OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE"

Lenka Soukupová
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace těchto materiálů. Děkuji Ing. D. Kavková Teorie obrábění OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE

2 Fyzikální podstata opotřebení opotřebení - důsledek funkce všech strojních součástí, které jsou ve vzájemném pohybu a kontaktu relativní pohyb nástroj - obrobek nástroj - tříska kontakt nástroj - obrobek (hřbet, špička nástroje) nástroj - odcházející tříska (čelo nástroje)

3 Faktory procesu opotřebení fyzikální a mechanické vlastnosti obráběného a nástrojového materiálu druh obráběcí operace geometrie nástroje pracovní podmínky řezné prostředí a pod.

4 Opotřebení řezných nástrojů břit řezného nástroje extrémně zatěžován při řezání opotřebení a otupení po několika minutách práce projev opotřebení - úbytek materiálu na břitu nástroje

5 Opotřebení řezných nástrojů břit řezného nástroje extrémně zatěžován při řezání opotřebení a otupení po několika minutách práce projev opotřebení - úbytek materiálu na břitu nástroje

6 Mechanismy opotřebení základní abraze adheze difúze oxidace plastická deformace křehký lom další mechanismy mechanická únava tepelná únava delaminační opotř. (odlupování tenkých vrstev z povrchu nástroje) termoelektrické opotř. rozpouštění chemické opotřebení

7 Abrazivní opotřebení vzniká působením tvrdých částic v materiálu obrobku tvrdé částice mezi povrchem obrobku a nástroje řezný materiál s hustotou strukturou tvrdých částic odolává danému opotřebení

z třísky břit s nárůstkem tvoří základ pro nové

8 Adhezní opotřebení vytváření nárůstku mezi třískou a břitem dochází k navařování a vytvrzování vrstev z třísky břit s nárůstkem tvoří základ pro nové nárůstky možnost poškození břitu vydrolováním či výlomem

9 Opotřebení difúzní a oxidační difúzní opotřebení chemický vliv na proces obrábění chemické vlastnosti a afinita řezného materiálu vůči materiálu obrobku oxidační opotřebení vysoké teploty a okolní vzduch - následek oxidace většiny kovů kontakt v místě břitu a končící šířce třísky vznik žlábků tj. vznik chemických sloučenin na povrchu nástroje

10 Plastické deformace důsledek vysokého tepelného a mechanického zatížení nejhorší případ - lavinovité opotřebení

11 Křehký lom vlivem kolísání teplot

12 Lavinovitý otěr

13 Způsoby opotřebení 1. opotřebení hřbetu 2. opotřebení ve formě žlábku na čele 3. plastická deformace břitu 4. vrub na hřbetě břitu 5. hřebenovité trhliny na břitu 6. únavový lom 7. vydrolování břitu 8. lom břitu 9. tvorba nárůstku

14 Opotřebení hřbetu vznik - styk hřbetu nástroje s obrobkem - lze pouze snížit opatření - volba otěruvzdornějšího SK - snížení řezné rychlosti - zvýšit intenzitu chlazení - zvýšit posuv, je-li f < 0,1 (mm.ot -1 )

15 Opotřebení ve formě žlábku na čele příčina - teplo vzniklé při obrábění opatření - otěruvzdornější SK - povlak VBD (CVD) - snížit řeznou rychlost - pozitivní typ geometrie - zvýšit intenzitu chlazení

16 Plastická deformace břitu příčiny - přetížení břitu v důsledku vysokých rychlostí a posuvů opatření - snížení rychlostí a posuvů - VBD s větším pol. zaoblení špičky a větším úhlem špičky

17 Vrub na hřbetě břitu příčiny - vlivem zpevnění povrchových vrstev obrobku a otřepy - nerezavějící austenitické oceli opatření - VBD s povlakem obsahující Al 2 O 3 - nerovnoměrně rozdělit třísku

18 Hřebenovité trhliny na břitu vznik - tepelné šoky typické pro frézování - drobné trhliny kolmé na ostří opatření - snížení tloušťky třísky

19 Únavový lom vznik - způsoben extrémně velkými změnami řezných sil (typický pro přerušovaný řez) opatření - komplexní přehodnocení podmínek dané operace obrábění

20 Vydrolování břitu příčiny - přetěžování nástroje nejčastěji přerušovanými řezy - drobné trhlinky a postupné odlupování opatření - komplexní přehodnocení podmínek dané operace obrábění

