Pri obrábaní kovov zohrávajú rezné kvapaliny kľúčovú úlohu. Znižujú trenie a odvádzajú teplo, čím zlepšujú kvalitu povrchu a predlžujú životnosť nástrojov. Jedným z faktorov, ktoré môžu ovplyvniť účinnosť rezných kvapalín, je uhol sklonu skrutkových drážok.
Čo je uhol sklonu skrutkových drážok?
Uhol sklonu skrutkových drážok je uhol medzi reznou hranou nástroja a osou otáčania. Tento uhol má vplyv na spôsob, akým sa rezné kvapaliny dostávajú do kontaktu s reznou zónou a na ich schopnosť odvádzať teplo a odstraňovať triesky.
Správny výber uhla sklonu môže viesť k zlepšeniu kvality povrchu, predĺženiu životnosti nástrojov a zníženiu nákladov na obrábanie. Použitie správneho uhla sklonu zabezpečí efektívne chladenie a mazanie, čo je kľúčové pre minimalizáciu opotrebenia nástroja a dosiahnutie požadovanej presnosti obrobku.
Vplyv uhla sklonu na tvorbu a odvod triesok
Uhol sklonu ovplyvňuje aj tvorbu triesok a ich odvod z miesta rezu. Vhodne zvolený uhol sklonu môže zlepšiť odstraňovanie triesok, čím sa znižuje riziko ich hromadenia a následného poškodenia nástroja alebo obrobku.
Faktory ovplyvňujúce optimálny uhol sklonu
Na základe rôznych experimentov a analýz sa zistilo, že optimálny uhol sklonu skrutkových drážok závisí od viacerých faktorov. Medzi tieto faktory patria:
- Materiál obrobku
- Typ rezného nástroja
- Použité rezné podmienky
Preto je dôležité vykonať dôkladnú analýzu a zvážiť všetky relevantné faktory pred výberom uhla sklonu.
Vplyv uhla sklonu na rezné kvapaliny
Pri výbere uhla sklonu je tiež dôležité zohľadniť typ použitej reznej kvapaliny. Niektoré kvapaliny sú účinnejšie pri malých uhloch sklonu, zatiaľ čo iné pri veľkých uhloch.
Tabuľka: Vplyv uhla sklonu na rezné kvapaliny
| Uhol sklonu | Vplyv na rezné kvapaliny | Výhody | Nevýhody |
|---|---|---|---|
| Malý uhol | Vyšší tlak kvapaliny, horší odvod tepla | Lepšie mazanie, vhodné pre tvrdé materiály | Vyššie riziko opotrebenia nástroja |
| Veľký uhol | Nižší tlak kvapaliny, lepší odvod tepla | Efektívne chladenie, vhodné pre mäkké materiály | Horšie mazanie, riziko vibrácií |
| Optimálny uhol | Vyvážený tlak a odvod tepla | Maximálna efektivita, dlhá životnosť nástroja | Zložitejšie nastavenie |
Význam rezných kvapalín a ich vlastnosti
Mnohé výskumy preukázali, že znížením teploty o 25 °C sa životnosť nástroja predĺžila až trojnásobne. Zároveň sa na rezné kvapaliny kladie požiadavka multifunkčného účinku, t. j. rezného, mazacieho, čistiaceho a emulgačného, s dostatočnou odolnosťou voči korózii, mikrobiálnemu rozkladu (baktériám, plesniam, hubám) a nízkou agresivitou voči jednotlivým častiam stroja.
Z toho logicky vyplýva, že ak má daná rezná kvapalina spĺňať všetky tieto požiadavky, nemôže ísť o jednoduchú látku, ale o synergickú zmes viacerých zložiek, ktoré zabezpečujú jej požadovaný multifunkčný účinok.
Pretože pri obrábaní sa časť reznej kvapaliny vyparuje, resp. v závislosti od veľkosti úbytku reznej kvapaliny, prípadne nerovnomerného úbytku jej niektorých zložiek, dochádza k zmene koncentrácie, čo môže mať za následok zhoršenie jej vlastností, ktoré môžu mať negatívny vplyv na stabilitu procesu obrábania. Predpísaná koncentrácia reznej kvapaliny sa môže zmeniť aj vplyvom jej dopĺňania.
Rozdiely medzi chladiacou kvapalinou a mazivom ako reznou kvapalinou pri obrábaní.
