Struktura

Volba optimálních řezných podmínek

Volba optimálních řezných podmínek

Řeznými podmínkami se při obrábění rozumí řezná rychlost, posuv a hloubka záběru.

Volbou řezných podmínek je možno ovlivňovat výkon obrábění, tj. množství materiálu odebraného za časovou jednotku, velikost řezných sil, trvanlivost ostří, příkon stroje, jakost obrobené plochy a další parametry.

Při vypracování výrobního postupu je snahou určit tak zvané optimální řezné podmínky pro daný druh obrábění a žádané výsledky.

Optimálními řeznými podmínkami se rozumí takové, při kterých jsou dosaženy nejnižší výrobní náklady při nejkratším možném výrobním čase.

Volbu řezných podmínek ovlivňuje zejména:

  • materiál výrobku

  • materiál nástroje

  • geometrie břitu

  • výrobní stroj

  • požadavky na přesnost a drsnost.

Způsoby určování řezných podmínek

Při určování řezných podmínek je nutno respektovat hledisko požadované přesnosti přiblížení se k optimálním podmínkám a hledisko nákladů vynaložených na tuto činnost. Je zřejmé, že uvedená hlediska působí proti sobě: větší přesnost určení znamená vyšší náklady a naopak.

Míra přesnosti přiblížení se k optimálním podmínkám závisí především na povaze výroby (kusová, malosériová, sériová, hromadná). Čím vyšší je počet součástí vyráběných za stejných podmínek, tím více se vyplatí náklady spojené s náročnějším způsobem zajištění optimálních podmínek.

Prvotní informace pro volbu řezných podmínek můžeme získat z katalogů výrobců nástrojů s možnostmi uprav vc dle různých opravných koeficientů.

Podle přesnosti a náročnosti je možno uvést další způsoby určování řezných podmínek v pořadí:

  • zkusmo

  • podle tabulek a nomogramů

  • podle normativů

  • výpočtem.

Určování řezných podmínek zkusmo

Tento způsob by měl být pouze východiskem z nouze v případech, kdy nejsou vlastnosti obráběného materiálu z nějakého důvodu známy. Rozhodování je subjektivní a vyžaduje zkušenost pracovníka. Ten postupně zkouší různá nastavení řezných podmínek od nejmenšího zatížení, tj. malé rychlosti a malého posuvu, k vyšším hodnotám a sleduje vnější projevy spojené s obráběním. Přirozeně je takto možno postupovat pouze v kusové výrobě.

Určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů

Tabulky a nomogramy obsahují jednoduché souvislosti mezi obráběným materiálem, materiálem nástroje a řeznými podmínkami. Hodnoty řezných podmínek jsou zde uvedeny při dolní hranici možností, aby nedošlo k poškození stroje nebo nástroje. Výhodou je rychlost určení řezných podmínek, nevýhodou malá přesnost určení spojená s nízkým využitím výrobní kapacity stroje.

Z uvedených důvodů je určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů vhodné v kusové a malosériové výrobě.

Určování řezných podmínek podle normativů

Normativy jsou velmi podrobnými a dokonale propracovanými tabulkami. Sledují řadu faktorů, které ovlivňují proces obrábění. Řezné podmínky určené podle normativů se velmi přibližují podmínkám optimálním. Přitom je tento způsob relativně rychlý a pohotový. Používá se v sériové výrobě.

Určování řezných podmínek výpočtem

Výpočtem se určují řezné podmínky v nejnáročnějších případech. Takto určené podmínky se optimálním přibližují nejvíce.

Jako příklad je uveden vztah pro určení řezné rychlosti:

vC = [cv /( T1/m . apxv . f yv )]  [m.min-1]

vC -  řezná rychlost při žádané trvanlivosti ostří [m.min-1]

T - žádaná trvanlivost ostří [min]

ap - šířka záběru ostří [mm]

f - posuv na otáčku [mm]

cv - konstanta [-]

m - exponent (míra závislosti řezné rychlosti na trvanlivost ostří) [-]

xv - exponent (vyjadřující vliv hloubky řezu) [-]

yv - exponent (vyjadřující vliv posuvu na otáčku) [-]

Samotný výpočet řezné rychlosti z uvedeného vztahu není při současné úrovni výpočetní techniky náročný. Velmi náročné je ale zjištění všech faktorů ve vzorci vystupujících. To představuje ohromné množství experimentálních měření v proměnlivých podmínkách.

Z uvedeného vyplývá, že tento způsob určení řezných podmínek se vyplatí pouze ve velkosériové a hromadné výrobě, kdy dosažené zvýšení produktivity práce převáží náklady spojené s náročným určením řezných podmínek.

Informativní hodnoty používaných řezných rychlostí

Pro získání základní informace jsou v tabulce č.1 uvedeny běžné hodnoty řezných rychlostí užívaných při různých metodách obrábění. Uvažována je ocel o pevnosti 500 MPa a některé další materiály s běžnými pevnostními parametry.

 Tabulka 1. Velikost řezné rychlosti při různých metodách obrábění

druh obrábění materiál nástroje materiál obrobku hrubování na čisto
soustružení RO ocel 25 m.min-1 15 m.min-1
    litina 20 15
    bronz a mosaz 40 30
    hliník 150 150
  SK ocel 55 170
    litina 60 80
    bronz a mosaz 150 220
    hliník až 1000 až 1000
  keramika ocel 250 500
    litina 150 280
    neželezné kovy 350 500
frézování RO ocel 25 m.min-1 40 m.min-1
    litina 25 40
    bronz a mosaz 30 50
    hliník 250 375
  SK ocel 130 m.min-1 180
    litina 130 180
    bronz a mosaz 150 200
    hliník 1200 2000
broušení   ocel 30 m.s-1  
    litina 25  
    neželezné kovy 30  

Zdroje

  • BRYCHTA, Josef, Robert ČEP, Jana NOVÁKOVÁ a Lenka PETŘKOVSKÁ. Technologie II - 1. díl. 1. vyd. Ostrava: VŠB - TU Ostrava, 2007. ISBN 978-80-248-1641-8.
  • DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. 1. vyd. Praha: SNTL, 1986. 424 s.
  • HAMERNÍK, Jan. Základy obrábění. [online]. [cit. 2015-01-22]. Dostupné z: http://jhamernik.sweb.cz/obrabeni.htm

Kontrolní otázka

Tyto otázky jsou vhodné i pro žáky ZŠ

  1. Vyjmenujte řezné podmínky při obrábění.
  2. Co jsou optimální řezné podmínky?
  3. Co ovlivňuje volbu řezných podmínek?
  4. Vyjmenujte způsoby určování řezných podmínek.
  5. Co víte o určování řezných podmínek zkusmo?
  6. Co víte o určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů?
  7. Co víte o určování řezných podmínek podle normativů?
  8. Co víte o určování řezných podmínek výpočtem?

Otázky pro žáky SŠ

  1. Vyjmenujte řezné podmínky při obrábění.
  2. Vysvětlete, co jsou optimální řezné podmínky.
  3. Vyjmenujte a popište, co ovlivňuje volbu řezných podmínek.
  4. Vyjmenujte a vysvětlete způsoby určování řezných podmínek.
  5. Vysvětlete způsob určování řezných podmínek zkusmo.
  6. Popište způsob určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů.
  7. Vysvětlete způsob určování řezných podmínek podle normativů.
  8. Popište způsob určování řezných podmínek výpočtem.
Logolink