Témata
Reklama

Rezne podmienky pre vrtanie nehrdzavejúcej Cr-Ni ocele

Cieľom tohoto článku je dokumentovať výsledky experimentálnych meraní pri vŕtaní nehrdzavejúcej austenitickej ocele 17241, ktoré boli zamerané na opotrebovanie rezných nástrojov, tvorenie triesky a doporučenie voľby rezného nástroja pre výrobu otvorov

Strojárska výroba patrí k priemyselným odvetviam, ktoré výrazne ovplyvňujú rast našej ekonomiky, a preto je nutné venovať tomuto odvetviu výraznú pozornosť. Automatizovaná výroba, znižovanie nákladov výroby, nové objavy v oblasti vývoja nových kovových materiálov a následne aj vývoja pokrokových rezných materiálov tvoria technológiu obrábania čoraz významnejšou. Výrazný vplyv na technológiu obrábania má aj vývoj nových, konštrukčne zložitých strojových zariadení a optimálnych technologických postupov a zároveň aj automatizácia strojárskej výroby. To všetko umožňuje použitie nových kovových materiálov, ktoré majú špeciálne vlastnosti (najvýznamnejšie sú odolnosť voči opotrebovaniu, odolnosť proti vysokým teplotám), vyznačujú sa vysokou tvrdosťou a pevnosťou v agresívnych prostrediach, odolnosťou proti vysokým mechanickým zaťaženiam.
Reklama
Reklama

Experimentálne meranie

Pre experimentálne meranie bol použitý materiál austenitická nehrdzavejúca oceľ 17 241 -vzorky rozmerov b x h x l (35 x 15 x 150) mm s chemickým zložením ocele dĺa tabuľky. Merania boli realizované v laboratórných podmienkách Katedry technického inžinierstva, SjF Žilinskej univerzity v Žiline.
Použitý stroj - vŕtačka VR 6A a rezné nástroje firiem Gühring a Dormer - skrutkové vrtáky z rýchloreznej ocele s priemerom d = 5,5 mm.
Navrhnuté rezné podmienky dľa tabuliek č. 2, 3 a 4.
Pre experimentálne skúšky bola aplikovaná rezná kvapalina Cimperial 900 firmy Cincinnati Milacron-Cimcool. Cimperial 900 - moderná rezná kapalina - je komplexnou zmesou chemikálií a minerálneho oleja, ktorá môže byť použitá v širokom rozsahu operácií. Je veľmi stabilná a odolná voči baktériam a sekundárným kontaminátom vrátane oleja a udržuje si stále dobré pracovné a čistiace podmienky. Vyhovuje prísným zdravotným a ekologickým predpisom.
Cimperial 900 je transparentný, do hneda zafarbený, vodou riediteľný koncentrát reznej kvapaliny, neobsahujúci dusitany. Je určený pre obrábanie a brúsenie železných a neželezných materiálov vrátane nehrdzavejúcich a nástrojových ocelí. Je rovnako veľmi efektívny pri aplikáciách na hliník a hliníkové zliatiny. Táto rezná kvapalina je určená pre stredne až extrémne ťažké obrábanie a brúsenie. Vlastnosti a výhody: výnimočná biologická stabilita, veľmi dobré čistiace a chladiace vlastnosti, vhodná pre rozsiahlú oblasť materiálov a operácií, nezvyšuje náklady na likvidáciu - neobsahuje chlór, poskytuje vysokú kvalitu povrchu. Cimperial 900 je veľmi ľahko miešateľný s vodou. Stačí len naliať príslušné množstvo koncentrátu do vody. Pre automatické miešanie sa odporúča Cimcool Mix Masters.

Výsledky experimentalneho merania

Pre hodnotenie opotrebovania vrtákov bola meraná hodnota opotrebovania VB na hlavnej chrbtovej ploche A??????? (ako zobrazuje obrázok) a ďalši plochy a prvky reznej časti vrtáka (čelná plocha A???????, hlavná rezná hrana S, vedľajšia rezná hrana S´, priečna rezná hrana Ss, hrot H, vrchol V, fazetka) boli analyzované na REM (röntgenový elektrónový mikroskop). Výsledky dokumentuje tabuľka č. 5. a obrázok č. 1.
Pri experimentálných meraniach bolo skúmané tvorenie triesky a tvary triesok pre definované rezné podmienky. Výsledky týchto meraní dokumentuje tabuľka č. 6. V tabuľke sú uvadzané tvary triesok pre vrták č. 4. Analýza hodnotenia triesok bola urobená tiež pomocou REM, ako zobrazujú obrázky č. 2 a č. 3.

