4. Pro zvětšení klikněte na obrázek

Použitím nového povlaku na bázi CrTiN s horní vrstvou DLC lze při řezání závitů do materiálu TiAl6V4 dosáhnout skokového zvýšení produktivity. Toto řešení umožňuje při značně kratších výrobních časech také podstatně zvýšit trvanlivost, což dává významný přínos při obrábění titanových slitin ve výrobě. Kromě toho je nutné ještě vyzkoušet, v jakém rozsahu je možné další zvýšení řezné rychlosti a zda je možné tímto povlakem obrábět také jiné těžkoobrobitelné materiály. V každém případě již nyní existuje efektivní řešení řezání závitů do materiálu TiAl6V4.

Stefeen Reich a kol.
MM Das Industriemagazin, č. 23, 2013, str. 44 až 46.
Zpracoval: -VŘ-

dana.benesova@mmspektrum.com

Reklama
Související články
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.

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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

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.

Procesní analýza snižuje náklady

Technologie broušení hrají v moderním obrábění významnou roli. Jsou využívány při výrobě přesných nástrojů nebo lékařské techniky, v energetice, při výrobě ozubení nebo v leteckém a kosmickém průmyslu. I když může být podíl nákladů na povrchové čištění nízký, technická čistota většinou rozhoduje o možnosti dodat výrobky. V souvislosti s kvalitou povrchů zhotovených obrobků však o nákladech na čištění rozhoduje dimenzování celého výrobního procesu.

Na cestě k nulové chybě upínání

I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.

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.

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.

Dokonalé povrchy řezných nástrojů

Leštění řezných hran nástrojů je čím dál žádanějším procesem v oblasti strojírenství. Stalo se již zřejmým faktem, že stav řezných hran má obrovský vliv na životnost nástroje a řeznou charakteristiku. Existuje dnes zajímavá alternativa dobře známým procesům, jako je broušení nebo tryskání. Je to úprava řezných hran pomocí vlečného omílání.

Nanokompozitný povlak 4. generácie - nACRo4

Počas technologického procesu, akým je rezanie, frézovanie, vŕtanie, tvárnenie atď., je dôležité ochrániť nástroj s kvalitným povlakom, pričom sa dosiahne zníženie opotrebenia a naopak zvýšenie životnosti samotného nástroja. V dnešnej dobe nanoštrukturované povlaky priťahujú pozornosť mnohých vedcov po celom svete z dôvodu syntetizovania materiálov s unikátnymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Nanokompozitný povlak nACRo4 (nanokompozitná vrstva 4. generácie) sa skladá z nanokryštalických zŕn AlCrN, ktoré sú zabudované do amorfnej matrice Si3N4.

Horké komory pro práci s radioaktivním materiálem

V Řeži u Prahy bylo vybudováno nové výzkumné centrum, jehož součástí byla také výstavba kom-plexu horkých komor. Účelem výstavby bylo vytvořit pracoviště pro bezpečnou práci s vysoce radi-oaktivním materiálem. Po pěti letech budování se na začátku roku 2017 podařilo úspěšně zahájit aktivní provoz laboratoří, které jsou schopné zpracování, mechanického testování a mikrostrukturní analýzy radioaktivních materiálů (tlakové nádoby, vnitřní vestavby reaktorů, pokrytí paliva) s aktivi-tou až 300 TBq 60Co, materiálů pro reaktory III. a IV. generace a fúzní reaktory.

Kompaktní řešení Zapoj a spusť

Surffinisher je inovační metoda inline omílání vysoce kvalitních, geometricky složitých součástí během výrobního cyklu , která otevírá nové možnosti pro automatizované, vysoce přesné obrábění definovaných ploch jednotlivých součástí. Kompaktní omílací systém Zapoj a spusť lze snadno integrovat do výrobních linek.

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