Studijní text [pdf] - E-learningové prvky pro podporu výuky ...

Progresivní metody v třískovém obrábění
vrstvy, tedy k dosažení teploty tavení obráběného materiálu. Tím je tření na čelní ploše nože
redukováno, proto ubývá pěchování třísky a přirůstá zakřivení třísky.
Úbytek pěchování třísky vede k přírůstku úhlu kluzu (resp. úhlu střihu, jak se také uvádí
v některé odborné literatuře), a tím k podstatnému redukování přetvárné práce. Utvářející se tříska
„zčervená“ (obr.3.2.1) a následně sníží svou přítlačnou sílu F n na čelo nástroje A γ .
Zatímco v podmínkách klasického obrábění (nízká řezná i posuvová rychlost a velký pracovní
úhel γ ne ) se tříska stýká s čelní plochou A γ nástroje a postupně si vytváří žlábek, při optimálně
zvolených řezných parametrech a pracovní geometrii řezného nástroje (pracovní úhel čela γ ne je
blízký nule nebo může dosahovat i záporných hodnot) se v podmínkách HSC obrábění se vznikající,
utvářející a současně odcházející tříska pouze dotýká čelní části břitu řezného nástroje a se zcela
vyčerpanou plasticitou vhodně zkroucená a správně „nasměrovaná“ urychleně opouští „prostor
řezu“ rychlostí odchodu třísky v t , která je svou hodnotou prakticky srovnatelná (koeficient pěchování
třísky K je blízký jedné) rychlosti řezání v e .
Tento děj nastává i při obrábění kalené oceli, kde takto zahřátá tříska rovněž změkne. Třecí
síla, ale i celkový řezný odpor poklesne, zmenší se úhel smykové roviny, ztenčí se průřez třísky, a
tím se zvýší rychlost odchodu třísky v t z kontaktní zóny.
Plocha kontaktní zóny se naopak sníží, čímž se omezí sekundární nárůst teploty třísky třením
v kontaktní zóně. Do nástroje se za těchto podmínek přenáší minimální množství tepla, protože
převážná většina vygenerovaného tepla „odchází s třískou“. Tento popsaný děj způsobuje, že se, i přes
celkově značný nárůst uvolněného tepla během procesu, omezí působení nežádoucích difusních
mechanizmů i mechanického vymílání čela.
Vysoká kvalita řezné hrany (jemnozrnná struktura) „HSC“ nástrojů a důmyslné povlakování
jejich povrchů zvyšují odolnost čela i celého břitu proti abrazivnímu i difusnímu opotřebení. Podíl
přestupu procesního tepla do nástroje se ještě více snižuje z důvodu jeho „napovlakování“, které
v tomto případě také plní funkci tepelně izolační vrstvy. Růst teploty řezné části nástroje se po
dosažení určité řezné rychlosti zpomaluje. Při obrábění hliníku dosahuje teplota (tzv. limitní teplota
obráběného materiálu) svého maxima okolo 600 0 C, u bronzu 1 000 0 C, v případě šedé litiny kolem 1
300 0 C a u obrábění oceli okolo 1 500 0 C.
Následné zvyšování řezné rychlosti nevede k zvláště výraznému zrychlování procesu
opotřebení nástroje, vede však k výraznému zkracování strojního času obrábění. Vyšší teplota
třísky je tedy pozitivním faktorem a principiálním zdrojem příznivých efektů vysokorychlostního
třískového obrábění. Chlazení „místa obrábění“, tak jak ho známe z klasické (konvenční) technologie,
zde není zpravidla nutné a mnohdy ani žádoucí, poněvadž by bránilo dosažení „vysokorychlostního
režimu“.
Z hlediska zvýšené citlivosti supertvrdých řezných materiálů na tepelné šoky není kapalinové
chlazení mnohdy ani přípustné. V případě nepřerušovaného obrábění keramických a jiných
supertvrdých materiálů může být potřebná teplota dosažena laserovým předehříváním
obráběného materiálu 9 , a to těsně před jeho vstupem do primární zóny střihu.
q
Význam řezných podmínek v rychlostním obrábění
Řezné podmínky představované zejména řeznou rychlostí v c , rychlostí posuvu v f , a tloušťkou
obráběné vrstvy a p , spolu s řeznou geometrií zastoupenou především úhlem čela γ n , úhlem sklonu
ostří λ s , a hlavním úhlem nastavení κ r , měly a stále mají na průběh procesu třískového obrábění
zásadní vliv. Nedá se tedy nepředpokládat, že u rychlostního a dokonce vysokorychlostního obrábění
s definovanou řeznou geometrií tomu bude jinak. Proces vysokorychlostního obrábění (zejména
soustružení a frézování) je ve srovnání s konvenčním obráběním charakterizován především
změnou vzniku třísky a jejího odchodu, což je zásadní pro pochopení celé „HSC technologie 3 “.
208