Úvod - weblahko.skfvtpovt2.wbl.sk/stu_nastroje_a_pripravky.pdf · 2009-11-23 · 2 2 nástroje a...
TRANSCRIPT
2
2
Nástroje a prípravky
Osnova prednOsnova prednášášokok
1. Úvod do predmetu, požiadavky kladené na rezné nástroje, materiál, namáhanie, pevnosť, tuhosť, a spoľahlivosť rezných nástrojov.
2. Konštrukčné prvky rezných nástrojov – sústružnícke nože s vymeniteľnými reznými platničkami.
3. Frézy- konštrukčné prvky tvarových a špeciálnych tvarových fréz.
4. Vrtáky,Výhrubníky, výstružníky, záhlbníky.
5. Preťahovacie a pretlačovacie nástroje, závitorezné nástroje.
6. Vývojové tendencie rezných nástrojov
ČČASASŤŤ NNÁÁSTROJESTROJE
3
3
Nástroje a prípravky
Osnova prednOsnova prednášášokokČČASASŤŤ PRPRÍÍPRAVKYPRAVKY
1. Definovanie základných pojmov- technologické pracovisko, prípravok, prípravok a pracovné prostredie, postup navrhovania prípravku, technicko-ekonomické zdôvodnenie.
2. Teória ustavenia obrobku, definície základných plôch obrobku a prípravku, ich vplyv na presnosť a ekonomiku výroby, optimalizácia odchýlok.
3. Ustavovacie a upínacie prvky, upínacie mechanizmy, rozdelenie, silový reťazec, účinnosť aplikácie.
4. Univerzálne upínacie mechanizmy. Prípravky pre jednotlivé technológie obrábania – príklady riešenia.
5. Stavebnicové upínacie prípravky a stavebnicové upínacie sústavy.
4
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Osnova prednOsnova prednášášky: ky:
1. Po1. Požžiadavky kladeniadavky kladenéé na reznna reznéé nnáástrojestroje
2. N2. Náástrojovstrojovéé materimateriáályly
3. Nam3. Namááhaniehanie
4. Pevnos4. Pevnosťť
5. Tuhos5. Tuhosťť
6. Spo6. Spoľľahlivosahlivosťť rezných nrezných náástrojovstrojov
5
5
Nástroje a prípravky 1 prednáška
PoPožžiadavky kladeniadavky kladenéé na reznna reznéé nnáástroje stroje hospodárnosť
spoľahlivosť
jednoduchá výroba
jednoduché nastavenie
jednoduché upínanie
HOSPODHOSPODÁÁRNOSRNOSŤŤ
Pri výrobe nástroja najväčšiu nákladovú položku tvorí spravidla hodnota nástrojového materiálu. Z tohto dôvodu sa musí voliť taká konštrukcia nástrojov, na ktorej sa spotrebuje čo najmenej nástrojového materiálu pri dostatočnej životnosti nástrojov.
Nástroje by preto mali byť riešené – s vymeniteľnou reznou časťou.
6
6
Nástroje a prípravky 1 prednáška
PoPožžiadavky kladeniadavky kladenéé na reznna reznéé nnáástroje stroje hospodárnosť
spoľahlivosť
jednoduchá výroba
jednoduché nastavenie
jednoduché upínanie
SPOSPOĽĽAHLIVOSAHLIVOSŤŤ
Nedoporučuje sa voľba kombinovaných a zložitých nástrojov, ktorých prevádzková spoľahlivosť nie je dostatočne overená a otestovaná.
