Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Příručka pro technology - Jak rozpoznat správné utváření třísek?
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Příručka pro technology - Jak rozpoznat správné utváření třísek?

Při procesu obrábění kovů je materiál z obrobku odebírán řeznou hranou ve formě třísek. Pokud mají vzniklé třísky nesprávný tvar či jsou odváděny nevhodným způsobem, dojde ke snížení obrobitelnosti. Řízení procesu utváření a odvodu třísky je tedy velmi důležité pro zajištění vysoké obrobitelnosti a efektivity výroby.

Způsob utváření třísky souvisí s geometrií řezné hrany. Vhodná řezná hrana a geometrie utvařeče třísek zaručují dlouhou životnost nástroje, nízké řezné síly, správné utváření třísek a jejich snadné odvádění, a tím i stabilní a bezpečný proces.

Nejlepší třísky jsou krátké

Správné utváření třísky zamezuje poškození obrobku, nástroje a poranění operátora, předchází prostojům ve výrobě a problémům s odvodem třísek. Dalo by se tedy říci, že nejlepší třísky jsou krátké. Na druhou stranu ale nutno podotknout, že třísky by neměly být krátké příliš, protože pak je snížena i životnost nástroje. Velmi krátké třísky způsobí mikrotrhliny na řezné hraně, což vede k předčasnému vylomení hrany. Při zvážení těchto dvou faktorů vyplývá, že ideální jsou třísky typu krátké spirály.


Obr. 1 Způsob utváření třísky souvisí s geometrií řezné hrany.

Prvním ovlivňujícím faktorem je materiál obrobku – známe materiály s extrémně dlouhou třískou (neželezné kovy), materiály s dlouhou třískou (oceli), materiály s krátkou třískou (litiny a kalené materiály), materiály tvořící třísky nepravidelného tvaru (nerezové oceli, vysoce legované slitiny, titanové slitiny). Významnými vlastnostmi materiálu jsou tvrdost a pevnost v tahu (vyšší tvrdost vede k tvorbě krátkých třísek). Další podstatnou vlastností při utváření třísek je tažnost – větší tažnost způsobuje utváření delších třísek. Zde je velký rozdíl mezi ocelí a nerezovou ocelí. Nerezová ocel má vyšší tažnost než ocel, proto jsou třísky při obrábění nerezové oceli delší. A v neposlední řadě je důležitým faktorem i struktura materiálu obrobku. Při obrábění austenitických struktur (austenitické nerezové oceli) se utvářejí třísky nepravidelného tvaru, proto je kontrola tvorby třísek takových materiálů velmi obtížná.

Rozhodující faktory pro tvorbu třísek

Dalším důležitým prvkem je řezný nástroj. Větší úhly čela umožňují snížení řezné síly, vykazují však tendenci k utváření dlouhých třísek. Menší úhly řezné hrany způsobují tvorbu dlouhých třísek. Rozhodujícími faktory pro kontrolu tvorby třísek je však řezná hrana a geometrie utvařeče třísek (za předpokladu, že použité řezné podmínky jsou pro danou geometrii vybrány správně).


Obr. 2 Pro dosažení nejlepšího tvaru třísky lze využít celé řady faktorů, z nichž některé jsou dané, ale dalšími můžeme proces obrábění ovlivnit a zajistit tak správné utváření třísky.

Vliv chlazení na proces utváření třísky je diskutabilní. Tradiční způsoby chlazení, kterými jsou obrábění za sucha, chlazení emulzí, MQL chlazení (systém minimálního množství mazání), nemají ve skutečnosti na proces utváření třísky znatelný vliv. Naproti tomu systém chlazení HPDC (přímé vysokotlaké chlazení – Seco Jetstream Tooling) podstatně ovlivňuje nejen tvorbu třísek, ale také životnost nástroje a kvalitu obrobku.


Obr. 3 Faktory ovlivňující utváření třísky

Použité řezné podmínky

Nejdůležitější pro kontrolu utváření třísky jsou však použité řezné podmínky. Větší hloubky řezu (v kombinaci se správným posuvem) zaručují správnou tvorbu třísek. Pokud jsou hloubky řezu příliš malé, je zde riziko vzniku tzv. čtvercových třísek, které jsou nebezpečné pro obsluhu stroje i pro řeznou hranu. Obecně platí: čím jsou posuvy větší, tím kratší budou třísky. Ve skutečnosti je posuv tím nejpodstatnějším z řezných parametrů pro kontrolu tvorby třísek. Zajímavou řeznou podmínkou – vzniklou kombinací hloubky řezu a posuvu – je štíhlostní poměr třísky. Tento poměr je definován jako hloubka řezu děleno posuvem. Teoreticky by tento poměr měl být co nejblíže k hodnotě 10 (hloubka řezu 10x větší než posuv). Odchylky od této hodnoty jsou možné a souvisí především s materiálem obrobku. Vliv řezné rychlosti na proces utváření třísky není jednoduché obecně popsat. Pokud jsou posuvy nízké, budou třísky tím delší, čím vyšší bude použitá řezná rychlost.

Kombinace hloubky řezu a posuvu

Vyobrazené schéma utváření třísky (obr. 4) je grafické znázornění výše popsaného vztahu mezi materiálem obrobku, řeznou hranou a geometrií utvařeče, řeznými podmínkami a tvorbou třísky. Pro daný typ řezné hrany (geometrie) toto schéma znázorňuje, jaké kombinace hloubky řezu a posuvu vedou ke správné tvorbě třísky. Pokud je poměr mezi hloubkou řezu a posuvem příliš vysoký, třísky budou příliš dlouhé a budou způsobovat problémy při procesu obrábění. Pokud je poměr mezi hloubkou řezu a posuvem příliš nízký, budou třísky příliš krátké, což bude snižovat životnost nástroje. Pokud dojde ke kombinaci velké hloubky řezu a vysokého posuvu, dojde často k vylomení řezné hrany z důvodu mechanického přetížení.


Obr. 4 Schéma utváření třísky

Austenitické nerezové oceli ve srovnání s ocelí mají vyšší tažnost a austenitickou strukturu. Tyto vlastnosti zapříčiňují tvorbu delších, nepravidelných třísek. Při obrábění nerezových ocelí je důležité použití vhodných řezných geometrií (ostrá řezná hrana, ale v kombinaci s v podstatě negativními – pevnými – řeznými geometriemi). Použité hloubky řezu by měly být dostatečně velké pro zamezení tvorby čtvercových třísek a také posuvy by měly být vysoké (vyšší posuvy = kratší třísky).

Podrobné informace k této problematice lze získat také v rámci vzdělávacího programu STEP (Seco Technical Educational Programm).

Patrick De Vos, MSc.

Seco Tools CZ

dana.benesova@mmspektrum.com

 

Další články

Výzkum/ vývoj
Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Obráběcí stroje a technologie
Elektrotechnika a regulace
Převody/pohony/ložiska/spojky
Automatizace, regulace
CAD/CAM/CAE/CIM

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: