Sústruženie je proces obrábania, pri ktorom sa pomocou sústruhu a sústružníckeho noža odoberá materiál z rotujúceho obrobku. Efektivita a presnosť sústruženia závisí od správneho výberu sústružníckeho noža a jeho reznej doštičky, teda plátku. Vymeniteľné plátky predstavujú moderné riešenie, ktoré umožňuje rýchlu a jednoduchú výmenu opotrebovaných rezných hrán, čím sa minimalizuje čas potrebný na prestavenie stroja a maximalizuje produktivita.
Čo sú vymeniteľné rezné doštičky?
Vymeniteľné rezné doštičky predstavujú moderný a efektívny spôsob obrábania rôznych materiálov. Tieto doštičky sú navrhnuté tak, aby sa dali jednoducho vymeniť v držiaku nástroja, čo znižuje prestoje a zvyšuje produktivitu. Skutočnosť, aká britová doštička sa má v konkrétnom prípade použiť, závisí od druhu obrábania i od obrábaného materiálu a jeho tvrdosti. Aby sa zabránilo chybným rozhodnutiam, na vymeniteľné britové doštičky sa vzťahuje medzinárodná norma. Táto norma ISO uvádza veľkosť, tvar, upnutie, materiálové vlastnosti i povlak. Kód ISO môže byť až dvanásťmiestny. Pritom sú prvé a siedme miesto povinné údaje. Ôsme a deviate miesto označujú voliteľné údaje, ktoré sa používajú podľa potreby. Sedem povinných políčok označuje tvar doštičky alebo uhol chrbta a iné základné charakteristiky britovej doštičky. Znaky majú jednotlivé identifikačné písmená a číslice, ktoré jednoznačne identifikujú vymeniteľnú doštičku. Špecifické údaje od výrobcu sa uvádzajú za pomlčkou a udávajú, v závislosti od konkrétneho výrobcu, šírku fazetky, uhol fazetky, rezný materiál alebo tvar utvárača triesky. Kód ISO obsahuje 9 symbolov, pričom sa symboly 8 a/alebo 9 používajú iba v prípade potreby. Výrobca môže dosadzovať ďalšie symboly, ktoré sa ku kódu ISO pripájajú pomocou pomlčky.
Typy vymeniteľných rezných doštičiek
Vymeniteľné plátky sa vyrábajú v rôznych tvaroch, veľkostiach a materiáloch, aby vyhovovali rôznym typom sústružníckych operácií a obrábaných materiálov. Existuje množstvo typov vymeniteľných rezných doštičiek, ktoré sa líšia svojím tvarom, materiálom a použitím. Medzi najbežnejšie typy vymeniteľných plátkov patria:
- Plátky pre všeobecné použitie (Typ UNI): Tieto plátky sú určené na univerzálne použitie a sú vhodné pre obrábanie klasickej a nehrdzavejúcej ocele, liatiny a žiaruvzdornej ocele.
- Závitové plátky: Používajú sa na rezanie závitov. Existujú vonkajšie (ER) a vnútorné (IR) závitové doštičky.
- Vonkajšie výmenné britové závitové doštičky (ER M ISO H01): Sú určené pre mäkké materiály, ako sú hliník, mosadz, plasty a podobne.
- Vnútorné výmenné britové závitové doštičky (IR M ISO H01): Taktiež sa používajú na mäkké materiály, hliník, mosadz a plasty.
- HM (tvrdokovové) plátky: Sú vyrobené z tvrdokovu a sú určené na obrábanie ocele, oceľovej liatiny a temperovanej liatiny.
Pre špecifické aplikácie, ako je vytváranie závitov, sú k dispozícii špecializované sústružnícke nože.
Závitové sústružnícke nože a ich rozdelenie
V oblasti strojárstva a presného obrábania predstavujú sústružnícke nože kľúčové nástroje, ktoré umožňujú tvarovanie kovových a iných materiálov do požadovaných foriem. Medzi špecializované typy patria sústružnícke nože na závity, ktoré sú navrhnuté s cieľom precízneho vytvárania vnútorných a vonkajších závitov. Tieto nástroje sa vyznačujú špecifickou geometriou britu, ktorá zodpovedá profilu závitu, a ich správny výber a použitie sú nevyhnutné pre dosiahnutie kvalitatívnych výsledkov pri výrobe závitových spojov. Na základe ich primárnej funkcie a spôsobu použitia môžeme závitové sústružnícke nože rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: nože na vonkajšie závity a nože na vnútorné závity.
Nože na vonkajšie závity
Nože na vonkajšie závity sú určené na obrábanie závitu na povrchu obrobku. Existuje niekoľko typov, ktoré sa líšia konštrukciou a spôsobom upnutia:
- Držiaky na výmenné plátky: Tieto nože, často označené ako "držiak na výmenné plátky", sú moderným a efektívnym riešením. Samotný držiak je robustná konštrukcia, do ktorej sa upína vymeniteľný brit (plátok) so špecifickým profilom pre daný typ závitu. Medzi bežné typy patria napríklad držiaky označené ako TCBNL 2525 M16, STFCR 1616 H11, TDHNR 2525 M11, STUCR 0808 E09, TCZNN 2020 K12, MWMNN 2525 M06, MTJNL 2020 K16. Tieto držiaky sa ďalej špecifikujú uhlom britu, napríklad 75a°, 90a°, 107,5°, 40a°, 50a°, 95a°. Konkrétne rozmery držiaka, ako napríklad 25x25 mm, 16x16 mm, 20x20 mm, 8x8 mm, udávajú jeho prierez, ktorý musí zodpovedať upínaciemu otvoru v sústruhu. Výmenné plátky, ktoré sa do nich upínajú, majú svoje vlastné označenia, ktoré určujú ich geometriu a veľkosť, napríklad CN..1606.., TC..1102.., DNM. 1104.., TC..0902.., CN..1204.., WNM. 0604.., TNM. 1604… Tieto plátky sú často vyrobené z karbidov a poskytujú vysokú reznú rýchlosť a životnosť.
- Kované HSS nože: Staršie, ale stále používané sú kované nože vyrobené z rýchloreznej ocele (HSS). Tieto nože sú zvyčajne jednodielne a ich tvar je priamo vylisovaný alebo vybrúsený. Príkladom sú "sústružnícke kované nože HSS", ktoré môžu byť v pravom alebo ľavom vyhotovení.
- Kotúčové závitové nože: Tieto nože majú tvar kotúča s brity na obvode, ktoré sú navrhnuté na vytváranie závitu. Môžu byť nástrčné, teda sa upínajú do držiaka, alebo priamo na hriadeli. "Nástrčné kotúčové závitové nože HSS" a "ZÁVITOVÝ KOTÚČOVÝ NÔŽ" sú príklady tohto typu.
Nože na vnútorné závity
Nože na vnútorné závity sa používajú na obrábanie závitov vo vŕtaných alebo vyvŕtaných otvoroch. Ich konštrukcia musí umožniť prístup dovnútra obrobku.
- Držiaky na výmenné plátky pre vnútorné závity: Podobne ako pri vonkajších držiakoch, aj tu sa stretávame s robustnými držiakmi, do ktorých sa upínajú špecializované výmenné plátky. Príklady zahŕňajú držiaky ako S20R STFCL 11 do diery, S32T TDQNL 11 do diery, S50U MT-NR 22 do diery, S20R MTFNL 16 do diery. Tieto držiaky sa líšia priemerom stopky a dĺžkou, aby umožnili obrábanie závitov v rôznych hĺbkach. Označenia ako "do diery" jasne indikujú ich primárne použitie. Výmenné plátky pre vnútorné závity majú rovnako špecifické označenia, ktoré zodpovedajú profilu závitu, napríklad TC..1102.., DNM. 1104.., TNM. 2204.., TNM. 1604… Niektoré držiaky sú vybavené vnútorným chladením, čo je výhodné pri obrábaní tvrdých materiálov alebo pri vysokých rezných rýchlostiach. SIR 0014 L16B je príkladom držiaka na vnútorný závit s vnútorným chladením.
