Obráběcí nože, parametry obrábění, slinuté karbidy (druhy a použití)
TYPY NOŽŮ PRO SOUSTRUŽENÍ
Označení nožů pro soustružení dle ISO, PN, DIN, F, GOST:
Nůž |
ISO 243 ISO 514 (PN / M-58355) | PN / M-58352 | DIN | F | GOST |
---|---|---|---|---|---|
Ubírací nůž přímý |
ISO 1 | NNZa-b | 4971 | 301 | 2100 |
Nóż wygięty |
ISO 2 | NNZc-d | 4972 | 302 | 2102 |
Ubírací nůž stranový |
ISO 3 | NNBc-d | 4978 | 303 | 2103 |
Nabírací nůž |
ISO 4 | NNPd | 4976 | 304 | 2120 |
Nůž čelní |
ISO 5 | NNBk-m | 4977 | 305 | 2141 |
Nůž rohový |
ISO 6 | NNBe-f | 4980 | 306 | 2103 |
Nůž zapichovací |
ISO 7 | NNPa-c | 4981 | 307 | 2130 |
Vnitřní ubírací nůž |
ISO 8 |
NNWa NNUa |
4973 | 308 | 2140 |
Vnitřní nůž rohový |
ISO 9 |
NNWb NNUb |
4974 | 309 | 2112 |
Nůž špičatý (špičák) |
ISO 10 | NNPe | 4975 | 351 | - |
Vnitřní zapichovací nůž |
ISO 11 | NNWc | (263) | 354 | - |
Závitový nůž vnější |
ISO 12 | NNGc-r | (282) | 352 | 2660 |
Závitový nůž vnitřní |
ISO 13 | NNGd-s | (283) | 353 | 2662 |
Nůž pro klinové drážky |
- | NNPy | - | - | - |
Druhy slinutých karbidů, použití a technické údaje
Slinuté karbidy jsou materiály vzniklé slinutím karbidů těžkých kovů s přísadou pojicího kovu.Skladaji se z:
- slinutý karbid wolframu WC (základní složka),
- slinutý karbid wolframu tytanu TiC,
- slinutý karbid wolframu tantalu TaC,
- slinutý karbid wolframu niobu NbC,
- kobalt (pojicí kov).
Slinuté karbidy(SK) svým složením jsou zařazované mezi slinuté materiály s kovovým základem s přísadou pojicího kovu. Slinuté karbidy jsou slinuté směsi těžkých kovů o vysoké teplotě tání: WC, TiC, TaC, NbC, VC a pojivo, kterým je nejčastěj kobalt,méně nikl nebo żelezo.Velká tvrdost uvedených karbidů , mezi 1900 HV až 2500 HV rozhoduje o velké odolnosti k opotřebení složeniny SK. Jejich křehkost velmi omezuje jejich použití jako materiály vystavené dynamickým interakcím vnitřního pnutí,keré vznikaji při použití obráběcích nástrojů. Proto pro využití jejich dobrých vlastnosti a malé opotřebitelnosti jsou slučované s kovový složením.Vzhledem k chemické složení, lze rozdělit na následující skupiny SK: ? WC ? Co s možnými přísadami TaC, NbC, VC; používané jako nástroje pro obrábění litiny a nekovových materiálů (2 ? 8% Co),betonů (10 ? 15% Co) a nářadí pro tváření (20 ? 30% Co), ? WC ? TiC ? Co; používané hlavně pro nářadí k obrábění oceli, ? WC ? TiC- TaC, NbC ? Co;
Druhy SK, vlastnosti a označení
orma PN-81/H-89500 se rozděluje na tři základní skupiny:
- pro obrábění (S, U, H),
- pro tváření (G),
- pro vrtání v hornictví (B, G),
- označení SK je tvořeno z písmen a čísel.
Písmeno na začátku označení určuje použití:
- písmeno S (dle ISO- P – barva modrá) – druhy používané k obrábění materiálu s dlouhou třískou (hlavně ocel,ocel na odlitky,temperovaná litina),
- písmeno SM – použivané pro frézování oceli,
- písmeno U (dle ISO - M - barva žlutá) - druhy používané k obrábění materiálu s dlouhou a krátkou třískou , (nerezová ocel,žáruvzdorné slitiny),
- písmeno H (dle ISO - K - barva červená) - – druhy používané k obrábění materiálu s krátkou třískou (hlavně litina a hliníkové slitiny),Čísla označující druh jsou dohodnuté znaky .S větším číslem se zmenšuje tvrdost a stupeň opotřebitelnosti.
Písmena na konci označují druh:
- písmeno S -druh obsahující karbidy tantalu a niobu,
- písmeno X –druhy hlavně pro frézování litiny.
