Témata
Reklama

Příručka pro technology: Proces obrábění v nerezových ocelích - závěrečné tipy

V předchozích článcích byly popsány materiálové vlastnosti nerezových ocelí a jiných materiálů obrobků, které určují jejich obrobitelnost. Hovořilo se o mechanických i tepelných vlastnostech, chemickém složení, tendenci k deformačnímu zpevnění, struktuře materiálu, vměstcích i o dalších podstatných faktorech obrobitelnosti, jako jsou řezné síly, generované teplo a teplota, utváření třísky a kvalita obrobené plochy. Také byly zmíněny souvislosti mezi vlastnostmi materiálu obrobku a těmito faktory obrobitelnosti.

Tento článek je součástí seriálu:
Příručka pro technology
Díly

Připomeňme si, že obrábění kovů je proces, kdy je ostří nástroje velkou silou vtlačováno do materiálu obrobku, který je deformován tak silně, až se odděluje ve formě třísek. Tento proces značně ovlivňují vlastnosti obráběného materiálu.

Reklama
Reklama
Reklama

Obr. 1 Obrobitelnost


Vlastnosti nerezových ocelí

Některé materiálové vlastnosti nerezových ocelí, kterými se liší od ocelí běžných:

  • Vyšší adheze materiálu – následkem zvýšené adheze dochází během procesu obrábění k nárůstku na břitu (BUE), což ovlivňuje řezný proces více než při obrábění běžných ocelí (správné nastavení řezné rychlosti je zde prvořadé).
  • Utvářené třísky jsou nepravidelného tvaru – kontrola dlouhých třísek je obtížná.
  • Vyšší tendence k deformačnímu zpevnění – po počátečním řezu se utvoří na povrchu obrobku tvrdá vrstva, tuto vrstvu pak o to obtížněji odstraňují řezy následující (snížená životnost nástroje).
  • Nízká tepelná vodivost – teplo vytvořené během procesu obrábění je zapotřebí odvést třískami, to však u nerezových ocelí není tak snadné. Výsledkem je větší koncentrace tepla (vyšší teplota v oblasti řezu).

Základní pravidla pro obrábění

Zde jsou uvedena některá základní pravidla pro obrábění nerezových ocelí:

  • Je dobré zvolit silné destičky (základní tvar), avšak s ostrou geometrií (lehce řezající geometrie, velký úhel čela, zesílený břit). Je zapotřebí využít velkých hloubek řezu a velkých posuvů.
  • Pravidelně se musí měnit břitové destičky (zamezí se tím příliš velkému opotřebení). Pokud je to možné, tak by se měl vést řez pod tvrdou povrchovou vrstvou (oblast deformačního zpevnění).
  • Je dobré omezit vznik tepla (chlazení do správného místa, silné třísky s dostatečným objemem pro zajištění maximálního odvodu tepla), například použitím konceptu chlazení HPDC (Seco Jetstream tooling).
  • Zvolit větší břitové destičky (maximální hmota karbidu k odvodu tepla). Při malých hloubkách řezu a posuvech musí být řezná rychlost navýšena tak, aby bylo dosaženo správné teploty v řezu (faktor řezné rychlosti u frézování).

Soustružení nerezových ocelí

Základní pravidla pro soustružení nerezových ocelí:

  • Správné je zvolit silnou břitovou destičku s ostrou geometrií (lehce řezající geometrie, velký úhel čela; ostrý, avšak zesílený břit), pozitivní T-fazetka předchází problémům s nárůstkem na břitu (BUE) a minimalizuje řezné síly.
  • Je dobré zvolit velký rádius špičky a použít velké hloubky řezu a posuvy.
  • Používat houževnaté karbidové třídy pro hrubování (utváření třísky, nárůstek, vydrolování ostří) a tvrdé karbidové třídy pro dokončování (plastická deformace, opotřebení, vznik vrubů na sekundárním ostří).
  • Pravidelně měnit břitové destičky (zamezí se tím přílišnému opotřebení). Pokud je to možné, tak by se měl vést řez pod tvrdou povrchovou vrstvou (oblast deformačního zpevnění).
  • Omezit vznik tepla (chlazení do správného místa, silné třísky s dostatečným objemem pro zajištění maximálního odvodu tepla).
  • Zvolit větší břitové destičky (maximální hmota karbidu k odvodu tepla). Při malých hloubkách řezu a posuvech musí být řezná rychlost navýšena tak, aby bylo dosaženo správné teploty v řezu.
  • Použít koncept chlazení HPDC (Seco Jetstream tooling).