- Sústružnícky nôž na vnútorný závit: Tieto nože môžu byť buď jednodielne, kde je tvar závitu priamo na tele noža, alebo sa jedná o držiak s vymeniteľným britom. Rozmery ako 16x16 mm alebo 20x20 mm udávajú prierez stopky noža.
Ďalšími možnosťami sú špecifické sady vymeniteľných rezných doštičiek od rôznych výrobcov.
Vymeniteľné rezné doštičky Bernardo HM
Spoločnosť Bernardo ponúka široký sortiment vymeniteľných rezných doštičiek HM (tvrdokov), ktoré sú známe svojou vysokou kvalitou a dlhou životnosťou. Tieto doštičky sú dostupné v rôznych tvaroch a veľkostiach, aby vyhovovali rôznym aplikáciám. Medzi najpopulárnejšie sady patria:
- HM - 41305Fb (Sada 10 ks (E5))
- HM - DCMT 070202 (Sada 10 kusov (A2/A3/B2/B3))
- HM - SCMT 09T308 (Sada 10 kusov (D1/D2))
- HM - 41005Fb (Sada 10 ks (C6))
- HM - T31005Az (Sada 10 ks (C5))
- HM - T31005Fb (Sada 10 ks (C4))
- HM - WCMX 050308 (Sada 10 ks (A1/B1))
- HM - T31305A (Sada 10 ks (E3))
- HM - 41310V (Sada 10 ks (E2/E1))
- HM - 41005V (Sada 10 kusov (C1/C2))
- HM pre 20 mm (dr. č. 44-2023) (Sada 10 kusov)
- HM - T31005A (Sada 10 ks (C3))
- HM - JCL15-120, so závitom (Sada 10 ks (A6/B6/C8))
Tieto sady sú dostupné u predajcu Boukal - Stroje a náradie.
Okrem doštičiek Bernardo HM sú na trhu dostupné aj iné značky, ako napríklad ISCAR. Konkrétne, vymeniteľné rezné doštičky ISCAR CNMG 120412 - F3M IC830 sú obľúbenou voľbou pre náročnejšie aplikácie. Pre špeciálne aplikácie, ako je obrábanie dreva, sú dostupné aj karbidové vymeniteľné britové doštičky (10 ks) pre PKFM 100. Pre nože s priemerom 16 mm je možné použiť Bernardo 44-2034 Vymeniteľné doštičky TiN. Súprava obsahuje 10 kusov.
| Typ doštičky | Sada | Použitie |
|---|---|---|
| HM - 41305Fb | 10 ks (E5) | Všeobecné obrábanie |
| HM - DCMT 070202 | 10 ks (A2/A3/B2/B3) | Presné obrábanie |
| HM - SCMT 09T308 | 10 kusov (D1/D2) | Hrubovanie |
| HM - 41005Fb | 10 ks (C6) | Obrábanie liatiny |
| HM - T31005A | 10 ks (C3) | Obrábanie ocele |
Materiály vymeniteľných rezných doštičiek
Materiál reznej doštičky je kľúčový pre jej výkon a životnosť. Všeobecne by mal byť materiál britovej doštičky tvrdý a odolný proti deformáciám, súčasne maximálne húževnatý, teda nesmie byť krehký, nesmie reagovať s materiálom a celkovo musí vykazovať chemickú stálosť musí byť teda odolný proti náhlym zmenám teplôt, proti oxidácii a difúzii. Existujú britové doštičky z tvrdokovu, keramiky, bornitridu a diamantu. Najčastejšie používané materiály sú:
- Tvrdokov (HM): Tvrdokovové plátky sú veľmi odolné voči opotrebeniu a vysokým teplotám. Sú vhodné na obrábanie širokej škály materiálov, vrátane ocele, liatiny a neželezných kovov.
- Rýchlorezná oceľ (HSS): HSS plátky sú menej odolné ako tvrdokovové, ale sú húževnatejšie a menej náchylné na vylomenie. Používajú sa na obrábanie mäkších materiálov a na operácie, kde je dôležitá ostrosť reznej hrany.
- Keramika: Keramické plátky sú extrémne tvrdé a odolné voči vysokým teplotám. Používajú sa na obrábanie tvrdých a abrazívnych materiálov, ako sú kalené ocele a zliatiny niklu.
