DTB Technologie obrábění Téma 10 ekonomika, produktivita a hospodárnost obrábění

1. DTB Technologie obrábění Téma 10 ekonomika, produktivita a hospodárnost obrábění

2. 1 Opotřebení břitu nástroje 1.1 Mechanizmus opotřebení • Abrazivní otěr • Difusní otěr • Oxidační otěr • Adhezní otěr Základní mechanizmy opotřebení břitu řezného nástroje [KP 73]

3. Model abraze čela nástroje [H-I1/42] Abrazivně opotřebený hřbet nástroje z řezné keramiky [H-I1/42]

4. Model adheze [H-I1/42]

5. Závislost forem opotřebení břitu řezného nástroje na teplotě v zóně řezání [H-I1/44] Vliv řezných podmínek na opotřebení břitu řezného nástroje – trendy [H-I1/44]

6. 1.2 Formy opotřebení • Opotřebení hřbetu • Opotřebení čela • Plastická deformace břitu • Opotřebení hřbetu ve tvaru vrubu • Hřebenovité trhliny na ostří • Únavový lom • Vydrolování ostří • Křehký lom

7. Formy opotřebení břitu řezného nástroje [KP 75]

8. Vydrolování ostří v místě záběru [H-I1/46] Vydrolování ostří v místě mimo záběr [H-I1/46]

9. Hřebenovité trhliny na ostří – schéma [H-I1/44] Hřebenovité trhliny na ostří nástroje řezné keramiky Al2 O3 [H-I1/44]

10. Plastická deformace špičky nástroje – model [H-I1/4] • P Plastická deformace čela • nástroje z povlakovaného • slinutého karbidu [H-I1/43]

11. Křehký lom špičky nástroje – model [H-I1/43] Křehký lom špičky nástroje z řezné keramiky Al2O3 [H-I1/43]

12. 1.3 Kvantifikace opotřebení Parametry opotřebení řezného nástroje a jejich značení [KP 76] • VB - opotřebení hřbetu průměrné • VBC - opotřebení hřbetu v oblasti špičky • VBN - opotřebení hřbetu vrubové • Vbmax- opotřebení hřbetu maximální • KT - hloubka žlábku opotřebení čela • KB - šířka žlábku opotřebení čela • KM - poloha středu žlábku opotřebení čela • VR - radiální opotřebení špičky

13. 1.4 Časový průběh opotřebení • Postupné opotřebování • VB = f(t), KT = f(t), • Oblasti opotřebení Charakteristický průběh závislosti VB = f (t) [KP 77] a – zrychlené záběhové opotřebení, b – lineární opotřebení s konstantní intenzitou, c – zrychlené opotřebení

14. Časová posloupnost (průběhová mapa) opotřebení hřbetu – příklad [KP 77] Závislosti opotřebení hřbetu [KP 78] a – rychlořezná ocel, b – slinutý karbid

15. 2 Trvanlivost břitu nástroje • Doba trvání řezného procesu - provozuschopný stav břitu • Poruchy nástroje - porucha postupná, porucha náhlá • Kritérium vzniku poruchy • Kvantifikace trvanlivosti a životnosti břitu nástroje Trvanlivosti břitu T1, T2, T3, T4 při řezné rychlosti vc1, vc2, vc3, vc4 pro kritické opotřebení hřbetu VBk vc1 < vc2 < vc3< vc4 ; T1 > T2 > T3 > T4 [KP-78]

16. Taylorův vztah T - trvanlivost břitu [min] CT – konstanta [-] m - exponent [-] vc – řezná rychlost [m.min-1] F. W. Taylor

17. Průběh závislosti T = f(vc) [KP-80) a – lineární souřadnice, b - logaritmické souřadnice Závislost T = f(vc) při tvorbě nárůstku v oblasti malých řezných rychlostí [KP-80]

18. Pro soustružení se v praxi se často aplikuje vztah Životnost břitu Z  se kvantifikuje pro obnovovaný (přeostřovaný) nástroj   Z = f (no , T) = ( no + 1)T = ( no + 1) CT . vc-m [ min ]   no – počet ostření