Skupina pro použití dle ISO | Druh SK | Chemické složení [%] | Střední velikost zrna [μm] | Hustota [g/cm3] | Pevnost v ohybu [MPa] | Tvrdost HV | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
WC | TiC+TaC+NbC | Co | |||||||
P | P10 |
S10 S10S |
78 56 |
16 35 |
6 9 |
2-3 2-3 |
11,3 10,1 |
1400 1500 |
1600 1600 |
P20 |
S20 S20S |
78 58 |
14 31,5 |
8 10,5 |
2-3 2-4 |
11,6 10,6 |
1600 1700 |
1500 1550 |
|
P25 | SM25 | 69,5 | 21 | 9,5 | 1-2 | 12,6 | 200 | 1550 | |
P30 |
S30 S30S |
87 78,5 |
5 13,5 |
8 8 |
2-3 2-3 |
13,4 12,4 |
1700 1800 |
1450 1500 |
|
P35 | S35S | 78 | 12 | 10 | 2-3 | 13,2 | 2300 | 1400 | |
P40 | S40S | 79 | 7 | 14 | 2-3 | 13,0 | 2400 | 1200 | |
M | M10 | U10S | 84,8 | 9,7 | 5,5 | 1-2 | 13,2 | 1700 | 1600 |
K | K05 | H3 | 94 | - | 6 | 1-2 | 14,8 | 1100 | 1650 |
K10 |
H10 H10S |
94 91 |
- 4,5 |
6 4,5 |
1-2 1-2 |
14,8 14,9 |
1800 1700 |
1600 1650 |
|
K20 |
H20 H20S |
94 92 |
- 2,5 |
6 5,5 |
2 1-2 |
14,8 14,9 |
1900 1800 |
1450 1550 |
|
K30 | H30 | 91 | - | 9 | 2 | 14,6 | 2000 | 1380 | |
- | G10 | 94 | - | 6 | 3 | 14,9 | 2000 | 1400 |
Vlastnosti SK -závisí na jejich chemickém složení , tj. od obsahu karbidů wolframu, titanu, tantalu, niobu a materialu pojíci kobalt, a také od velikosti zrna prášků a od metod výroby.
SK se vyznačují:
- velkou tvrdostí (v závislosti na chemickém složení- kolem 90 HRC),
- malým opotřebením,
- stejné vlastnosti orábění do teploty kolem 1000 °C,
- jsou citlivé na změny teploty v průběhu obrábění, (např. přerušovaný chod obrábění),
- jsou citlivé na přerušovaný řez, citlivost na přerušovaný řez je 2-3krát menší než nástrojové oceli,
- pevnost v ohybu je menší než pevnost v tlaku.
Použití SK pro obrábění (dle normy ISO 513):
Skupina pro použití dle ISO | Druh SK | Hlavní použití | ||
---|---|---|---|---|
Obráběný materiál | Typ obrábění | |||
P | P10 |
S10 S10S |
ocel, ocelové odlitky |
vnější, vnitřní orábění,kopírovací soustružení, frézování,přesné a velmi přesné, velké řezné rychlosti natuhésoustavě stroj-nástroj, přerušovaný řez při záporným úhlu čela |
P20 |
S20 S20S |
ocel,odlitky,temperovaná litina |
soustružení ,vyvrtavání, frézování a kopírování, hrubování, jemné orábění, střední řezná rychlost na střední tuhosti zařízení-obrobek-nástroj; nepřerušovaný řez a přerušovaný řez |
|
P25 | SM25 | ocel, odlitky |
frézování a soustružení při větších změnách teplot,npř. dělená tříska,hrubování při kopírování, střední řezné rychlosti při obrábění |
|
P30 |
S30 S30S |
ocel, odlitky s nečistým povrchem |
soustružení, hoblování, hrubé obrážení,střední malé řezné rychlosti při malé tuhosti zařízení |
|
P35 | S35S | ocel, odlitky s nečistým povrchem stal a vměstky |
soustružení, hoblování, hrubé obrážení a jemné, střední a malé řezné rychlosti, malá tuhost zařízení; obrábění s výsokým výskytem vměstku |
|
P40 | S40S | ocel, odlitky s vtoky a vměstky |
soustružení, obrábění, hoblování, obrážení, malé řezné rychlost, velký průžez třísky, těžké podmínky obrábění: vměstky, různá tvrdost, přerušovaný řez, vibrace stroje; obrábění na automatech; soustružení, frézování; hoblování ocelise snahou tvoření usazeni(oceli malé pevnosti,nerezové a žaruvzdorné) |
|
M | M10 | U10S |
ocel; odlitky manganová ocel, nerezová ocel, žáruvzdorná, žáruvzdorná, žáruodporné; šedá litina nelegovaná a nízkolegovaná; neželezné kovy |
soustružení, stř. řezná rychlost, malé a stř. řezné rychlosti; malé a střední průřezy třísky; jemné a stř. jemné frézování oceli a litiny na jednoúčelových strojích; obráběníkalených oceli nebo ocelí se sklonem k tváření za studena |
K | K05 | H3 |
šedá litina s velkou tvrdosti, kalená ocel, slitiny hliníku s velkým obsahem křemíku, umělé hmoty, fibr, keramika, uhlíkové elektrody |
přesné soustružení a přesné vrtání, dokončovací frézování uhlíkových elektrod, škrábání |
K10 |
H10 H10S |
