Moderní metody obrábění zvyšování řezivosti nástroje

Cíle - vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy a řezný proces - kvalita břitu nástroje - mikrogeometrie břitu - možnosti monitoringu mikrogeometrie břitu nástroje - vliv mikrogeometrie nástroje na řezný proces 2/53

Možnosti zvyšování řezivosti Možnosti zvyšování řezivosti řezných nástrojů Volba řezného materiálu Úprava mikrogeometrie Volba tenké vrstvy 3/53

Volba tenké vrstvy Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy 4/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Volba řezných podmínek 5/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Teplo na čele nástroje systém SK - bez vrstvy systém SK TiN systém SK - TiAlN 6/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy systém SK - bez vrstvy Teplo na povrchu třísky systém SK TiN systém SK - TiAlN 7/53

[GPa] Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Indentační mikrotvrdost HIT [GPa] 45 40 35 34,4 32,3 35,3 39,3 35,2 30 25 26,1 24,8 20 15 10 5 0 TiN (20 C) TiN (400 C) TiAlSiN (20 C) TiAlSiN (400 C) naco (20 C) naco (400 C) naco (800 C) 8/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Technologická zkouška řezivosti TON soustružením 9/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy 10/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Závěr z technologických zkoušek řezivosti TON soustružením 12/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Technologická zkouška řezivosti TON frézováním 13/53

Vliv teploty na vlastnosti tenké vrstvy Závěr z technologických zkoušek řezivosti TON frézováním 16/53

Kvalita břitu nástroje - mikrogeometrie břitu Mikrogeometrie nástroje 17/53

Kvalita břitu nástroje - mikrogeometrie břitu ideální výbrus ostrý břit břit po broušení modifikace břitu (ostří) ostrý břit 18/53

Kvalita břitu nástroje - mikrogeometrie břitu 19/53

Volba řezných podmínek Průměr frézy 10 mm Počet břitů 2 Řezný materiál frézy TSF 44 Tvrdost řezného materiálu 1760 HV 10 Tenká vrstva TiAlSiN 20/53

Metoda A. S. Kondratova [mm/ot.] I VB T I ekv VB T B v ekv c vt T cvt v 1 ekv m T 1 m c vt v15 1 T m 21/53

lg I Praktické využití [mm/zub] 1,6 [mm/zub ] 1,4 1,2 1 0,8 Lineární (v2f) Lineární (F2) Lineární (F3m) Lineární (F4m) m=2,9 (71 ) m=2,8 (70 ) 0,6 [mm/zub] m=1,99 (63 ) 0,4 0,2 0-0,2-0,4 m=4,2 (76 ) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 [mm/zub] lg vc 22/53

Opotřebení VBB [μm] Praktické využití dlouhodobá zkouška trvanlivosti 300 vc = 137 82 92 95 100 m/min Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 VBmax Test 5 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Trvanlivost T [min] Řezné podmínky testu 5: vc = 100 m/min fot = 0,16 mm/ot. ap = 3 mm ae = 0,5 mm 23/53

Trvanlivost T [min] Praktické využití ověření řezných podmínek Řezná rychlost Posuv na otáčku Hloubka řezu: Šířka řezu: Řezné prostředí: 25 v c = 100 m/min fot = 0,16 mm/ot. a p = 3 mm a e = 0,5 mm ZA SUCHA Zkouška trvanlivosti - vliv různých druhů tenkých vrstev 20 15 10 5 0 3 Z1 Fi1 B1 B2 HTP11 B5 D3 0711-55 A17-9 0711-45 B4 24/53

Možnosti monitoringu mikrogeometrie břitu nástroje 29/53

Drsnost Rt [μm] Drsnost Ra [μm] 0,14 Opticko-dotyková metoda Bezdotyková metoda 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 3 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O Opticko-dotyková metoda Bezdotyková metoda 2,5 2 1,5 1 0,5 0 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 31/53

Drsnost Rt [μm] Drsnost Ra [μm] Možnosti monitoringu mikrogeometrie břitu nástroje Vývoj drsnosti v závislosti na úpravě 0,1800 0,1600 0,1400 0,1200 0,1000 0,0800 0,0600 0,0400 0,0200 0,0000 po broušení po úpravě před depozicí po depozici po úpravě po depozici V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 2,0000 1,8000 1,6000 1,4000 1,2000 1,0000 0,8000 0,6000 0,4000 0,2000 po broušení po úpravě před depozicí po depozici po úpravě po depozici 0,0000 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 33/53