Záver

Z hodnotenia experimentálnej časti opotrebovania skrutkových vrtákov je možné povedať:
- vrtáky z nelineárnou reznou hranou (Dormer) vykazujú najpriaznivejšie výsledky;
- opotrebovanie týchto vrtákov je rozdielné ako u iných výrobcov;
- závislosť opotrebovania týchto vrtákov na počte navrtaných otvorov je zobrazená na grafu, kde je zreteľne vidieť, že najpriaznivejšie hodnoty boli namerané pri vrtáku č. 4. Pri tomto vrtáku bolo opotrebovanie viditeľné až po vyvrtaní 5 otvorov a pri narastajúcom počte otvorov nám stúplo najmenej;
- s rastúcim počtom otvorov (20 a viac) bolo možné pozorovať tepelné ovplyvnenie hlavnej chrbtovej plochy a hrotu vrtákov;
- pre vrtáky firmy (Gühring) je charakteristické vyštrbovanie častí rezného materiálu;
- pre všetky vrtáky je možné povedať, že dochádza k poškodeniu povlaku postupne, a to hlavná chrbtová plocha, čelná plocha a vedľajšia chrbtová plocha;
- tabuľka č. 7 zobrazuje porovnanie rezných podmienok navrhnutých výrobcom a rezných podmienok vyplývajúcich z experimentálných meraní.
Po vykonaní experimentálnych skúšok sa potvrdili rozdiely rezných vlastností pri rôznych rezných podmienkách. Taktiež bol viditeľný rozdiel v kvalite vrtákov, najmä v presnosti geometrie hrotu vrtáka, čo sa odrazilo hlavne na tvorení triesky. To viedlo k zníženiu trvanlivosti vrtáka, dokonca aj k jeho ulomeniu. Lepšie rezné vlastnosti boli dosahované pri vrtákoch firmy Dormer ako Gühring, hoci je treba prihliadať na definované rezné podmienky experimentálnych meraní. Pri tomto vyhodnotení je potrebné brať do úvahy ekonomickú návratnosť pri použití týchto vrtákov. Tieto dosiahnuté výsledky môžu ovplyvniť kvalitu a využitie procesu obrábania austenitických nehrdzavejúcich ocelí, hlavne ocele 17 241.
Ing. Jozef Jurko, Ph.D.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 30416
Datum: 23. 04. 2003
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Teleskopické kryty s rodným listem

Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.Moderní obráběcí stroje jsou sofistikované mechatronické celky, kde pohyb jednotlivých částí stroje zajišťují pohybové osy (lineární a rotační) vybavené vedením, zpětnovazebně řízeným pohonem a vhodným krytem. Ačkoliv kryty nejsou vnímány jako klíčový komponent stroje, díky zajištění ochrany osy před nepříznivými vlivy okolí a znečištěním od výrobního procesu pomáhají zajistit spolehlivost chodu celého stroje. Krytování však působí v rámci pohybové osy jako přidaná hmota a zdroj pasivních odporů. Tím jsou negativně ovlivněny vlastnosti osy (např. dynamika a přesnost pohybu) a množství energie, nutné pro vyvození pohybu.

Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

Související články
Bezobslužná výroba forem rychle a přesně

Požadavky na výrobce nástrojů pro vstřikování plastových dílců rostou kontinuálně, současně se zvyšuje tlak na ceny ze zemí s nízkými mzdami. Pro výrobu těchto nástrojů jsou proto vyžadovány obráběcí stroje, které jsou vysoce produktivní i velmi přesné, aby bylo možné snížit náklady na opravu zmetků a rychle splnit přání zákazníků. Kromě toho musí "ladit" podpora ze strany výrobce stroje.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Vysoce výkonné vrtání kovaných dílů

Kované ocelové díly se často používají v aplikacích s vysokými požadavky na pevnost a spolehlivost, jako jsou např. oka ojí pro zemědělské stroje. U těchto dílů jsou kladeny požadavky na vysokou pevnost a tvrdost, což kovaná ocel splňuje. A pro obrábění těchto materiálů jsou samozřejmě třeba vysokovýkonné stroje.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Manipulační systém HS flex heavy

Firma Hermle se již téměř dvacet let zabývá automatizací svých obráběcích center a jako pokračování tohoto vývoje nyní uvádí na trh výkonný, kompaktní a rovněž cenově mimořádně atraktivní automatizační nástroj - manipulační systém HS flex heavy.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Kde se svět točí kolem kotouče

Moderní výrobní závody sázejí na stroje, které vyžadují minimální počet manuálních operací a nepříliš intenzivní personální dohled. Pojmem, který symbolizuje optimální propojení nejmodernější technologie s výkonností, je automatizace.

Hybridní obráběcí stroje

Hybridní obráběcí stroje představují snahu o sdružení několika různých technologií do jednoho obráběcího stroje a tím zkrácení nevýrobních časů a tedy i zkrácení výrobního cyklu na minimum. V širším obecném pohledu můžeme říci, že každé současné obráběcí centrum je hybridní stroj, ve kterém jsou sdruženy různé technologie třískového obrábění, např. frézování a vrtání. Většinou však je pod pojmem hybridní stroj myšlen stroj sdružující technologie založené na rozdílných principech.

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