- Diamant (DIA): Diamantové plátky sú najtvrdšie a najodolnejšie rezné nástroje. Používajú sa na obrábanie extrémne tvrdých a abrazívnych materiálov, ako sú keramika, sklo a kompozity. Zuby z umelého polykryštalického diamantu vydržia pracovať až 50x dlhšie v porovnaní s frézami s bežným HW ostrím.
Typickými príkladmi používania nepovlakovaných tvrdokovových sort je obrábanie žiaruvzdorných superzliatin (HRSA) alebo zliatin titánu sústruženia kalených materiálov s nízkou reznou rýchlosťou.
Povlaky rezných doštičiek
Sorty obstarané povlakom CVD sú prvou voľbou pre široké spektrum obrábania, behom ktorého je zásadná oteruodolnosť. CVD predstavuje Chemickú depozíciu z plynnej fáze (Chemical Vapour Deposition). Povlak CVD vzniká chemickými reakciami pri teplotách od 700-1050 stupňov. S takými aplikáciami sa stretávame pri sústružení všeobecne a pri vŕtaní v oceli, kde silný povlak CVD zabezpečuje odolnosť proti vymieľaniu, a taktiež i pri všeobecnom sústružení nehrdzavejúcich ocelí a frézovaní v materiáloch ISO P, ISO M a ISO K. Sorty s povlakom PVD, čo je povlak vyrábaný fyzikálnou depozíciou z plynnej fázy (Physical Vapour Deposition = PVD), odporúčame na základe ich húževnatých, avšak napriek tomu ostrých rezných hrán i pre obrábanie adhezívnych materiálov. Oblasť použitia je veľmi široká a zahŕňa všetky TK frézy a vrtáky i väčšinu sort pre upichovanie, rezanie závitov a frézovanie.
Použitie vymeniteľných rezných doštičiek
Vymeniteľné plátky sa používajú v rôznych sústružníckych operáciách, vrátane:
- Sústruženie: Na vonkajšie a vnútorné sústruženie valcových a kužeľových plôch.
- Čelné sústruženie: Na obrábanie čelných plôch obrobkov.
- Upichovanie: Na oddeľovanie častí obrobku.
- Závitovanie: Na rezanie vonkajších a vnútorných závitov.
- Tvarové sústruženie: Na vytváranie zložitých tvarov na obrobkoch.
- Zapoichy: Sustružnícky držiak na vnútorné zápichy.
Výhody vymeniteľných rezných doštičiek
Vymeniteľné britové doštičky prinášajú značnú výhodu oproti iným obrábacím nástrojom: Ak je niektorý z britov na vymeniteľnej doštičke opotrebený, doštička sa skrátka otočí na ostrý brit - nemusí sa robiť ostrenie. Použitie vymeniteľných plátkov prináša niekoľko výhod:
- Rýchla výmena: Opotrebované rezné hrany sa dajú rýchlo a jednoducho vymeniť, čím sa minimalizuje čas potrebný na prestavenie stroja.
- Vysoká produktivita: Vďaka rýchlej výmene a optimalizovaným rezným podmienkam sa zvyšuje produktivita obrábania.
- Flexibilita: Rôzne typy a materiály rezných doštičiek umožňujú obrábanie širokej škály materiálov a vykonávanie rôznych operácií.
- Nákladová efektívnosť: Hoci sú vymeniteľné plátky drahšie ako tradičné sústružnícke nože, ich dlhá životnosť a možnosť výmeny rezných hrán znižujú celkové náklady na obrábanie.
- Presnosť a kvalita povrchu: Moderné vymeniteľné plátky s optimalizovanou geometriou zabezpečujú vysokú presnosť a kvalitu povrchu obrábaných dielov.
Ako si vybrať správne vymeniteľné rezné doštičky
Pri výbere vymeniteľných plátkov je dôležité zohľadniť:
- Obrábaný materiál: Rôzne materiály vyžadujú rôzne typy a materiály rezných doštičiek.
- Typ operácie: Hrubovacie operácie vyžadujú odolnejšie plátky ako dokončovacie operácie.