Poloměr zaoblení ostří ρr v 5 mm [μm] Poloměr zaoblení ostři ρr v 1 mm [μm] Možnosti monitoringu mikrogeometrie břitu nástroje 6,00 5,00 Opticko-dotyková metoda Bezdotyková metoda 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 7,00 6,00 Opticko-dotyková metoda Bezdotyková metoda 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 34/53

Poloměr zaoblení ostří ρ r v 5 mm [μm] Poloměr zaoblení ostří ρ r v 1 mm [μm] Možnosti monitoringu mikrogeometrie břitu nástroje Vývoj poloměru zaoblení břitu v závislosti na úpravě 6,00 po broušení po úpravě před depozicí po depozici po úpravě po depozici 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O po broušení po úpravě před depozicí po depozici po úpravě po depozici 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 35/53

Vliv mikrogeometrie na řezný proces Použité vybavení 38/53

Trvanlivost T [min] Opotřebení VBB [μm] Vliv mikrogeometrie na řezný proces 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O VBBkrit 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Čas t [min] 35,00 30,00 27,00 27,00 29,00 25,00 21,00 24,00 23,00 20,00 15,00 10,00 5,00 4,50 0,00 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O NBV 39/53

Vliv mikrogeometrie na řezný proces 40/53

Výsledná síla F [N] Vliv mikrogeometrie na řezný proces řezná síla F 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 V4-B-O V1-B-B V5-O30-O V2-030-B V6-O2-O V3-O2-B 0,5 5 10 15 20 25 Čas t [min] 42/53

Síla F [N] Opotřebení VBb, poloměr ostří ρrx0,1, drsnost Rtx0,1 [μm] Vliv mikrogeometrie na řezný proces 900 Fx v 0,5 Fy v 0,5 F f(fx, Fy, Fz) VBb3min ρr Rt 100,0 800 90,0 700 600 500 400 300 200 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 100 10,0 0 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 0,0 43/53

Síla F [N] Trvanlivost T [min]; Poloměr zaoblení ρrx0,1 [μm] Vliv mikrogeometrie na řezný proces 2000 F f(vb0,5min) F f(vbmax) T ρr 60 1800 1600 50 1400 40 1200 1000 30 800 600 20 400 10 200 0 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 0 44/53

Vliv mikrogeometrie na řezný proces 300 Vzdálenost odletu [mm] Úhel odletu [ ] 250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160-50 Opotřebení VBb [μm] 46/53

Vliv mikrogeometrie na řezný proces v čase t = 3 min 47/53

TOO [μm], VBB 3min [μm], F x 10 [N] Poloměr zaoblení ostří ρr [μm], Drsnost Rt [μm] Vliv mikrogeometrie na řezný proces 100 TOO VBb3min F f(fx, Fy, Fz) ρr Rt 6,00 90 80 5,00 70 60 4,00 50 3,00 40 30 2,00 20 10 1,00 0 V1-B-B V2-030-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 0,00 49/53

Šířka TOO [μm] Vliv mikrogeometrie Šířky TOO na řezný proces 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 V1-B-B V2-O30-B V3-O2-B V4-B-O V5-O30-O V6-O2-O 3 12 24 27 33 Čas náběru tt [min] nástroj V4-B-O 50/53

Vliv mikrogeometrie na řezný proces Technicko ekonomické hodnocení Sumarizující tabulka 51/53

Opotřebení VBB [mm] Opotřebení VBB [mm] Vliv mikrogeometrie na řezný proces 180 160 140 19436.4-100m/min 19436.3-100m/min 19436.3-150m/min 19436.3-200m/min 17349.4-150m/min 17349.4-200m/min 17349.4-250m/min Hardox 400-150 m/min Hardox 400-250 m/min Inconel 718 - vc=35m/min; f=160mm/min čelní suché frézování monolitní povlakovaná fréza D n =10 mm, z=2 f z =0,08 mm a e =0,5 mm a p =3 mm 120 100 80 180 160 140 19436.4-100m/min 19436.3-100m/min 19436.3-150m/min 19436.3-200m/min 17349.4-150m/min 17349.4-200m/min 17349.4-250m/min Hardox 400-150 m/min Hardox 400-250 m/min Inconel 718 - vc=35m/min; f=160mm/min čelní suché frézování monolitní povlakovaná fréza D n=10 mm, z=2 f z =0,08 mm a e =0,5 mm a p =3 mm 60 120 100 40 80 20 60 0 40 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 20 Trvanlivost T [min] 0 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 Trvanlivost T [min] 52/53

Děkuji za pozornost