7
7
PoPožžiadavky kladeniadavky kladenéé na reznna reznéé nnáástroje stroje hospodárnosť
spoľahlivosť
jednoduchá výroba
jednoduché nastavenie
jednoduché upínanie
JEDNODUCHJEDNODUCHÁÁ VÝROBAVÝROBA
Nástroje majú byť jednoduché, aby sa dali rýchlo, jednoducho a lacno vyrobiť a ich ostrenie sa dalo vykonávať bez prídavného zariadenia.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
8
8
PoPožžiadavky kladeniadavky kladenéé na reznna reznéé nnáástroje stroje hospodárnosť
spoľahlivosť
jednoduchá výroba
jednoduché nastavenie
jednoduché upínanie
JEDNODUCHJEDNODUCHÉÉ NASTAVENIENASTAVENIE
Požiadavka jednoduchého zoradenia a nastavenia je tým výraznejšia čím väčšípočet nástrojov je na stroji. Pri niektorých prípadoch sa nedá nastavovanie nástroja priamo na stroji vylúčiť. Vtedy je potrebné voliť také nástroje a ich upínanie, ktoré umožňuje aspoň z časti nastavenie mimo stroja a nastavenie na stroji len dokončiť vo veľmi krátkom čase.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
9
9
PoPožžiadavky kladeniadavky kladenéé na reznna reznéé nnáástroje stroje hospodárnosť
spoľahlivosť
jednoduchá výroba
jednoduché nastavenie
jednoduché upínanie
JEDNODUCHJEDNODUCHÉÉ UPUPÍÍNANIENANIE
Dôležité je tiež navrhovať a konštruovať spôsob upínania nástrojov. Upínacísystém by mal mať čo najmenší počet upínacích prvkov, na ktorých uvoľnenie alebo upnutie nie je potrebné špeciálne náradie.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
10
Z funkcií jednotlivých nástrojov, ktoré sa z nástrojových ocelí vyrábajú, vyplývajú aj požiadavky na materiál nástroja, líšiace sa podľa druhu nástroja a spôsobu práce.
Od nástrojových ocelí sa vyžadujú predovšetkým nasledovné vlastnosti:
NNáástrojovstrojovéé materimateriáály ly
vysoká tvrdosťpevnosť,húževnatosť, stálosť vlastností za tepla, odolnosť proti opotrebeniu prekaliteľnosťstálosť rozmerov.
10
Nástroje a prípravky 1 prednáška
11
11
u nástrojových ocelí je daná tvrdosťou popustenej martenzitickej matrice, tvrdosťou prítomných karbidických fáz a ich vytvrdzovacím účinkom. Tvrdosť uhlíkových nástrojových ocelí závisí od obsahu uhlíka - vzrastá až po eutektoidné zloženie a dosahuje asi 67 HRC. U legovaných nástrojových ocelí možno dosiahnuť ešte o niečo vyššiu tvrdosť, a to predovšetkým v dôsledku nahradenia cementitušpeciálnymi karbidmi. Požadovaná tvrdosť pri vyšších teplotách sa dosahuje prísadou karbidotvorných prvkov, hlavne Cr, V, W a Mo. Dokonalé využitie účinku týchto prvkov však vyžaduje príslušnú úpravu tepelného spracovania, predovšetkým ich prevedenie v čo najväčšom množstve do tuhého roztoku priohreve na kaliacu teplotu.
Tvrdosť je základnou požiadavkou pri rezných nástrojoch.
TvrdosTvrdosťť
Nástroje a prípravky 1 prednáška
12
12
HHúúžževnatosevnatosťťod húževnatosti závisí životnosť nástrojov pri dynamickom namáhaní. Jeovplyvňovaná hlavne chemickým zložením a tepelným spracovaním. Vysokáhúževnatosť nástrojových ocelí sa dosahuje pri nižšom obsahu uhlíka a jemnejšom austenitickom zrne.
Húževnatosť nástrojových ocelí priaznivo ovplyvňuje prísada Ni.
je dôležitá hlavne pri tvárniacich nástrojoch, pretože ovplyvňuje ichživotnosť. Odolnosť proti opotrebeniu úzko súvisí s tvrdosťou nástroja, ale jepredovšetkým ovplyvnená množstvom, druhom, tvarom a rozložením karbidov.Závisí teda od obsahu uhlíka a obsahu karbidotvorných prvkov. Najúčinnejšie sú V, ale aj Mo, W a Cr.
OdolnosOdolnosťť proti opotrebeniuproti opotrebeniu
Nástroje a prípravky 1 prednáška
13
13
táto vlastnosť je dôležitá najmä pre nástroje pracujúce pri teplotách nad 150až 200°C. Jedná sa napr. o nástroje pre trieskové obrábanie kovov, nástroje pre tvárnenie ocelí za tepla, formy pre odlievanie kovov, a pod.Uhlíkové ocele s rastúcou teplotou popúšťania rýchlo mäknú. Zvýšenú odolnosťproti popúšťaniu možno dosiahnuť legovaním prvkami, ktoré posúvajú jednotlivédeje, prebiehajúce pri popúšťaní zakalených ocelí k vyšším teplotám.