- Rezné podmienky: Rýchlosť rezania, posuv a hĺbka rezu ovplyvňujú výber plátku. Rezné podmienky viď priložený katalóg, strana č. 56.
- Geometria plátku: Tvar a uhly reznej hrany ovplyvňujú rezný výkon a kvalitu povrchu.
Pre správne nastavenie rezných podmienok je vhodné pozrieť si priložený katalóg, strana č. 56. Pri výbere vymeniteľných rezných doštičiek je dôležité zvážiť typ materiálu, ktorý budete obrábať, požadovanú presnosť a drsnosť povrchu, ako aj reznú rýchlosť a posuv.
Špecifikácia a označenia závitových nožov
Pri výbere závitového sústružníckeho noža je dôležité rozumieť jeho špecifikáciám a označeniam. Tieto informácie nám pomáhajú identifikovať správny nástroj pre konkrétnu aplikáciu.
Rozmery a geometria
- Prierez noža: Väčšina nožov je definovaná prierezom svojej stopky, napríklad 16x16 mm, 25x25 mm, 12x8 mm, 8x8 mm, 20x20 mm, 32x32 mm, 50 mm priemer. Tento rozmer musí zodpovedať upínaciemu otvoru v držiaku nástroja na sústruhu.
- Celková dĺžka noža: Udáva fyzickú dĺžku celého nástroja, napríklad 180 mm, 150 mm, 100 mm, 110 mm, 125 mm, 70 mm, 300 mm, 350 mm. Dĺžka ovplyvňuje dosah noža pri obrábaní hlbokých otvorov alebo pri práci na dlhších obrobkoch.
- Výška po brit doštičky: Toto špecifikuje vzdialenosť od spodnej plochy držiaka po reznú hranu výmenného plátku. Je dôležité pre správne nastavenie výšky nástroja vo vretene sústruhu.
- Uhol britu a uhol čela: Tieto parametre ovplyvňujú reznú silu a kvalitu vytvoreného povrchu. Uhol čela (rake angle) a uhol sklonu ostria (clearance angle) sú špecifické pre každý typ noža a materiál, ktorý sa má obrábať. Napríklad uhol čela -6a° a uhol sklonu ostria -6a° sú bežné pri niektorých typoch nožov. Uhol nastavenia noža, napr. 75a°, 90a°, 107,5°, 40a°, 50a°, 93a°, 95a°, 60a°, udáva uhol, pod ktorým je brit noža nastavený voči obrobku.
Malý rohový rádius je ideálnou voľbou pre malú hĺbku rezu, znižuje vibrácie a garantuje dobré lámanie triesky. Rezná hrana je však menej stabilná ako je tomu v prípade veľkého rohového rádiusu. Ten umožňuje veľký posuv s veľkou hĺbkou rezu a vysokou pevnosťou reznej hrany. V prípade veľkého rohového rádiusu však vznikajú vyššie radiálne sily. Tým môže dôjsť ku zhoršeniu rezného procesu i ku zhoršeniu kvality obrobeného povrchu. Uhol nastavenia KAPR je uhol medzi reznou hranou a smerom posuvu. Ovplyvňuje tvorenie triesky, smer pôsobenia rezných síl a dĺžku reznej hrany v rezu. V prípade veľkého uhla nastavenia sa sily odvádzajú smerom k upínaciemu puzdru, takže hrozí menšie riziko vibrácií. Taký uhol umožňuje sústružiť bočné steny a vykazuje väčšie rezné sily pri vychádzaní a zachádzaní do materiálu. V prípade veľkého uhla nastavenia sa však zvyšuje riziko vylamovania britov pri obrábaní žiaruvzdorných zliatin a cementačne kalených materiálov. Menší uhol nastavenia zvyšuje riziko vibrácií, pretože sa do obrobku odvádzajú vyššie radiálne sily. Zato dochádza k nižšiemu zaťažovaniu reznej hrany, tvorí sa tenšia trieska, čo zase umožňuje vyššiu rýchlosť posuvu a znižuje sa riziko vylamovania britov.
