SLEDOVANIE KVALITY POVRCHU NÁSTROJA PRI ČELNOM FRÉZOVANÍ MATERIÁLU MEASUREMENT OF SURFACE QUALITY OF TOOL IN FACE MILLING OF MATERIAL

Transcription

1 17 SLEDOVANIE KVALITY POVRCHU NÁSTROJA PRI ČELNOM FRÉZOVANÍ MATERIÁLU MEASUREMENT OF SURFACE QUALITY OF TOOL IN FACE MILLING OF MATERIAL RASTISLAV BERNÁT - VLADIMÍR KROČKO MARTIN KOTUS Katedra spoľahlivosti strojov, MF SPU v Nitre Summary: The milling is one of productive methods of machining that can be described as a material removal using multi-edge exactly defined cutting tool. In this experiment we have measured and then evaluated quality of the machined surface in face milling and wear of inserts at defined machining parameters. Cutting inserts Coro Mill 245 H, M by Sandvik Coromant were used in the machining. The machining parameters were selected in the range defined by insert manufacturer. The surface quality was measured using measuring device Surftest 301. The insert wear was observed visually under magnifier and weight loss was measured using digital weighingmachine Precisa 205 A. Obtained values were recorded and plotted. Key words: milling, plane milling, surface quality, carbide tip, wear. ÚVOD Všetky technológie obrábania zanechávajú ako na povrchu obrobeného materiálu tak i na povrchu samotného nástroja špecifické znaky obrábania, ktoré možno hodnotiť ako kvalitu povrchu pri výrobku alebo opotrebenie pri samotnom nástroji. Pri obrábaní materiálov, predovšetkým kovov, mení sa tvar predmetu postupným odrezávaním prebytočného materiálu. Predmet a nástroj vytvárajú taký vzájomný pohyb, aby rezný klin nástroja vnikal do materiálu a odrezával z neho častice vo forme triesky. Jedným z najpoužívanejších spôsobov obrábania je frézovanie, pri ktorom odoberáme materiál z obrobku otáčajúcim sa viacklinovým rezným nástrojom frézou. Životnosť samotných nástrojov je závislá na rade konštrukčných, technologických a prevádzkových faktorov.

2 18 V tejto práci sa zaoberáme sledovaním a vyhodnocovaním kvality povrchu samotného rezného nástroja CoroMill 245 H a 245 L pri čelnom frézovaní, ktoré uskutočníme priamo v laboratóriu Katedry spoľahlivosti strojov. MATERIÁL A METÓDY Charakteristika použitého skúšobného materiálu Použijeme materiál skúšobnej valcovanej ocele triedy Je to často používaný materiál v konštrukčnej praxi pre bežné a staticky aj dynamicky viac namáhané súčiastky. Materiál je konštrukčná oceľ zušľachtiteľná normalizačným žíhaním. Nie je vhodná pre tavné zváranie. Jej použitie je smerované na staticky aj dynamicky viac namáhané súčiastky. Charakteristika použitého rezného nástroja Na obrábanie tejto ocele sme použili valcovú čelnú frézu k upevneniu rezných doštičiek CoroMill 245 od výrobcu Sandvik Coromant. Priemer frézy sme volili 50 mm. K samotnému obrábaniu sme použili rezné doštičky CoroMill 245 s označením H a L, čo je označenie pre jednotlivé oblasti operácií. Parametre obrábania Tab.1 Parametre obrábania pre reznú doštičku CoroMill 245 H. Tab.1 Machining parameters for insert CoroMill 245 H. Parameter Dĺžka Otáčky Prísuv Posuv Označenie L (mm) n (min -1 ) a p (mm) f n (mm.min -1 ) Hodnota , 180, 250, , 20, 28, 40 Tab.2 Parametre obrábania pre reznú doštičku CoroMill 245 M. Tab.2 Machining parameters for insert CoroMill 245 M. Parameter Dĺžka Otáčky Prísuv Posuv Označenie L (mm) n (min -1 ) a p (mm) f n (mm.min -1 ) Hodnota , 1000, 1400, , 20, 28, 40

3 6,5 19 VÝSLEDKY A DISKUSIA Zisťovanie opotrebenia rýchloreznej doštičky vizuálne a) b) Obr.1 Sledovanie veľkosti opotrebenia vymeniteľnej reznej doštičky: a) lupa Sandvik Coromant, b) meranie opotrebenia. Fig.1 Valuation of insert wear rate: a) Sandvik Coromant magnifier, b) wear measuring. Sledovanie opotrebenia reznej doštičky CoroMill 245 H GC ,4 1,2 2,8 1,9 Obr.2 Opotrebenie doštičky CoroMill 245 H GC 4020 č.1 a č.2 pri čelnom frézovaní. Fig.2 Wear of insert CoroMill 245 H GC 4020 nr. 1 and nr. 2 used in face milling. Sledovanie opotrebenia rýchloreznej doštičky COROMILL 245 M CT 530 2,7 2,4 6,3 1,8 1,8 0,1 Obr.3 Opotrebenie doštičky CoroMill 245 M CT 530 č.1 a č.2 pri čelnom frézovaní. Fig.3 Wear of insert CoroMill 245 H GC 4020 nr. 1 and nr. 2 used in face milling.