OdolnosOdolnosťť proti popproti popúšúšťťaniuaniu
PrekalitePrekaliteľľnosnosťťv prípade rezných nástrojov nie je prekaliteľnosť rozhodujúca, vzhľadom na ich prierezy; avšak u celej rady ostatných nástrojov (napr. tvárniacich, akými sú veľkézápustky) je niekedy výhodné, ak má pracovný povrch vysokú povrchovú tvrdosť, kým jadro zostáva húževnaté. Dobrú prekaliteľnosť majú uhlíkové nástrojovéocele.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
14
14
RozmerovRozmerováá ststááloslosťťjedná sa o požiadavku, ktorá je významná hlavne pre tvarovo presné obrábacienástroje a meradlá. Príčinou rozmerovej nestability nástrojov sú zvyškové pnutia, ktorévyvolávajú deformácie ako dôsledok štruktúrnych zmien (štruktúrne zvyškové pnutia) a rozdielov teplôt medzi povrchom a jadrom nástroja pri tepelnom spracovaní (tepelnézvyškové pnutia).
Štruktúrne zvyškové pnutia sú spojené so zväčšením objemu pri transformácii austenitu na martenzit alebo sú spojené so zmenšením objemu pri precipitáciikarbidov. Sú úmerné obsahu uhlíka v oceli a možno ich ovplyvňovať legujúcimi prvkami, ktoré zväčšenie objemu znižujú (napr. Si, Mo) alebo aspoň nezväčšujú (Mn).
Teplotné zvyškové pnutia možno obmedziť rôznymi opatreniami, ako sú tvarové riešenie nástroja, spôsob jeho uloženia pri ohreve,
postup pri ohreve a kalení, atď.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
15
TechnologickTechnologickéé vlastnostivlastnostiu tvarovo zložitých nástrojov je dôležitou požiadavkou dobrá obrobiteľnosť; uforiem na lisovanie plastov je naviac uplatňovaná aj požiadavka na dobrú leštiteľnosť.
ŠŠpecipeciáálne polne požžiadavkyiadavkysú špecifické pre jednotlivé druhy nástrojov. Jedná sa napr. o koróznuodolnosť (formy na lisovanie), veľkú tepelnú vodivosť a malú teplotnú rozťažnosť(zápustky a formy pre tlakové liatie). Čoraz častejšie sa kladú požiadavky aj na kvalitu aktívnych plôch nástrojov, preto sa na ne nanášajú špeciálne vrstvy alebo povlaky, čím sa dosahuje zvýšenie ich trvanlivosti a životnosti. Najčastejšie sa jedná o povrchové kalenie- laserové alebo elektrónovým lúčom; chemicko- tepelnéspracovanie- najčastejšie nitridácia, popríp. boridovanie, difúzne chrómovanie; povlakovanie- vytváranie tenkých povrchových vrstiev typu TiN (nitrid titánu) a ich modifikácie; špeciálne postupy- naváranie, plazmové nástreky prídavných materiálov, galvanické tvrdé chrómovanie- povlaky vylúčené elektrolyticky.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
16
16
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Rozdelenie nRozdelenie náástrojových materistrojových materiáálovlov
Podľa druhu použitého materiálu je možné rozdeliť nástrojovémateriály nasledovne:
- nástrojové ocele (ocele triedy 19)- spekané karbidy (WC, VC, Mo2C, TiC, ...) - rezná keramika - stellity (zliatiny Co, C, W, Mo, ...) - diamant- nitrid bóru- bežné konštrukčné ocele (ocele tried 12 ÷ 17) - iné
17
17
MateriMateriáál nl náástrojov strojov rezná
keramika
spekanékarbidy
rýchlorezné ocele
Pevnosť (húževnatosť) odolnosť proti lomu
tvrd
osť
odol
nosť
prot
i opo
trebe
niu
Porovnanie mechanických vlastností (tvrdosť - pevnosť) a technologických vlastností (odolnosť proti opotrebeniu - odolnosť proti lomu) hlavných druhov
rezných materiálov
Nástroje a prípravky 1 prednáška
18
Nástrojové ocele sa vyrábajú z triedených surovín. Na tavenie ocelí sa používajúelektrické oblúkové pece,elektrické indukcné pece špeciálne technologické postupy a agregáty (vákuové pece, elektrotroskovépretavovanie ocelí, technológie práškovej metalurgie, a pod.).
