Témata
Reklama

Příručka pro technology: Proces obrábění kovů - vliv geometrie

V předchozích dílech seriálu jsme se dozvěděli o tribologických jevech, mechanických vlivech a chemických či tepelných agresivních vlivech na životnost nástrojů. Tento díl je zaměřen na vliv geometrie na životnost nástrojů.

Tento článek je součástí seriálu:
Příručka pro technology
Díly

Jaká je definice dobré řezné geometrie? Je to faktor velmi důležitý z hlediska nejlepší možné životnosti nástroje, kontroly třísek, stability, bezpečnosti provozu, kvality, efektivity, drsnosti povrchu, ale zjednodušeně lze říci, že hlavní úlohou geometrie je utvářet třísky v té správné velikosti tak, aby jejich odvod byl snadný a jejich formování nebylo náročné. Tento článek pojednává o roli řezné geometrie v procesu obrábění kovů.

Reklama
Reklama

Řezná rychlost

Při posuzování významu řezné geometrie musíme vzít v úvahu následující hlediska. Za prvé, vlastnosti břitu jsou určeny třídou karbidu, která musí být zvolena podle obráběného materiálu. Společným jmenovatelem obou je řezná rychlost. Za druhé, vlastnosti břitu jsou ovlivněny jeho geometrií, přičemž geometrie břitu musí být zvolena podle typu realizované operace, tj. hrubování či dokončování. Zde jsou společným jmenovatelem geometrické řezné podmínky (posuv a hloubka řezu).

Obr. 1. Základní geometrieSprávně utvořená tříska nesmí být ani příliš krátká ani příliš dlouhá. Krátké třísky zkracují životnost nástroje (vyštipování břitu), dlouhé třísky ohrožují produktivitu procesu (poškození obrobku, nástroje, bezpečnost operátora, přerušení výroby, problémy s odvodem třísek). Tříska tvaru krátkých spirál je optimální. Vyhodnocení řezné geometrie v praxi probíhá posouzením třísek utvořených během procesu obrábění. Dobře tvarované třísky jsou ukazatelem správného vzájemného nastavení zvolené řezné geometrie, hloubky řezu a posuvu.

Základní geometrie

Lze konstatovat, že třísky musejí být odváděny od řezné hrany tím nejlepším možným způsobem, přičemž evakuace třísek je ovlivněna zejména základní geometrií nástroje. Základní geometrii lze v podstatě chápat jako způsob upnutí břitové destičky v držáku nebo fréze. Existují dvě základní geometrie nástroje: pozitivní a negativní. Pozitivní geometrie (v kombinaci s rovnou plochou čela) poskytuje nižší řezné síly a vznik tepla a obecně lepší odvod třísek. Nevýhodou takové geometrie je její menší pevnost. Negativní geometrie (také v kombinaci s rovnou plochou čela) zaručuje pevný nástroj, ale s vyššími řeznými silami, větším množstvím vzniklého tepla a horším odvodem třísek.

Obr. 2. Řezná geometrieSkutečná řezná geometrie se však nachází na samotném břitu. Tato geometrie sestává ze tří částí: geometrie řezné hrany, geometrie T-fazetky, geometrie utvařeče třísek. Všechny tři musejí být správně zkombinovány, ale jednotlivě také slouží svému účelu.

Geometrie řezné hrany

Existují tři základní typy geometrií řezné hrany: ostrá, zaoblená, zkosená (pozor = mluvíme zde o mikronech). Ostrá řezná hrana dává nízké řezné síly, snižuje riziko nárůstku (build-up edge), prodlužuje životnost nástroje, ale není stabilní (hrozí vyštipování břitu a zkrácení životnosti nástroje).