Frézování nerezových ocelí

Základní pravidla pro frézování nerezových ocelí:

  • Zvolit silné břitové destičky (základní tvar), avšak s ostrou geometrií (lehce řezající geometrie, velký úhel čela; ostrý, avšak zesílený břit), pozitivní T-fazetka předchází problémům s nárůstkem na břitu (BUE) a minimalizuje řezné síly.
  • Volit silné geometrie a velké hloubky řezu a posuvy.
  • Vybírat nástroj s menším úhlem řezu.
  • Používat houževnaté karbidové třídy pro hrubování (utváření třísek, nárůstek, trhliny) a tvrdé karbidové třídy pro dokončování (plastická deformace, otěr, poškození sekundárního ostří).
  • Pravidelně otáčet či vyměňovat destičky (zamezí se přílišnému opotřebení). Čím menší je hloubka řezu, tím je nutné použít větší řeznou rychlost (dodržení správné teploty v řezu). Zvýšení řezné rychlosti při obrábění s malou hloubkou řezu, vede k dodržení optimální teploty v řezu. Je nutné přemýšlet uvážlivě o strategiích frézování (ponorné frézování, frézování vysokými posuvy, vysokorychlostní frézování,…). Lehký řez je velmi důležitý (zvolit lehce řezající geometrie, velký úhel čela, dostatečně ostrý, avšak zesílený břit). Řez se musí vést pod tvrdou povrchovou vrstvou (toho se dosáhne použitím sousledného frézování).
  • Omezit vznik tepla chlazením (do správného místa) a utvářet silné třísky, které svým dostatečným objemem zajistí maximální odvod tepla. Dodržení střední tloušťky třísky je velmi důležité – poloha frézy (10 % průměru vyložení frézy na straně výstupu z obrobku) a tloušťka třísky větší než rozměr T-fazetky a honované ostří pro snížení tření.
  • Použít co možná největší hloubku řezu (alespoň 1 mm) a vynechat dokončovací řez (pokud není nezbytně nutný).
  • Použít vysokorychlostní metodu bez chlazení. Frézování téměř všech typů nerezových ocelí je relativně snadné, s výjimkou PH nerezových ocelí a chlazení není nutné v 80 % případů, opět kromě PH nerezů. Důležitý je správný odvod třísek.

Materiálové vlastnosti

Při zvážení všech materiálových vlastností nerezových ocelí, kterými se tyto odlišují od ocelí běžných, lze při jejich obrábění dosáhnout produktivního a nákladově efektivního procesu. Jistý realistický pohled je však důležitý. Při obrábění nerezových ocelí se spotřebuje více břitových destiček (vyšší náklady na nástroj) než při obrábění běžných ocelí se stejným množstvím odebraného materiálu. Obzvláště obezřetní musíme být při silně přerušovaných řezech, problémy mohou také působit nehomogenní povrchy odlitků a jiné faktory. Dostatečná pozornost se musí věnovat i austenitické struktuře nerezových ocelí (zejména duplexní a nitridované struktury).

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 #10
Kód článku: 121018
Datum: 17. 10. 2012
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Seriál
Související články
Odborné vzdělávání v rukou praxe

Znalosti kvalifikovaného personálu a poznání všech firemních souvislostí hrají mj. jednu z klíčových rolí při zavádění nových technologií a jejich efektivního využívání směrem k ekonomické stabilitě daného subjektu. Kdo je však nositelem oněch potřebných znalostí? Stát v oblasti odborného vzdělávání bohužel dlouhodobě pokulhává a důsledky nekoncepčnosti práce ministerstva školství především v oblasti středního stupně se aktuálně projevují v plné míře.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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