Týmito výrobnými postupmi sa dosahujú nasledovné výhody:vysoká čistota ocelí- obsahujú veľmi málo vtrúsenín;rovnorodosť (homogenita) štruktúry.
NNáástrojovstrojovéé ocele ocele
Nástrojové ocele sú drahšie, (niekedy podstatne) než konštrukcné ocele. Ich vysokú cenu spôsobujú náročné (drahé) metalurgické postupy ich
výroby, ako aj zvýšený obsah legujúcich prvkov.
18
Nástroje a prípravky 1 prednáška
19
Rozdelenie a oznaRozdelenie a označčovanie novanie náástrojových ocelstrojových ocelíí
Na výrobu nástrojov sa využívajú najrôznejšie druhy nástrojových ocelí. Môžu to byťušľachtilé uhlíkové ocele, alebo zliatinové ocele, ale aj vysokolegované rýchlorezné
nástrojové ocele.
Nástroje a prípravky 1 prednáška
20
Podľa chemického zloženia na ocele: - uhlíkové- zliatinové- rýchlorezné- ocele na liate nástroje
Podľa účelu a použitia:1. Ocele na rezné nástroje – pri trieskovom obrábaní vzniká veľké množstvo tepla
preto sa vyžaduje od týchto ocelí veľká tvrdosť a odolnosť voči opotrebeniu pri vyšších teplotách. Hl. požiadavkou je trvanlivosť ostria – odolnosť proti popusteniu.
2. Ocele na tvárniace nástroje – hl. požiadavkou je vysoká tvrdosť povrchu a húževnatosť jadra.
3. Ocele na meradlá – vyžaduje sa od nich tvrdosť povrchu a veľká stabilita rozmerov.
4. Ocele na pomocné nástroje a prípravky – požiadavky ako na tvárniace stroje (upínacie tŕne, vodiace a upínacie puzdra)
Rozdelenie nRozdelenie náástrojových ocelstrojových ocelííNástroje a prípravky 1 prednáška
21
21
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Rozdelenie nRozdelenie náástrojových ocelstrojových ocelííPodľa druhu ochladzovacieho prostredia pri kalení sa delia na:
- ocele kaliteľné do vody - ocele kaliteľné do oleja - ocele kaliteľné na vzduchu
Uhlík podstatne vplýva na vlastnosti ocele. So vzrastom jeho obsahu sa zvyšuje tvrdosť po kalení, odolnosť proti opotrebeniu a odolnosť proti tlakovému
namáhaniu, pričom ale klesá húževnatosť.
Podľa obsahu uhlíka sa delia do štyroch skupín:1) veľmi húževnaté uhlíkové ocele s obsahom uhlíka do 0,5% (podeutektoidné) 2) húževnaté uhlíkové ocele s obsahom uhlíka 0,55 až 0,7% (mierne podeutektoidné
až eutektoidné) 3) húževnaté uhlíkové ocele s vyššou tvrdosťou s 0,8 až 1,2% uhlíka
(nadeutektoidné ocele) 4) tvrdé uhlíkové ocele s menšou húževnatosťou, nad 1,2% uhlíka (nadeutektoidné)
22
22
Nástroje a prípravky 1 prednáška
UhlUhlííkovkovéé nnáástrojovstrojovéé oceleocele::Na ich vlastnosti vplýva v prvom rade C. Vyrábajú sa s obsahom 0,5 až 1,5% C. Podľa tvrdosti ich možno rozdeliť: húževnaté, stredne tvrdé, tvrdé a veľmi tvrdé. Obsah Mn, Si, a Cr je pomerne malý. (19 015, 19 103, 19 192, 19 222 atď.)
