Tvorba otrepov je jedným z najčastejších problémov počas sústružníckych operácií. Či už ide o obrábanie oceľových, nehrdzavejúcich, hliníkových alebo medených dielov, na hranách sa môžu po obrábaní objaviť otrepy, lemovanie kovu alebo povrchové trhliny. Otrepy nielen ovplyvňujú vzhľad výrobku, ale môžu tiež znižovať presnosť montáže a dokonca ovplyvňovať tesniaci výkon a životnosť. Pri presných súčiastkach a sériovej výrobe sa problémy s otrepmi stávajú ešte výraznejšími. Ak sa otrepy včas nekontrolujú, zvýšia náklady na odhrotovanie a znížia celkovú efektivitu výroby.
Prečo sa pri sústružení ľahko vyskytujú otrepy
Tvorba otrepov zvyčajne súvisí s plasticitou materiálu, stavom nástroja a metódou rezania. Keď sa materiál počas rezania nedá úplne oddeliť, zvyškový kov má tendenciu zostať na okraji obrobku.
Materiály s vysokou plasticitou ľahko tvoria otrepy
Niektoré materiály majú silnú ťažnosť a počas obrábania sa nelámu čisto.
Bežné materiály zahŕňajú:
- Šperky z chirurgickej ocele
- Medené časti
- Zliatiny hliníka
- Nízkouhlíková oceľ
Čím je materiál mäkší, tým výraznejší je efekt naťahovania okrajov.
K extrúzii dochádza počas rezania
Ak rezný nástroj nie je dostatočne ostrý, proces sa môže zmeniť z rezania na extrúziu.
To môže viesť k:
- Olemovanie hrán na obrobku
- Povrchové trhanie
- Malé kovové zvyšky
- Nerovné okraje
Táto situácia je častejšia počas dokončovacích operácií.
Problémy s nástrojmi môžu zvýšiť povrchové otrepy
Stav nástroja priamo ovplyvňuje rezný výkon. Ak je nástroj silne opotrebovaný alebo má nesprávnu geometriu, problémy s otrepmi sa zvyčajne oveľa zhoršia. Počas obrábania ostrejšie nástroje vytvárajú čistejšie oddeľovanie triesok a hladšie hrany obrobku.
Silné opotrebovanie náradia
Po opotrebovaní rezného nástroja sa rezná hrana postupne otupuje a odpor voči rezaniu sa výrazne zvyšuje.
Medzi bežné situácie patria:
- Hrubé hrany obrobku
- Zväčšená dĺžka frézy
- Stopy po povrchovom odtrhnutí
- Znížená presnosť obrábania
Účinok sa stáva zreteľnejším pri kontinuálnom obrábaní.
Nesprávna geometria nástroja
Uhol čela nástroja, uhol chrbta a polomer hrotu ovplyvňujú tvorbu otrepov.
Napríklad:
- Malý uhol sklonu zvyšuje trenie
- Nedostatočný uhol vôle spôsobuje extrúziu
- Nadmerný polomer hrotu vytvára lemovanie hrán
- Tupé rezné hrany spôsobujú trhanie povrchu
Správna geometria nástroja pomáha zlepšiť rezné podmienky.
Nesprávny výber materiálu nástroja
Rôzne materiály vyžadujú rôzne rezné nástroje.
Napríklad:
- Nerezová oceľ vyžaduje vysoko odolné nástroje
- Hliníkové diely vyžadujú vysoko ostré nástroje
- Medené diely vyžadujú zníženú tvorbu nárastkov na hranách
- Materiály s vysokou tvrdosťou vyžadujú nástroje odolné voči opotrebovaniu
Nesprávny výber nástroja zvyšuje pravdepodobnosť tvorby otrepov.
Nesprávne parametre rezania tiež spôsobujú otrepy
Parametre rezania priamo ovplyvňujú podmienky lámania triesky. Ak sú nastavenia parametrov nevhodné, zvyškový kov s väčšou pravdepodobnosťou zostane pozdĺž hrán obrobku.
Nestabilná rýchlosť rezania
Ak je rezná rýchlosť príliš nízka, materiál sa s väčšou pravdepodobnosťou plasticky deformuje.
To môže viesť k:
- Povrchové otrepy
- Olemovanie hrán
- Prerušované rezanie
- Hrubá povrchová úprava
Rôzne materiály vyžadujú vhodné rozsahy rýchlostí.
Nesprávne nastavenie rýchlosti posuvu
Ak je posuv príliš nízky, nástroj sa môže trieť o povrch obrobku príliš dlho.