21 Lom břitu příčiny - zejména tuhost soustavy stroj-nástroj-obrobek opatření - komplexní přehodnocení podmínek dané operace obrábění

se značnou vzájemnou afinitou opatření - změnit

22 Tvorba nárůstku vznik - nalepování obráběného materiálu na břit nástroje - výrazný u materiálů se značnou vzájemnou afinitou opatření - změnit (zvýšit) řeznou rychlost a posuv - použít jinou geometrii

23 Trvanlivost břitu optimální trvanlivost břitu nástroje - T (min) - doba produktivní upotřebitelnosti nástroje - doba, po kterou nástroj pracuje s požadovanou přesností - docílení požadované přesnosti rozměrů a jakosti povrchu obrobku monolitní HSS nástroje - doba od naostření do otupení nástroje s VBD - doba od instalace nové VBD do opotřebení jejího břitu

24 Parametry trvanlivosti posouzení nástroje z hlediska schopnosti obrábění - přesnost rozměrů obrobku - stav povrchu obrobku (jakost) - způsob opotřebení břitu nástroje - utváření třísky - stanovená doba trvanlivosti

25 Taylorův vztah trvanlivost nástroje - doba, po kterou nástroj pracuje od naostření po otupení - závisí na řezných podmínkách při obrábění T = C v T m c (min) v c = C T V m 1 (m.min -1 ) T trvanlivost nástroje (min) v c řezná rychlost (m.min -1 ) C V, C T konstanta Taylorova vztahu

26 Taylorův vztah v komplexním tvaru T = v m c C.a T x p.f y (min) v c = T m 1 C.a V x p v.f y v (m.min 1 ) T trvanlivost nástroje (min) v c řezná rychlost (m.min -1 ) C V, C T konstanta Taylorova vztahu a p hloubka záběru (mm) f posuv (mm.ot -1 ) m, x, y exponent Taylorova vztahu

27 Průběh opotřebení (VB mm) v čase (T min) závisí nařezné rychlosi (v c m / min ) čas T c trvanlivost břitu do okamžiku dosažení stanovené meze opotřebení Opotřebení břitu VB (mm) Různé průběhy řezné rychlosti v c (m/min) v c 1 v c 2 v c 3 v c 4 VB max čára mezního opotřebení T c 1 T c 2 T c 3 T c 4 Trvanlivost T (min)

28 Taylorův vztah pro trvanlivost obsahuje konstanty α poměr x/y C průsečík přímky s osou v c log T c T c 4 T c 3 T c 2 log T c y β v = c C T α = α C x y tg β = α T c 1 x C v c 4 v c 3 v c 2 v c 1 log v c log v c

29 Průběh křivky trvanlivosti břitu při různých hodnotách posuvu f f 1 > f 2 > f 3 > f 4 log T c f 2 f 1 f 4 f 3 Zvýšení posuvu f : zkrácení trvanlivosti T při určité hodnotě řezné rychlosti v c zkrácení celkového času obrábění zvýšení objemu odebraného mat. log v c

30 Soustružení oceli ČSN nástroj osazený VBD SK P 10 průběhy trvanlivosti pro různé hodnoty řezných podmínek

31 Soustružení oceli ČSN nástroj osazen VBD SK P 30 průběhy trvanlivosti pro různé hodnoty řezných podmínek

32 Objem odebraného materiálu jedno z hlavních kritérií pro hodnocení hospodárnosti řezného procesu SOUSTRUŽENÍ Q [ 3 ] cm = v c.f.a min p FRÉZOVÁNÍ Q = 1000 / min [ 3 ] cm a e.f min.a p Přepočet posuvů f z = f z ot f = n min [ mm zub ] z

33 Objem odebraného materiálu souvislost s posuvem při různých řezných rychlostech Q ( cm 3 / min ) log T c ( min ) f 2 Q 1 f 4 + Q 2 Q 3 Q 4 f 1 f 3 f 4 f 3 f 2 f 1 f ( mm ) log v c ( m/min ) Q Q 1 2 = v = v c3 c4.f 2.f 1.a p.a p Q Q 3 4 = v = v c2 c1.f.f 3 4.a.a p p

Podobné dokumenty

Vývoj - grafické znázornění

Vývoj - grafické znázornění Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r. 2016 v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace těchto materiálů. Děkuji Ing. D.