litina pevnosti kolem 400 HB, litina stvrdými místy, kujná litina, austenitická ocel;hlinikové a hlinikovo-křemikové litiny porcelán, kamen tvrdý papír, tvrzená guma, sklo |
soustružení, frézování vrtání,zahlubování, vystružování a protahování, škrábání |
|
K20 |
H20 H20S |
litina tvrdosti kolem 220 HB, měď a její slitiny, lehké slitiny, umělé hmoty, dřevo |
soustružení, frézování,hoblování,zahlubování a vystružování |
|
K30 | H30 |
Šedá litina malé tvrdosti, neželezné kovy, plasty, dřevo |
soustružení, hoblování-hrubé obrábění; možnost použití větších úhlu čela |
|
- | G10 | ocel,litina,beton kamen | vrtání |
Z důvodu zvýšení odolnosti opotřebení vícebřitých destiček bylo zavedeno jejích povlakování vyrstvami:
- karbid titanu(TiC) – zajišťuje velkou odolnost proti opotřebení,dobré přilnutí k podkladu(tím je základní materiál destičky),
- nitrid titanu (TiN) - chrání břit nástroje proti tvorbě nárůstku, snižuje koeficient tření mezi nožem a opracovaváným materiálem.Přispívá ke zmenšení odporu při opracování,
- karbid nitridu titanu – používá se tam kde je třeba omezit vliv přerušovaného řezu a je spojeno s velkým odporem břitu npř. při frézování a zavitování,
- oxid hlinitý (AkOs) – břity odolavají vysoké teplotě při obrábění
Nedoporučuje se používat povlakovaných destiček pro obrábění:hliníku,titanu,zinku,cínu a niklu a jejich slitin, z důvodu na velké difúzní vlastnosti karbidů, anitridů titanu do těchto materiálů.
Pozor: výběr vhodných druhů SK záleží na chemickém složení,struktury mechanických a fizických vlastnosti, řezných podmínek a dynamických vlastnosti obr. stroje.
Doporučené parametry pro obrábění soustružením
Doporučené řezné rychlosti a posuvy pro obrábění oceli a ocelových:
Materál | Pevnost v tahu [MPa] | S10 | S20 | S30 | S35 | |
---|---|---|---|---|---|---|
S10S | S20S | S30S | S40S | U10S | ||
Posuv [mm/rev] | ||||||
0,6-0,05 | 1,2-0,1 | 2-0,2 | 3 | 2-0,2 | ||
Hrubování orábění Jemné orábění | Hrubování orábění |
Hrubování orábění Jemné orábění | ||||
Řezná rychlost V [m/min] | ||||||
Uhlíková ocel |
500 500-600 600-700 700-800 800-1000 |
100-200-280 90-160-250 80-140-220 70-120-200 60-100-180 |
80-150-200 70-120-180 60-100-180 50-90-150 40-80-140 |
60-100-150 50-80-120 40-70-110 25-60-100 30-50-90 |
40-60 35-55 30-50 25-45 20-40 |
45-80-100 40-60-100 35-55-90 30-50-80 25-45-70 |
Legovaná ocel |
500-700 700-850 850-1100 1100-1500 |
70-120-200 60-100-180 50-80-120 30-50-80 |
50-90-150 40-80-120 30-60-80 25-40-70 |
40-70-100 30-50-80 25-40-60 20-30-50 |
30-50 25-40 20-35 15-25 |
30-50-70 25-35-50 20-30-45
|
Ocelové odlitky |
300-500 500-700 >700 |
70-100-150 60-90-120 40-60-90 |
60-80-120 45-70-90 30-50-70 |
40-60-90 30-40-60 20-30-50 |
25-45 20-35 15-25 |
35-70-110 30-60-90 20-50-70 |
Nerezová ocel |
500-800 | 30-50-70 | 24-40-50 | 20-30-40 | 15-25 | 20-30-40 |
Doporučené řezné rychlosti pro obrábění litiny a neželezných kovů:
Materiál | Tvrdost HB | H03 | H10 | H20 | |
---|---|---|---|---|---|
H10S | H20S | U10S | |||
Řezná rychlost V [m/min] | |||||
Jemné obrábění |
Hrubování orábění Jemné orábění |
Hrubování orábění Jemné orábění |
Hrubování orábění Jemné orábění | ||
Litina, Temperovaná litina (dělená tříska) |
<200 200-500 <500 >500 |
120-170 90-140 10-15 6-12 |
50-100-140 40-80-120 4-8-12 2-4-8 50-80-120 |
45-90-120 35-70-100
40-70-100 |
40-60-100 25-50-80
40-60-80 |
Měď a její slitiny |
200-300-400 |
100-300-500 150-250-350 |
100-200-300 |
||
Hliník a jeho slitiny |
<80 80-120 >120 |
200-300-400 80-150-200
|
600-800-1500 300-600-1000 150-200-350 60-120-180 |
200-500-700 100-200-300 50-100-150 |
|
Umělé hmoty,tvrzená guma, porcelán, měký kamen,tvrdý kamen |
100-200-350 80-150-300 6-15-30 20-35-50 4-10-12 |
80-180-300 60-120-200 5-10-25 15-35-45 4-8-10 |
50-150-200
|
||
Manganová ocel, kalená ocel | >500 | 4-20 |
10-25 4-20 |
4-20 |