19. 3 Obrobitelnost materiálu Normativ CNN 10-0-I/II Zařazení strojírenských materiálů a - litiny b - oceli c - těžké neželezné kovy a jejich slitiny (měď a slitiny mědi) d - lehké neželezné kovy a jejich slitiny (hliník a slitiny hliníku) Etalonové materiály a - ČSN 42 2424 b - ČSN 12 050.1 c - ČSN 42 3213.21 d - ČSN 42 4380.11

20. Součinitel obrobitelnosti

21. Třída obrobitelnosti • V jednotlivých skupinách se materiály zařazují do 20-ti tříd obrobitelnosti • Třídy obrobitelnosti se vztahují k příslušným součinitelům obrobitelnosti, které jsou odstupňovány podle geometrické řady, s kvocientem q = 101/10 = 1,2589

23. Zkoušky obrobitelnosti Doporučené nástroje pro zkoušku obrobitelnosti ocelí

24. Doporučené řezné podmínky pro zkoušku obrobitelnosti ocelových materiálů

25. Metodika stanovení obrobitelnosti dle „WIDIA“ A - uhlíkové a legované oceli, oceli na odlitky - třída 1 až 10 B – litiny - třída 11 až 18 C – vysocelegované oceli - třída 21 až 26

26. 4 Operační výrobní náklady • Obecné řešení se provede pro soustružení vnější válcové plochy • Jiné případy obrábění budou vykazovat specifické modifikace Nop = Ns + Nv + Nnv [ Kč ] Ns - náklady na strojní práci [ Kč ] Nv - náklady na vedlejší práci [ Kč ] Nnv - náklady na nástroj a jeho výměnu vztažené na jeden kus [ Kč ]

27. Náklady na strojní práci Ns = Nsm . tAS Kč ] tAS - jednotkový strojní čas [ min ] Nsm - náklady na minutu strojní práce [ Kč ] Jednotkový strojní čas  L - dráha nástroje ve směru posuvu včetně náběhu a přeběhu [ mm ] n - otáčky obrobku [min-1] f - posuv na otáčku [mm] L = ln + l + lp l – délka obráběné plochy ln – délka náběhu nástroje lp – délka přeběhu nástroje

28. Náklady na vedlejší práci Nv = Nvm . tAV [ Kč ] tAV - jednotkový vedlejší čas [ min ] Nvm - náklady na minutu vedlejší práce [ Kč ]

29. Náklady na nástroj a jeho výměnu vztažené na jeden kus Nnv = NT . zv [ Kč ] NT - náklady na nástroj a jeho výměnu vztažené na jednu trvanlivost [ Kč ] zv - počet výměn nástroje vztažený na obrobení jednoho kusu T – trvanlivost břitu nástroje [min] l – délka obráběné součásti L – dráha nástroje ve směru posuvu včetně náběhu a přeběhu

30. Po dosazení a úpravě jsou operační náklady

31. 5 Optimální řezná rychlost pro kriterium minimálních operačních výrobních nákladů • Obecné řešení se provede pro soustružení vnější válcové plochy • Jiné případy obrábění budou vykazovat specifické modifikace  • Operační výrobní náklady se vyjádří jako funkce řezné rychlosti

32. Náklady na strojní práci Náklady na vedlejší práci Nezávisí na řezné rychlosti a nejsou tudíž funkcí řezné rychlosti Náklady na nástroj a jeho výměnu vztažené na jeden kus Operační náklady

33. Minimum funkce Nop

34. 6 optimální trvanlivost břitu nástroje 6.1 Kritérium minimálních operačních výrobních nákladů  Konkretizace pro podélné soustružení válcové plochy -D,l,L - Taylorova závislost T . vcm = CT

36. 6.2 Kritérium maximální výrobnosti tA = tAS + tAV + tAx/QT [ min ] tA - operační čas jednotkové práce [ min ] tAS - jednotkový strojní čas [ min ] tAV - jednotkový vedlejší čas [ min ] tAx - čas jednotkové nepravidelné obsluhy [ min ] QT - počet kusů obrobených za jednu trvanlivost nástroje [ - ] • Konkretizace pro podélné soustružení válcové plochy D,l,L - Taylorova závislost T . vcm = CT

38. 7 Obecný postup stanovení základních řezných podmínek • Trvanlivost břitu T • Šířka záběru ostří ap • Posuv f • Řezná rychlost vc

39. DTB Technologie obrábění Téma 10 ekonomika, produktivita a hospodárnost obrábění Konec přednášky Děkuji za pozornost