Obr. 3. Základní principy funkce utvařeče třísekGeometrie T-fazetky je přechodovou oblastí mezi geometrií břitu a geometrií utvařeče třísek, geometrie T-fazetky je pozitivní a negativní. Pozitivní, která je určena pro obrábění nerezových ocelí a vysokolegovaných slitin, generuje méně tepla a teploty při obrábění, způsobuje menší opotřebení řezné hrany, zvyšuje kapacitu řezné rychlosti, oblasti s maximálním tlakem jsou menší (menší zátěž na břitu) a snižuje řezné síly. Nevýhodou je vyšší koncentrace napětí na břitu a zvýšené riziko vyštipování břitu. Geometrií břitu a T-fazetky ovlivníme životnost břitu nástroje.
Obr. 4. Schéma geometriíAbychom plně využili geometrií řezné hrany a T-fazetky, musí být dodrženo jedno velmi důležité pravidlo: posuv musí být větší než velikost těchto geometrií. Tvar třísek musí být dán geometrií utvařeče třísek.

Geometrie utvařeče třísek

Proces formování třísky udává geometrie utvařeče třísek. K dispozici jsou tři typy geometrií utvařeče: silně lámající geometrie (F-geometrie), měkce lámající geometrie (R-geometrie) a „středně“ lámající geometrie (M-geometrie).

Silně lámající geometrie deformují třísky a lámou je v momentě, kdy jsou utvářeny. Výsledkem jsou pak krátké třísky. Nevýhodou této geometrie je, že řezné síly jsou soustředěny na břit, což následně činí břit křehčím (kompenzací tohoto jevu jsou malé hloubky řezu a posuvu). Měkce lámající geometrie mají opačný vliv – třísky jsou delší, to však vede k „silnějšímu“ břitu. Středně lámající geometrie se svým účinkem pohybují uprostřed obou výše uvedených.

Jde jen o nalezení správné rovnováhy mezi schopností utváření třísek a pevností břitu. Každá aplikace vyžaduje specifickou geometrii. Vztah mezi správnou geometrií pro určitou aplikaci a použití geometrie (hloubka řezu a posuv) je zobrazen ve schématu geometrií. Zodpovědností Seco je pak zajistit, aby různé geometrie utvařeče třísek byly zkombinovány s odpovídajícími geometriemi řezných hran a T-fazetek.

Celková geometrie

Vedle všech výše uvedených skutečností existují ještě další prvky, které přispívají k co nejlepší funkci celkové geometrie břitové destičky. Některé z nich jsou uvedeny na obrázku 5.

Obr. 5. Další faktory geometrie

Třída karbidu je velmi podstatným faktorem v procesu výběru správného břitu pro určitou aplikaci. Ale získání co nejlepšího výsledku z řezné kapacity břitu je silně závislé na geometrii břitu. Základní geometrie, geometrie řezné hrany, geometrie T-fazetky a utvařeče třísek jsou základními pilíři břitu umožňujícího maximální výkon.

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

Patrick De Vos, MSc.

Seco Tools

//www.secotools.com/cz

dana.benesova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 120927
Datum: 04. 09. 2012
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Seriál
Firmy
Související články
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.

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.

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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
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.

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.

Produktivní high-end obrábění

V minulém vydání jsme vám přinesli referenci rakouského výrobce obráběcích strojů Emco u svých klíčových zákazníků, konkrétně z laakirchenského závodu na výrobu rotačných dílů firmy Miba Gleitlager Austria GmbH. V Rakousku nadále zůstáváme a dnes se vydáme se do salcburské firmy MTE Metalltechnik Elsenhuber, která se vedle sestav specializuje na výrobu kusovou až velkosériovou.

Cermetové výstružníky s utvářeči třísky

Obrábění velmi přesných děr vystružováním patří k náročnějším technologickým operacím. Při správné volbě nástroje a pracovních podmínek je potřeba brát v úvahu i fakt, že utváření a odvod třísek v omezeném prostoru díry průchozí i neprůchozí je vždy komplikovanější než u jiných technologií (např. při obrábění rovinných ploch frézováním).

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.

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.

Výroba speciálních nástrojů

Spolupráce české firmy Hofmeister a německé Hermle - BAZ umožňuje plnit hospodárně a v žádaném termínu požadavky zákazníků po speciálních nástrojích.

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