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

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
Nástroje pro přesné a výkonné obrábění

Společnost WNT v nedávné době uvedla na trh celou řadu novinek v oblasti technologie obrábění, které mají pro své uživatele řešení pro svoji univerzálnost v použití, stabilitu procesu obrábění, ekonomičnost provozu a v neposlední řadě procesní spolehlivost.

Od tlakové slévárny až po kompletní výrobu

Outsourcing u sléváren a kováren nabývá na důležitosti. Přesun obrábění od OEM výrobců do sléváren vedl k tomu, že se řada tlakových sléváren přeorientovala na kompletní výrobu. Příkladem je závod Ljunghäll v České republice, který s podporou firmy Grob rozšířil výrobu z tlakového lití na dodávky komplexních dílů pro automobilový průmysl.

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
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.

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.

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.

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.

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.

Jak úspěšné soustružit tvrzené součástí

Soustružení tvrzených součástí (HPT) se v průběhu posledních 10 -15 let stalo respektovanou a cenově efektivní alternativou k broušení. Bylo prokázáno, že díky této metodě lze zkrátit dobu obrábění a snížit náklady o 70% i více. Ale vedle výhod souvisejících se zkrácením vlastního času cyklu, nabízí HPT i celou řadu dalších výhod. HPT je definováno jako soustružení ocelí s tvrdostí vyšší než 45 HRC (obvykle v rozmezí 55-68 HRC), přičemž jako typické příklady obráběných součástí lze zmínit brzdové kotouče, převodová kola, pastorky řízení, sedla ventilů, písty, vložky válců nebo tělesa spojek.

Zvyšování efektivity soustružení

Jediným časem, kdy při obrábění dochází ke "skutečnému vytváření přidané hodnoty", zejména v případě operací využívaných ve velkosériové výrobě, jako např. při obrábění součástí hnacích ústrojí motorových vozidel, je čas v řezu. U všech soustružnických operací zde cestu ke zvýšení efektivity a snížení cen představuje optimalizace a automatizace. Produktivní obrábění součástí hnacích ústrojí v měkkém stavu, při současném dodržení požadavků na konzistentní kvalitu, je mimořádně náročné a vyžaduje extrémní konkurenceschopnost. Obrábění hřídelí, ozubených kol, objímek, pouzder, kroužků, pastorků nebo ložisek vyráběných z různých typů materiálů vyžaduje použití různých typů soustruhů a různých časů v řezu, přesto však mají prostředky umožňující zvýšení výkonnosti mnoho společného.

Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

Povlak na bázi AlCrN zvyšuje trvanlivost fréz čtyřnásobně

Výroba součástí řídicího ústrojů automobilů klade na obrábění vysoké nároky. Při použití povlaku na bázi AlCrN u válcových fréz a protahováků se dosáhlo dvou- až čtyřnásobné zvýšení trvanlivosti břitu. Čímž se rovněž zkrátily časy na výměnu nástrojů.

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