To môže spôsobiť:
- Naťahovanie materiálu
- Povrchové trhanie
- Zvýšená tvorba otrepov
- Nerovné hrany obrobku
Nadmerná rýchlosť posuvu však môže zvýšiť rezný účinok.
Príliš malá hĺbka rezu
Ak je hĺbka rezu príliš malá, niektoré oblasti môžu prejsť do stavu obrábania založeného na trení.
To môže mať za následok:
- Zvyškový kov
- Deformácia okraja
- Nerovnomerná kvalita povrchu
- Zvýšená tvorba otrepov
Dokončovacie operácie vyžadujú správnu kontrolu prídavkov.
Chladenie a odvod triesok tiež ovplyvňujú tvorbu otrepov
Mnohé problémy s otrepmi nie sú spôsobené len nástrojmi, ale súvisia aj s chladením a podmienkami odvádzania triesok. Ak sa triesky nedajú včas odstrániť, môžu sa opakovane trieť o povrch obrobku, čo spôsobuje otrepy a škrabance.
Nedostatočné chladenie spôsobuje nárast hrany
Počas obrábania, ak je chladiaci výkon slabý, môže sa materiál prilepiť na povrch rezného nástroja.
To môže mať za následok:
- Tvorba nárastov na okrajoch
- Povrchové trhanie
- Slabá hladkosť rezu
- Zvýšené otrepy na hranách
Medené časti a nehrdzavejúca oceľ majú väčšiu pravdepodobnosť výskytu týchto problémov.
Triesky sa ovíjajú okolo obrobku
Dlhé triesky, ktoré sa nepretržite ovíjajú okolo obrobku, môžu opakovane poškriabať obrobený povrch.
Medzi možné problémy patria:
- Povrchové škrabance
- Ostreky na hranách
- Hrubá povrchová úprava
- Neúspešné dokončenie operácií
Správny odvod triesok je preto počas obrábania nevyhnutný.
Ako znížiť otrepy na sústružníckych plochách
Hoci sa tvorbe otrepov nedá vždy úplne vyhnúť, optimalizácia procesu môže výrazne znížiť jej tvorbu. Počas obrábania by rezné nástroje mali zostať ostré, zatiaľ čo rýchlosť rezania a posuvu by sa mali upravovať podľa charakteristík materiálu. Pri vysoko tvárnych materiáloch si podmienky chladenia a odvádzania triesok vyžadujú osobitnú pozornosť, aby sa zabránilo neustálemu treniu triesok o povrch obrobku.
Udržujte rezný nástroj ostrý
Ostré nástroje zlepšujú výkon oddeľovania triesok.
Toto pomáha znížiť:
- Olemovanie hrán
- Povrchové trhanie
- Zvyškový kov
- Frézy na obrobky
Pravidelná výmena nástrojov pomáha udržiavať stabilnú kvalitu obrábania.
Optimalizujte parametre rezu
Správne parametre zlepšujú rezné podmienky.
Bežné metódy zahŕňajú:
- Zlepšenie kontinuity rezania
- Udržiavanie stabilnej rýchlosti posuvu
- Vyhýbanie sa príliš plytkému rezaniu
- Zníženie obrábania založeného na trení
Stabilné rezné podmienky pomáhajú znižovať tvorbu otrepov.
Zlepšite chladenie a odvod triesok
Akonáhle sa chladenie a odvádzanie triesok stabilizujú, kvalita povrchu obrobku sa výrazne zlepší.
Napríklad:
- Zvýšte prietok chladiacej kvapaliny
- Nastavenie smeru striekania chladiacej kvapaliny
- Používajte nástroje na utváranie triesok
- Zabezpečte včasné odstraňovanie triesok
Tieto metódy pomáhajú znižovať opakované trenie triesok.
Rozdiely v tvorbe otrepov medzi materiálmi
Rôzne materiály vykazujú počas sústruženia rôzne charakteristiky otrepov. Nerezové a medené diely majú väčšiu pravdepodobnosť vzniku natiahnutých otrepov kvôli ich vysokej ťažnosti. Hliníkové diely sa ľahko obrábajú, ale tupé nástroje môžu stále spôsobiť lemovanie hrán. Niektoré materiály s vysokou tvrdosťou môžu namiesto toho spôsobovať malé odštiepenie hrán. Počas obrábania by sa rezné nástroje a parametre mali voliť podľa charakteristík materiálu.
Pri vysoko presných dieloch otrepy nielen ovplyvňujú vzhľad, ale môžu ovplyvniť aj rozmerovú presnosť a kvalitu montáže. Preto by sa mal stav hrán obrobku počas obrábania nepretržite monitorovať a nástroje a podmienky obrábania by sa mali včas upravovať, aby sa udržala stabilná kvalita obrábania.
