#09 CNC | Opotrebenie rezných nástrojov

Opotrebenie rezných nástrojov ? Čo by sme mali o tejto problematike vedieť? Pri obrábaní materiálu sa rezný klin nástroja opotrebúva pôsobením materiálu obrobku. Od rýchlosti opotrebenia závisí doba jeho použiteľnosti. Od určitej hranice opotrebenia nástroja nie je možné produkovať súčiastky s požadovanými rozmermi a tvarmi ako sú zadané na technických výkresov keďže nástroj nemá požadovanú geometriu. Doba použiteľnosti nástroja značne ovplyvňuje náklady na nástroje a tým aj hospodárnosť obrábania.

V jednoduchosti je možné opotrebovanie nástroja definovať ako nežiadúcu zmenu tvaru a rozmerov nástroja.

Zmena tvaru rezného nástroja (opotrebenie) môže prebiehať postupne a to pomalým uvoľňovaním drobných súčiastok povrchových vrstiev alebo náhle ako lom nástroja tzn. plastická deformácia.

Podľa fyzikálnych príčin, s ktorými opotrebenie súvisí, je možné hovoriť o rôznych mechanizmoch opotrebenia:

  • mechanicko-brúsnom,
  • molekulárno-adhéznom,
  • chemicko-difúznom.

 Mechanicko - brúsne opotrebenie

Opotrebenie je spôsobené prítomnosťou tvrdých častíc v obrábanom materiály ako sú karbidy, nitridy, piesok po odlievaní či perlit v lamelárnej forme. Pri vzájomnej interakcii nástroja a obrobku dochádza k tomu, že tvrdé častice vnikajú do rezného nástroja a odrezávajú z neho nepatrné čiastočky. Abrazívne opotrebenie spôsobuje oter tvrdých čiastočiek materiálu obrobku o nástroj. Tento mechanizmus opotrebenie dominuje pri malých rezných rýchlostiach a teda nízkej teplote v zóne rezania.

Adhézne opotrebenie

Adhézne opotrebenie nástroja je možné vysvetliť ako pevné spojenie materiálu nástroja a materiálu obrobku pri vysokých tlakoch na stykových plochách. Na týchto plochách vplyvom molekulárnych síl vznikajú mikroskopické bodové zvary, ktoré sa opätovne porušia, pričom vytrhávajú čiastočky rezného materiálu z nástroja a sú unášané trieskou. Tento mechanizmus opotrebenia prebieha pri stredných rýchlostiach pri obrábaní plastických kovov.

Pri vysokých teplotách rezania (cez 800°C) nastáva takzvaná difúzia prvkov z noža do triesky (C, Co) a z triesky do nástroja (Fe) čím postupne začína klesať pevnosť povrchových vrstiev nástroja a opotrebenie sa zintenzívňuje. Pri nástrojoch zo spekaných karbidov dochádza k oduhličovaniu povrchových vrstiev a tým dochádza k poklesu ich tvrdosti a pevnosti.

   

Podľa zmien tvaru geometrie rezného nástroja je možné rozlíšiť nasledovné formy opotrebenia. Opotrebenie rezných nástrojov na:

  • Čelo nástroja - prejavuje sa vznikom žliabku. Vzniká u materiálov, ktoré dávajú plynulú triesku v mieste maximálnej teploty pri kontakte čelnej plochy nástroja a triesky,
  • Chrbát nástroja - vznik nepravidelnej plôšky, ktorá sa s časom obrábania zväčšuje,
  • Súčasne na čele aj na chrbte nástroja - vznik takéhoto opotrebenia je pri obrábaní húževnatých materiálov,
  • Plastická deformácia reznej hrany - vzniká pri zvyšovaní teploty merania do takej miery, že zníženie pevnosti rezného materiálu vedie k jeho deformácii (obrábanie titánu),
  • Krehké porušenie rezného klina - pri obrábaní veľmi pevných materiálov,
  • Zväčšovanie polomeru zaoblenia reznej hrany - pri obrábaní materiálov s nízkou teplotnou vodivosťou.
Zdroje:
  • https://www.mdpi.com
  • Teória obrábania - doc.Dr.Ing Miroslav Neslušan, doc.Ing. Mária Čilliková, PhD.

Autor: Ján Adamec | DailyAutomation | adamec@dailyautomation.com