Nedostatky uhlNedostatky uhlííkových ocelkových ocelíí::
Malá prekaliteľnosť a malá tvrdosť
Malá odolnosť proti hrubnutiu zrna pri prekročení kaliacej teploty
Nepostačujúci výkon pri obrábaní kovov vyššími rýchlosťami
23
23
Nástroje a prípravky 1 prednáška
ZliatinovZliatinovéé nnáástrojovstrojovéé ocele:ocele:Zliatinové prvky odstraňujú tieto nedostatky a umožňujú vyrábať výkonnejšie nástroje. Najdôležitejšie prísadové prvky zliatinových ocelí sú Cr, Mo, V a W. Súto karbidotvorné prvky, zvyšujú tvrdosť a stabilitu karbidickej fázy a zmenšujúpokles tvrdosti pri popúšťaní. Zvyšujú odolnosť voči opotrebeniu. Pridaním niklu sa zvyšuje húževnatosť. (19 312 – na výrobu meradiel a veľmi presných rezných nástrojov, 19430, 19642, 19723 - na výrobu lisovacích a kovacích nástrojov, do nástrojov pracujúcich pri vyšších teplotách sa pridáva do 0,3 V a do 9,5% W –zmenšujú pokles tvrdosti pri vyšších teplotách. 19 436 – na výrobu nástrojov pre veľmi zložité rezy (preťahovacie tŕne, frézy) s požiadavkou vysokej tvrdosti a prekaliteľnosti, majú 1,9% C a 12% Cr, sú to tzv. ocele ledeburitické.)
24
24
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Hlavným činiteľom, ktorý obmedzuje výkonnosť rezného nástroja je teplota, na ktorú sa ostrie nástroja pri práci ohreje. Nesmie nastať popustenie ostria, ktoréby znamenalo pokles jeho tvrdosti a stratu rezivosti. Teplota, ktorú môže dlhodobo znášať nástroj z uhlíkovej nástrojovej ocele je 200 °C. Toto obmedzenie dovoľuje pracovať s týmito nástrojmi len pri malých pracovných výkonoch.
Podstatné zvýšenie rezných výkonov sa dosiahlo zavedením skupiny kvalitnejších nástrojových ocelí, tzv. rýchlorezných ocelí. Použiteľnosť týchto materiálov možno vyjadriť zmenou ich tvrdosti so stúpajúcou teplotou.
Kvalita týchto materiálov je daná prítomnosťou tvrdých a oteruvzdornýchkarbidov W, Cr, V, ktorých množstvo v nástrojových rýchlorezných oceliach býva v rozmedzí 15 až 22%. Do najvýkonnejších sa pridáva Co (do 10%), ktorý zvyšuje pevnosť tuhého roztoku pri vyšších teplotách. Dlhodobo znášajúteplotu 600 C.
RýchloreznRýchloreznéé ocele:ocele:
25
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Tepelné spracovanie rýchlorezných ocelí
Tepelné spracovanie rýchlorezných ocelí je zložité a nákladné. Jeho cieľom je dosiahnuť čo najlepšie rezné vlastnosti a najvhodnejšie mechanické vlastnosti nástroja.
1. žíhanie na mäkko- používa sa pre zlepšenie obrobiteľnosti výkovkov.
2. žíhanie na zníženie vnútorných pnutí- slúži na zníženie napätívzniknutých pri obrábaní pred tepelným spracovaním.
3. kalenie- jeho účelom je rozpustenie väčšiny karbidov a dosiahnutie ich nového, jemnejšieho zlúčenia, za súčasného dosiahnutia optimálnych rezných a mechanických vlastností.
4. popúšťanie
26
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Nástroje z rýchlorezných ocelí sa zohrievajú na kaliacu teplotu stupňovito, pretože veľká rýchlosť ohrevu spôsobuje ich praskanie. Ich kaliaca teplota je vyššia ako u bežných konštrukčných ocelí, pohybuje sa v rozmedzí 1200-1300°C.Prvý stupeň ohrevu sa uskutočňuje na vzduchu, ďalšie už v soľných kúpeľoch alebo vo vákuovej peci, a to nasledovne:
1. stupeň ohrevu je na teplotu v intervale 350- 550°C, s výdržou 1- 2 hodiny.2. stupeň ohrevu je na teplotu v intervale 820- 850°C, s výdržou 1- 2 hodiny.3. stupeň ohrevu je na teplotu 1050°C , v soľnom kúpeli.4. stupeň ohrevu je na teplotu v intervale 1200- 1300°C, s výdržou menej ako 5 minút,
kalenie
Po zakalení je štruktúra rýchloreznej ocele tvorená nerozpustenými karbidmi M6C a MC (v množstve asi 5- 10%), vysokolegovaným zvyškovým austenitom(v množstve asi 40- 70%) a vysokolegovaným martenzitom (zvyšok do 100%).