Experimentálne overenie
Frézovanie je spôsob trieskového obrábania, pri ktorom nositeľom hlavného rezného pohybu rotačného je nástroj - fréza a nositeľom posuvu je obrobok. Keďže tieto emulzie sú zmesou viacerých kvapalín s predpísaným vzájomným pomerom, najčastejšie sa predpisuje percento olejovej zložky, ktoré sa pohybuje v intervale 2 % - 10 %, pričom zmena ich vzájomného pomeru má podstatný vplyv na jej výsledné vlastnosti. Zmenou koncentrácie emulzie aplikovanej do miesta rezu možno modifikovať účinky reznej sily od reznej hrany nástroja.
Treci uzol v mieste rezu predstavuje obrobená plocha a trieska, ktorá je tvorená hlavnou reznou hranou nástroja. Experiment bol vykonávaný pri obrábaní konštrukčnej ocele EN C45 (STN 12 050). Ide o ušľachtilú uhlíkovú oceľ vhodnú na zušľachťovanie a povrchové kalenie s pevnosťou 590 ÷ 710 MPa a tvrdosťou v stave žíhanom na mäkko max. 200 HB s dosiahnuteľnou tvrdosťou po kalení 62 HRC.
Ako nástroj bola použitá čelná valcová fréza so stopkou. Ako rezná kvapalina bola použitá emulzia JCK HBs na báze vody a oleja.
Možnosti modifikácie účinku reznej sily od reznej hrany nástroja na tvorbu triesky a výslednú tvorbu a morfológiu povrchu odobratej triesky zmenou koncentrácie reznej kvapaliny JCK HBs+H2O na báze emulzie v rozsahu 5 % až 40 % pri rôznych spôsoboch frézovania konštrukčnej ocele EN C45 (STN 12 050) je zobrazené na nasledujúcom obr.
Výber rezných kvapalín
Kvapaliny miešateľné s vodou a rezné kvapaliny sú skupinou produktov, ktoré fungujú podľa meniacich sa požiadaviek. Či už ide o chladiace kvapaliny miešateľné s vodou alebo rezné kvapaliny, úloha týchto produktov je vždy podobná. Pokiaľ ide o chemické zloženie týchto tekutín, zloženie zahŕňa základový olej a aditíva. Analýza vyššie uvedených faktorov je však len začiatkom pri výbere kvapaliny. Je tiež potrebné vykonať technologické skúšky.
Obrábacie kvapaliny, ktoré tvoria roztoky s vodou, fungujú dobre, rovnako ako aj oleje s nízkou viskozitou. Často sa používajú polosyntetické emulzné obrábacie prostriedky, ktoré s vodou vytvárajú nepriehľadné, mliečne emulzie, ako aj priehľadné syntetické produkty. Úlohou opísaných prostriedkov bude odvádzanie intenzívneho tepla, mazanie a dobré vymývanie. Tu stojí za to vziať do úvahy, či ide o bežné alebo jemné obrábanie.
- V prvom prípade sa používajú olejové emulzie s nízkou koncentráciou bez prísad EP.
- Druhý scenár zahŕňa použitie produktov s EP aditívami vo vysokej koncentrácii.
Na nízkootáčkové frézovanie kyselinovzdorných, žiaruvzdorných a austenitických ocelí sa používajú olejové prostriedky s EP aditívami s triedou viskozity 46. Ideálne budú emulzie voda-olej. V závislosti od presnosti procesu sa používajú rôzne koncentrácie. Pri presnom vŕtaní sa oplatí implementovať oleje s EP prísadami s viskozitnou triedou 7 alebo 10. V materiáloch, ktoré nie sú náchylné na adhézne javy, sa používajú emulzie voda-olej. Táto operácia sa tiež môže veľmi líšiť.
- V prípade dokončovacieho obrábania súčiastky, máme čo do činenia s malou časťou reznej vrstvy a vyššími rýchlosťami. Preto budú najlepšou voľbou emulzie alebo mikroemulzie s prísadami EP v koncentrácii 7-10%.
- Na druhej strane, pre hrubé a stredne hrubé obrábanie bude úplne postačujúce použitie tých istých látok s koncentráciou 6-8%.
- Pre bežné ocele sú vhodné látky bez mazacích prísad alebo s chemicky neaktívnymi prísadami.
- Ak máte čo do činenia s tvrdými zliatinami, je najlepšie použiť oleje s chemicky neaktívnymi prísadami.
Ako vidíte, výber správnej kvapaliny pre takéto špecifické aplikácie nie je jednoduchý.
tags: #vplyv #uhla #sklonu #skrutkovych #drazok #na