Automobilový a letecký průmysl

Typy řezných nástrojů a pozorování a kontrola pomocí digitálního mikroskopu

Snaha o vyšší pevnost, větší přesnost a nižší hmotnost vedla ke zvýšení poptávky po obrobcích v obtížně obrobitelných tvarech vyrobených z těžko obrobitelných materiálů, jako je slinutý karbid, tvrdé křehké materiály a kalená nerezová ocel. Těžko obrobitelné materiály velmi zatěžují řezné nástroje, proto je třeba věnovat zvláštní pozornost sledování opotřebení a štěpení (vad) na břitech řezných nástrojů. Tato část představuje typy řezných nástrojů spolu s příklady jejich pozorování a analýzy pomocí našeho digitálního mikroskopu.

Co je to řezání?
Typické řezné metody a řezné nástroje
Typické materiály a vlastnosti nástrojů
Špičky na jedno použití
Příklady pozorování a kontroly řezných nástrojů pomocí digitálního mikroskopu

Co je to řezání?

Řezání znamená zpracování, které řeže kov a jiné materiály pomocí nástrojů, jako jsou břity.
Další metoda zpracování kovů, nazývaná broušení, odírá povrchy pomocí brusného kamene.

Princip řezání

Řezný nástroj nepřetržitě štěpí cílový materiál a vytváří třísky.
V ideálním případě jsou třísky generovány nepřetržitě a hladce.

A: Neřezaná tříska

B: Tříska

C: Obrobek

D: Nástroj

E: Úhel sklonu

F: Povrch sklonu

G: Povrch podbroušení

H: Úhel podbroušení

Řezné podmínky

Řezná rychlost, rychlost posuvu a velikost řezu jsou důležité faktory pro správné řezání.

Řezná rychlost = vzdálenost řezu za minutu (m/min)

Řezná rychlost (m/min) označuje vzdálenost, kterou nástroj uřízne za minutu.
Čím vyšší je řezná rychlost, tím vyšší je produktivita, ale tím kratší je životnost nástroje.

A: Obrobek

B: Vzdálenost řezu za minutu

Čím vyšší je řezná rychlost,
tím vyšší je produktivita,
*ale*
tím kratší je životnost nástroje.

Rychlost posuvu = dráha pohybu na otáčku (mm/ot.)

Rychlost posuvu (mm/ot.) se vztahuje ke vzdálenosti, kterou nástroj urazí za otáčku.
Se zvyšující se rychlostí posuvu se zvyšuje produktivita, ale také roste drsnost povrchu řezu.

A: Jedna otáčka

B: Obrobek

C: Ujetá vzdálenost na otáčku

Se zvyšující se rychlostí posuvu se zvyšuje
produktivita,
*ale*
také roste drsnost povrchu řezu.

Velikost řezu = vzdálenost řezu do obrobku

Velikost řezu se vztahuje na vzdálenost, kterou nástroj zařezává do obrobku.
Čím větší je velikost řezu, tím vyšší je produktivita, ale ideální velikost řezu je určena typem a materiálem nástroje.

Čím větší je velikost řezu, tím
vyšší je produktivita,
*ale*
ideální velikost řezu je určena typem a materiálem nástroje.

Typické řezné metody a řezné nástroje

Tato část popisuje typické řezné metody, jejich charakteristiky a řezné nástroje, které se používají.

Soustružení

Obecně tato metoda řeže válcové nebo kotoučové obrobky do kulatých tvarů jejich soustružením.

Vrtání

Nástroje se otáčejí a vytvářejí otvory v površích obrobků.

Vyvrtávání

Nástroje rotují a obrábějí vnitřek vyvrtaných otvorů s vysokou přesností.

Protahování

Protahováky (nástroje na dokončování otvorů) řežou obrobky lineárním pohybem. Protahováním lze provést celý proces (až po dokončování) na jednom stroji a je snadné odhadnout životnost nástrojů. Tyto faktory činí protahování atraktivním pro automobilový průmysl, kde je nezbytná hromadná výroba.

Řezání ozubených kol

Ozubená kola jsou vyřezávána rotační frézou.

Frézování

Frézování odstraňuje materiál otáčením nástroje zvaného fréza. Frézy se používají k ševingování povrchů a vytváření drážek. Obecně existují 2 typy: čelní frézy pro povrchové obrábění a stopkové frézy pro drážkování.

Řezný nástroj: Čelní fréza, stopková fréza

Typické materiály a vlastnosti nástrojů

Tato část popisuje materiály a vlastnosti typických řezných nástrojů.

Rychlořezná ocel

Kovy, včetně wolframu, chrómu, vanadu a molybdenu, legované na bázi železa

VýhodaVýborná houževnatost
NevýhodyNižší tepelná odolnost a odolnost proti opotřebení

Cílové materiály: Uhlíková a legovaná ocel

Slinutý karbid

Slitiny karbidu titanu a karbidu tantalu, které se přidávají do prášku karbidu wolframu a poté slinují pomocí kobaltu.

VýhodyVynikající rovnováha mezi houževnatostí, vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení

Cílové materiály: Uhlíková ocel, legovaná ocel, nerezová ocel a další materiály odolné proti řezání

Keramika

Tvrdé materiály, včetně oxidu hlinitého, karbidu titanu a nitridu křemíku, které jsou slinuté.

VýhodyVynikající tepelná odolnost a odolnost proti opotřebení
NevýhodyŠpatná houževnatost a snadno se štěpí

Cílové materiály: Litina, žáruvzdorné slitiny, kalená ocel a nástrojová ocel

Diamant

Lisovaný materiál vyrobený z monokrystalu diamantu (nejtvrdší materiál)

VýhodyVynikající tepelná odolnost a odolnost proti opotřebení a vhodný pro zrcadlové řezání
NevýhodyŠpatná houževnatost a snadno se štěpí

Cílové materiály: Neželezné kovy včetně hliníku

Slinutý diamant

Polykrystalické tělo vyrobené přidáním kobaltu do jemného diamantového prášku a slinováním.

VýhodyVynikající tepelná odolnost a odolnost proti opotřebení a vyšší houževnatost než diamant
NevýhodaTěžké vytváření ostrých hran

Cílové materiály: Neželezné kovy, slinutý karbid, keramika

Cermet

Nikl a další materiály se přidávají do karbidu titanu a nitridu titanu a poté se slinují.

VýhodyTyp slinutého karbidu. Vynikající odolnost proti opotřebení a korozi ve srovnání s normálním slinutým karbidem. Často se používá pro konečnou úpravu oceli.

Cílové materiály: Uhlíková a legovaná ocel

Špičky na jedno použití

Příklady pozorování a kontroly řezných nástrojů pomocí digitálního mikroskopu

Nejnovější příklady snímků z pozorování a kontroly řezných nástrojů pomocí digitálního 4K mikroskopu řady VHX společnosti KEYENCE jsou představeny níže.