Témata
Reklama

Výkonné řezné materiály

Efektivnost při třískovém obrábění kovů lze zvyšovat zkracováním řezných časů, zlepšováním řezných podmínek a použitím progresivních řezných materiálů. Výzkum a vývoj se dnes nejvíce zaměřují na využití nových materiálů, které při značné otěruvzdornosti a delší trvanlivosti břitu dobře snášejí tepelné a dynamické namáhání i při velkých provozních rychlostech a posuvech

V případě obrábění rozměrných součástí, které vyžadují vysokou přesnost, je nutné použít nástroje osazené výkonnými řeznými materiály, které jsou schopny funkční plochu obrobit s minimálním opotřebením břitu. Jejich širšímu využití brání především poměrně vysoká pořizovací cena. Ovšem po provedení objektivních propočtů dojdeme k překvapivým úsporám. Mezi výkonné řezné materiály řadíme zejména řeznou keramiku (ŘK) a supertvrdé materiály (STM).
Reklama
Reklama

Řezná keramika

Intenzivní výzkumnou a vývojovou činností byly v posledních letech významně zlepšeny některé vlastnosti keramických materiálů. To umožnilo podstatné rozšíření jejich aplikace ve strojírenské praxi. Pro dělení a značení keramických materiálů neexistuje žádná konkrétní norma. Všeobecně je však přijímáno rozdělení následující:
  • oxidová keramika (na bázi Al2O3)
  • - čistá,
    - směsná,
    - zpevněná;
  • nitridová keramika (na bázi Si3N4).
  • Supertvrdé materiály

    Jsou to technické materiály, které svými vlastnostmi (především tvrdostí a otěruvzdorností) převyšují dosud známé běžné řezné materiály. Řadíme sem polykrystalické materiály na bázi diamantu (PKD) a na bázi kubického nitridu boru (PKBN).
    Polykrystalický diamant
    Díky vysoké vazebné energii kubické mřížky je nejtvrdším ze známých materiálů. Diamanty dělíme zásadně na dvě skupiny - přírodní a syntetické. Oba uvedené druhy se vyskytují ve tvaru monokrystalickém a polykrystalickém. Přírodní diamanty mají pro obrábění podřadný význam, neboť jsou nejen nesmírně drahé, ale i technologicky méně výhodné než diamanty vyráběné synteticky.
    Polykrystalický kubický nitrid boru
    Měkce hexagonální modifikací vystupuje nitrid boru v určité analogii s uhlíkem, kde krystalizuje jako grafit se stejným typem mřížky a tvrdou kubickou modifikací. Přírodní nitrid boru není vhodný na nástroje s definovanou geometrií, protože na rozdíl od hexagonálního nitridu křemíku je měkký. Teprve transformací mřížky, za vysokých teplot a tlaků, z hexagonální na kubickou, se stává kubický nitrid boru druhým nejtvrdším materiálem vedle diamantu.

    POUŽITÍ VŘM

    Polykrystalický diamant
    Nástroje a vyměnitelné břitové destičky (VBD) osazené PKD se používají pro obrábění neželezných kovů a slitin, jako jsou např. hliník a jeho slitiny, měď, mosaz, bronz, titan a jeho slitiny. Jedná se vesměs o materiály, jejichž teplota tavení leží pod 700 °C a nemají afinitu k uhlíku. Stále více se tyto nástroje nasazují při obrábění keramických a plastických hmot, grafitových hmot, gumy a jiných kompozitních materiálů s abrazivní složkou. Vynikající výkonnost a trvanlivost řezných nástrojů osazených PKD nabízejí možnosti použití zejména ve velkosériové výrobě.
    Polykrystalický kubický nitrid boru
    Při obrábění bílé litiny s tvrdostí nad 50 HRC, legované litiny a tvrdých návarů se používají nástroje a vyměnitelné břitové destičky osazené PKBN. Při opracování těmito nástroji je jeho životnost mnohonásobně vyšší než u podobných nástrojů ze slinutého karbidu (SK) či řezné keramiky (ŘK). Tím se sníží neproduktivní čas, potřebný pro výměnu nástroje a zvýší se rozměrová přesnost důsledkem nižšího otěru destičky.
    Řezná keramika
    Nástroje osazené řeznou keramikou (ŘK) jsou vhodné zejména pro velkosériovou a hromadnou výrobu při stálých podmínkách obrábění. Jedná se hlavně o tvrzené litiny, tvrzené oceli, povrchově cementované a cementované oceli.

    Perspektivy

    Nástroje z výkonných řezných materiálů nalézají stále širší uplatnění nejen u obrábění s plynulým řezem (soustružení), ale i u obrábění s řezem přerušovaným (frézování). Stroje musí mít dostatečný výkon a rozsah otáček, vysokou tuhost a přesnost chodu vřetene, zakrytovaný pracovní prostor a zajištěný odvod třísek. I přes vyšší pořizovací náklady je nutno stroje s těmito parametry zajistit.
    Je samozřejmé, že tyto nástroje nejsou univerzálně použitelné pro všechny druhy obráběných materiálů a rozhodně nevytlačí klasické obráběcí materiály, jako jsou slinuté karbidy či rychlořezná ocel apod.
    Ing. Robert Čep
    Reklama
    Vydání #4
    Kód článku: 30432
    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.

    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.

    Související články
    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.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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