Materiál a tvrdosť
- HSS (High-Speed Steel): Rýchlorezná oceľ je tradičný materiál pre sústružnícke nože, ktorý je húževnatý a dobre sa brúsi. Označenia ako P10, P20, P30, U10, U30, K05, K10, K16 označujú triedy tvrdosti a odolnosti týchto materiálov. Vyššie číslo v označení (napr. P30 oproti P10) zvyčajne znamená vyššiu tvrdosť a lepšiu odolnosť voči opotrebovaniu, ale zároveň aj nižšiu húževnatosť.
- Karbidové plátky: Moderné nože často používajú vymeniteľné plátky vyrobené z spekaných karbidov. Tieto materiály dosahujú oveľa vyššiu tvrdosť a umožňujú vyššie rezné rýchlosti, ale sú krehkejšie. Označenia plátkov, ako napríklad CN..1606.., TC..1102.., DNM. 1104.., TNM. 1604.., naznačujú ich tvar a veľkosť.
Normy a výrobcovia
- ČSN (Československá státní norma): Mnohé nože sú označené podľa starších československých noriem, napríklad CSN 223773, CSN 223710, CSN 223771, CSN 223731, CSN 223717, CSN 223711. Tieto normy definujú rozmery, tolerancie a základné vlastnosti nožov.
- Výrobcovia: Medzi výrobcov uvedených v poskytnutých informáciách patria DENAS a AKKO. Každý výrobca môže mať svoje vlastné špecifické označenia produktov, ktoré sa však snažia zohľadniť štandardné normy.
Špecializované aplikácie a typy závitov
Závitové sústružnícke nože sa používajú na výrobu rôznych typov závitov, každý s vlastnými požiadavkami na nástroj.
- Metrické závity: Najbežnejší typ závitu, ktorý sa označuje písmenom M, napríklad M6, M8, M10. Nože na metrické závity majú uhol britu 30°, 55° alebo 60° v závislosti od špecifikácie závitu.
- Trapézové závity: Používajú sa pre vysoké zaťaženia a vyznačujú sa lichobežníkovým profilom. Označujú sa napríklad Tr 22x5.
- Špeciálne závity: Existuje mnoho ďalších typov závitov, ako sú závity na potrubie (BSP, NPT), palcové závity (UNC, UNF) a iné, pre ktoré sú potrebné špecializované nástroje.
Výber a použitie závitových nožov
Správny výber závitového sústružníckeho noža závisí od viacerých faktorov:
- Typ závitu: Je potrebné určiť presný typ závitu, ktorý sa má obrábať (metrický, trapézový, palcový atď.), vrátane jeho rozmerov (priemer, stúpanie).
- Materiál obrobku: Tvrdosť a vlastnosti obrábaného materiálu určujú vhodný typ britu (HSS alebo karbid) a rezné podmienky.
- Vnútorný alebo vonkajší závit: Zvolí sa zodpovedajúci typ noža.
- Rozmery a prístupnosť: Je potrebné zohľadniť rozmery držiaka noža a jeho schopnosť dosiahnuť požadovanú hĺbku alebo polohu na obrobku.
- Presnosť a kvalita povrchu: Pre precízne aplikácie sú často preferované držiaky s vymeniteľnými plátkami, ktoré umožňujú dosiahnuť vyššiu presnosť a kvalitu.
Pri práci so závitovými nožmi je dôležité dodržiavať správne rezné rýchlosti a posuvy, ako aj zabezpečiť dostatočné chladenie. Použitie kvalitného nástroja a dodržiavanie technologických postupov sú kľúčové pre dosiahnutie optimálnych výsledkov a predĺženie životnosti nástroja.
Sústružnícke nože a ich príslušenstvo
Okrem samotných vymeniteľných plátkov je dôležité vybrať aj správny sústružnícky nôž a príslušenstvo.
- Sústružnícke nože: Držiaky pre vymeniteľné plátky, ktoré zabezpečujú ich upnutie a polohovanie. Sústružnícke nože štvorcového prierezu 40x40 mm a 32x32 mm sú bežné rozmery.
- Upínacie klieštiny: Používajú sa na upínanie obrobkov v sústruhu. Tvrdené a brúsené upínacie klieštiny ER40 s rôznym rozsahom upínania.
tags: #vymenitelne #rezne #dosticky