27
Nástroje a prípravky 1 prednáška
popúšťanie- zakalenej ocele spôsobí premenu zvyškového austenitu na martenzit, premenutetragonálneho martenzitu na martenzit skoro kubický a vylúčenie karbidov disperzne vytvrdzujúcich oceľ. Vysokolegovaný zvyškový austenit je stabilný a počas popúšťania z neho precipitujú karbidy, čím sa zmenší jeho stabilita a časť z neho sa premení na martenzit. Preto treba popúšťať viackrát za sebou:
po 1. popúšťaní- dochádza k popusteniu martenzitu, časť zvyškového austenitusa premení na martenzit1, zostáva zvyškový austenit1, dochádza k precipitáciikarbidov z popusteného martenzitu a zvyškového austenitu;
po 2. popúšťaní- dochádza k popusteniu martenzitu1, časť zvyškového austenitu1 sa premení na martenzit2, zostáva zvyškový austenit2, dochádza k precipitácii karbidov z popusteného martenzitu1 a zvyškového austenitu1;
po 3. popúšťaní- dochádza k popusteniu martenzitu2, časť zvyškového austenitu2 sa premení na martenzit3, zostáva zvyškový austenit3, dochádza k precipitácii karbidov z popusteného martenzitu2 a zvyškového austenitu2;
28
Nástroje a prípravky 1 prednáška
popúšťanie
Doba výdrže na popúšťacej teplote je asi 1 hodina na každých 25 mm hrúbky,minimálne však 30minút. Rozpad zvyškového austenitu prebieha počas ochladzovania z popúšťacej teploty a po každom popúšťaní sa musí nástroj ochladiťna teplotu okolia.
29
29
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Odlievať sa môžu skoro všetky nástrojové ocele. Pre liate oceľové valce sa používajú uhlíkové alebo nízkolegované Cr – Ni ocele s vyšším obsahom uhlíka (0,6 až 1,8%). Pre liate nástroje (formy a zápustky) sa používajú Cr – Mo alebo Cr – Ni – Mo – V ocele s obsahom C 0,4 až 0,55% s celkovým obsahom prísadových prvkov do 10%.
V praxi sa uplatňujú aj liate rýchlorezné ocele. Veľkou prednosťou je lepšie využitie materiálu, menšia anizotropia vlastností, ale na druhej strane oduhličenie povrchu, hrubozrnnejšia štruktúra pri rozmernejších odliatkoch, menšia rozmerová presnosť.
Po odliatPo odliatíí nasleduje tepelnnasleduje tepelnéé spracovanie ako pri tvspracovanie ako pri tváárnených rnených nnáástrojových oceliach.strojových oceliach.
Ocele na liate nOcele na liate náástroje:stroje:
30
30
Nástroje a prípravky 1 prednáška
SpekanSpekanéé karbidykarbidy
Vynikajú tvrdosťou a odolnosťou ostria pri vyšších teplotách (použiteľnosťdo 800 °C) a znášajú preto podstatne väčšie rezné rýchlosti. Vynikajú veľkou životnosťou.
Základným materiálom pre nástroje zo spekaných karbidov je práškový karbid volfrámu (WC) s možnými prísadami karbidu titánu (TiC) alebo karbidu tantalu (TaC). Práškový kobalt zlepšuje väzby a zväčšuje húževnatosť.Pridáva sa v množstvách 5 až 25 %.
ZmieZmieššananéé prprášášky sa zlisujky sa zlisujúú do tvaru dodo tvaru došštitiččiek, ktoriek, ktoréé uužž nemonemožžno obrno obráábabaťť, , ani rezaani rezaťť. Spekanie prebieha pri teplote 1500 C. Tvar do. Spekanie prebieha pri teplote 1500 C. Tvar došštitiččiek moiek možžno no
korigovakorigovaťť len brlen brúúsenseníím. m.
31
31
Nástroje a prípravky 1 prednáška
ReznReznáá keramikakeramikaPoužívajú sa predovšetkým vo forme vymeniteľných rezných doštičiek, ale aj nafunkčné plochy meradiel a špeciálnych prievlakov.
