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 skrutkovych drazok. 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.
Uhol sklonu skrutkovych drazok je uhol medzi reznou hranou nástroja a osou otáčania. 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.
Okrem toho, 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 skrutkovych drazok závisí od viacerých faktorov. Medzi tieto faktory patria materiál obrobku, typ rezného nástroja a 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.
| 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.
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.
3 vylepšenia frézky (vedľajší projekt) || OBRÁBANIE DEDENIA
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. Ako možno pozorovať z obr. 4 a 5, rozdiely v tvorbe a morfológii povrchu triesok v závislosti od spôsobu chladenia a koncentrácie použitej reznej kvapaliny JCK HBs+H2O na báze emulzie olej - voda sa významne líšia pri dodržaní konštantných technologických parametrov počas experimentálneho vyhotovenia všetkých vzoriek.
Cieľom príspevku bolo na základe experimentálnych pozorovaní poukázať na príklade obrábania konštrukčnej ocele EN C45 (STN 12 050) pomocou čelnej valcovej frézy na dôležitosť dodržiavania predpísaných koncentrácií reznej kvapaliny JCK HBs+H2O na báze emulzie olej-voda s priamym dopadom na charakter tvorby a morfológiu povrchu triesky, čo sa nesporne odzrkadlí aj na kvalite obrobenej plochy.