4 20 Zisťovanie opotrebenia reznej doštičky sledovaním hmotnosti Jedným z kritérií hodnotenia opotrebenia reznej doštičky je stanovenie hmotnosti reznej doštičky pred a po obrábaní. Vzhľadom na rezný materiál a čas obrábania dochádza k relatívne malému úbytku hmotnosti rezného nástroja. Rezné doštičky boli vážené na digitálnej váhe Precisa 205 A Super Bal Series. Hmotnosti rezných doštičiek CoroMill 245 H pri n = 125 min -1 Hmotnosti rezných doštičiek CoroMill 245 H pri n = 180 min -1 6,7400 6,7300 6,7200 6,7100 6,7000 6,6900 6,6800 doštička - č.1 doštička - č.2 doštička - č.3 doštička - č.4 6,7400 6,7300 6,7200 6,7100 6,7000 6,6900 6,6800 6,6700 6,6600 doštička - č.1 doštička - č.2 doštička - č.3 doštička - č.4 a) b) Hmotnosti rezných doštičiek CoroMill 245 M pri n = 710 min -1 Hmotnosti rezných doštičiek CoroMill 245 M pri n = 1000 min -1 3,34 3,32 3,3 3,28 3,26 3,24 doštička - č. 1 doštička - č. 2 doštička - č. 3 doštička - č.4 3,34 3,32 3,3 3,28 3,26 3,24 doštička - č. 1 doštička - č. 2 doštička - č. 3 doštička - č. 4 c) d) Obr.4 Grafické znázornenie hmotností: a), b) rezné doštičky CoroMill 245 H - GC c), d) rezné doštičky CoroMill 245 M CT 530. Fig.4 Weight of: a), b) inserts CoroMill 245 H - GC c), d) inserts CoroMill 245 M CT 530. ZÁVER Opotrebenie reznej doštičky pri čelnom frézovaní výrazne vplýva na kvalitu obrobeného povrchu a spoľahlivosti celého výrobku. Pri malých otáčkach a veľkom posuve dochádzalo v mieste rezného procesu ku chveniu a následne poškodeniu hrotu reznej doštičky. Pri hodnotení hmotností m sme dospeli k záveru, že pri doštičke CoroMill 245 H a zvolených otáčkach 180 min -1 došlo k ráznemu úbytku hmotnosti, čo bolo spôsobené mechanickým poškodením reznej doštičky pri obrábaní.

5 21 Pri sledovaní opotrebenia reznej doštičky CoroMill 245 M na základe odporúčaných parametrov obrábania výrobcom nedošlo k výrazným zmenám úbytku hmotností. Dosiahnuté výsledky naznačujú pokračovať vo výskume ďalej, nakoľko táto práca je zameraná na skúmanie opotrebenia pracovného nástroja a jeho následného vplyvu na kvalitu obrobeného povrchu. Uvedené dosiahnuté výsledky tvoria časť experimentov porovnávania rezných materiálov a ich vhodnosť použitia pri podmienkach frézovania a druhu obrábaného materiálu podľa požiadaviek dovozcu uvedených rezných materiálov Sandvik Coromant. POUŽITÁ LITERATÚRA 1. AB SANDVIK COROMAT: Rotační nástroje. Švédsko, 1997, 504 s. 2. AB SANDVIK COROMAT: Příručka pro volbu nástrojú. Praha: Corokey Sandvik Coromatt, 1998, 560 s. 3. BALLA, J. MIKUŠ, R. CVIKOVÁ, H.: Náuka o materiáloch. Nitra: SPU, 1999, 162 s., ISBN BÁTORA B.: Obrábanie kovov a metrológia. Nitra: SPU, 1995, 230 s. 5. BUDA J. SOUČEK J. VASILKO K.: Teória obrábania. Bratislava: Alfa, 1983, 360 s. 6. BUMBÁLEK, B. ODVODY, V.: Drsnosť povrchu. Praha: SNTL, 1989, 338 s. 7. DRIENSKÝ, D. TOMAIDES, J.: Strojové obrábanie II Frézovanie. Bratislava: Vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, 1988, 325 s. 8. KROČKO, V. TOMÁŠ, J. DRLIČKA R. : Strojárska technológia 2, Návody na cvičenia. Nitra : SPU, 2002, 90 s. ISBN PŘIKRYL Z. MUSÍLKOVÁ R.: Teorie obrábění. Praha: SNTL, Alfa, 1982, 240 s. 10. VIGNER, M. PŘIKRYL, Z. a kolektív: Obrábění. Technický prúvodce 61. Praha: SNTL, 1984, 225 s. Súhrn Jedným z produktívnych spôsobov v oblasti obrábania je frézovanie, ktoré možno charakterizovať ako odoberanie materiálu viacklinovým presne definovaným nástrojom. V našej práci sme sledovali a následne vyhodnotili kvalitu obrobeného povrchu pri čelnom frézovaní a opotrebenie reznej doštičky pri zvolených parametroch obrábania. Pri obrábaní boli použité rezné doštičky Coro Mill 245 H, M od firmy Sandvik Coromant. Parametre obrábania sme volili v rozmedzí stanovenom výrobcom reznej doštičky.

6 22 Kvalitu povrchu sme zisťovali drsnomerom Surftest 301, opotrebenie reznej doštičky sme sledovali vizuálne pod lupou a úbytky hmotnosti boli zistené na digitálnej váhe Precisa 205 A. Namerané hodnoty boli zapísané a graficky vyhodnotené. Kľúčové slová: frézovanie, rovinné frézovanie, kvalita povrchu, rezná doštička z SK, opotrebenie Kontaktná adresa: Ing. Rastislav Bernát Katedra spoľahlivosti strojov Mechanizačná fakulta, SPU Nitra Tr. A. Hlinku Nitra rastislav.bernat@uniag.sk