Vyrábajú sa spekaním veľmi jemných práškov a veľmi tvrdých a chemicky a tepelneodolných chemických zlúčenín. Najčastejšie sa používa keramika na báze kysličníka hlinitého Al2O3 a Si3N4.
Hlavný rozdiel medzi spekanými karbidmi a keramickými reznými nástrojmi je v tom, že keramické materiály neobsahujú kovové spojivo (ktorým je v prípade spekaných karbidov kobalt). Z toho vyplýva, že keramické materiály majú vyššiu termickú stabilitu ako spekané karbidy (až do teplôt 600- 1000°C) a možno ich viac tepelne zaťažiť.
Keďže však neobsahujú kovové spojivo sú krehkejšie. Ich nízka húževnatosť sa odstraňuje spracovaním a modifikáciou makroštruktúry. Ich nevýhodou je, že súnáchylné na tepelné šoky a nemožno predpovedať čas do porušenia.
32
Nástroje a prípravky 1 prednáška
ReznReznáá keramikakeramikaZ hladiska chemického zloženia sa keramické rezné materiály rozdelujú na tieto tri skupiny:
•· oxidová keramika•· zmiešaná keramika•· neoxidová keramika
Keramika na báze Si3N4 sa vyznačuje vysokou pevnosťou (nad 1000 MPa). Používa sa na výrobu nástrojov na sústruženie a rezanie sivej liatiny.
33
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Stellity sú zliatiny na báze kobaltu, objavené v roku 1907. Majú dosť premenlivézloženie, najčastejšie sa jedná o zliatiny kobaltu a kovov vytvárajúcich tvrdékarbidy, hlavne chrómu a wolfrámu. Niekedy obsahujú ešte Ni, Mo, V, Ta a Ti.
Stellity sú krehké, neobrobiteľné a nekaliteľné. Hlavnou štruktúrnou zložkou, ktorá zabezpečuje ich rezné vlastnosti je karbid M7C3, ktorý je stály až do 1000°C. V porovnaní s rýchloreznými oceľami majú podstatne lepšie rezné vlastnosti a odolnosť proti opotrebeniu.
Odlievajú sa z nich plátky, ktoré sa navárajú na oceľové rezné nástroje, alebo sa používajú priamo ako návarový materiál (napr. na naváranie zubov- obvykledrevoobrábacích pílových kotúčov).
StellityStellity
34
Nástroje a prípravky 1 prednáška
Prírodné a syntetické diamanty sa používajú na nástroje len v špeciálnych prípadoch. Nože s diamantovými hrotmi sú vhodné na obrábanie zliatin neželezných kovov, gumy, plastov, keramiky, liatin, a pod.
Bežné je ich použitie na nástroje pre zarovnávanie brusných kotúčov.
DiamantDiamant
je veľmi tvrdý syntetický materiál (druhý najtvrdší po diamante), odolný proti opotrebeniu. Používa sa často ako abrazivo v brúsnych kotúčoch a na obrábanie materiálov na báze železa, v aplikáciách, kde nieje možné použiť na obrábanie diamant alebo nástroje s diamantovými povlakmi. Výhodou je jeho vyššia tepelná stálosť než má diamant. V prírode sa nevyskytuje, získava sa pri vysokých tlakoch z nitridu boritého, vo forme prášku. Nie je vhodný na vytváranie povlakov. Vzhľadom na jeho dostupnosť a náročnosť výroby, je drahý.
NitridNitrid bbóóruru
35
Nástroje a prípravky 1 prednáška
•· konštrukčné ocele na nástroje
Okrem nástrojových ocelí, požiadavkám na výrobu mnohých nástrojov a náradia vyhovujú aj konštrukčné ocele. Podstatne nižšia je aj ich cena.
•· liatiny na nástrojeV prípadoch, kedy nie sú kladené veľké požiadavky na pevnostné vlastnosti, húževnatosť a plasticitu, možno použiť na výrobu nástrojov aj rôzne druhy liatin. Napr. sivé a tvárne liatiny možno použiť na výrobu ohýbadiel plechov, veľkých ťažných tŕňov, kokíl na odlievanie odliatkov zo šedej liatiny, zliatin medi, hliníka,horčíka. Temperované liatiny sa používajú na výrobu montážneho náradia.
OstatnOstatnéé materimateriáály na nly na náástrojestroje