Tvorba triesky je základným aspektom sústružníckeho obrábania a jej pochopenie je rozhodujúce pre optimalizáciu procesu, najmä pri práci s materiálmi, ako je nylon. Ako popredný dodávateľ sústružníckych výrobkov z nylonu som bol svedkom dôležitosti tvorby triesky pri dosahovaní vysoko kvalitných výsledkov. V tomto blogu sa ponoríme do podrobností o tvorbe triesky pri obrábaní nylonu na sústruhu a preskúmame faktory, ktoré to ovplyvňujú, a ich dôsledky pre proces obrábania.
Základy tvorby triesky pri obrábaní sústruhov
Sústružnícke obrábanie je subtraktívny výrobný proces, pri ktorom rezný nástroj odoberá materiál z rotujúceho obrobku. Pri obrábaní Nylonu na sústruhu rezný nástroj preniká do materiálu, čo spôsobuje jeho deformáciu a oddelenie od obrobku vo forme triesok. Spôsob, akým sa tieto triesky vytvárajú, môže výrazne ovplyvniť proces obrábania, vrátane povrchovej úpravy obrobku, opotrebovania nástroja a celkovej produktivity.
Existujú tri základné typy triesok, ktoré možno vytvárať počas obrábania sústruhom: kontinuálne triesky, segmentované triesky a nespojité triesky.
Nepretržité čipy
Nepretržité triesky sú dlhé, neprerušené stuhy materiálu. Typicky vznikajú pri obrábaní tvárnych materiálov, ako je nylon, za určitých podmienok. V prípade nylonu sa kontinuálne triesky často vyrábajú, keď je rezná rýchlosť vysoká, rýchlosť posuvu je nízka a hĺbka rezu je relatívne malá. Ťažnosť nylonu umožňuje plastickej deformácii materiálu, keď ho rezný nástroj prerezáva, čo vedie k plynulému toku materiálu, ktorý tvorí triesku.
Výhodou kontinuálnych triesok je, že vo všeobecnosti vedú k dobrej povrchovej úprave obrobku. Keďže trieska je kontinuálna, počas procesu rezania dochádza k menším vibráciám a chveniu, čo pomáha udržiavať hladký priebeh rezu. Problémom však môžu byť aj súvislé triesky, pretože sa môžu zamotať okolo rezného nástroja alebo obrobku a potenciálne spôsobiť poškodenie nástroja alebo dielu.
Segmentované čipy
Segmentované čipy sa vyznačujú radom segmentov, ktoré sú spojené tenkými krčkami. Vznikajú, keď sú rezné podmienky také, že materiál zažíva striedavé obdobia plastickej deformácie a lomu. V prípade nylonu sa môžu vytvárať segmentované triesky, keď je rýchlosť rezu mierna, rýchlosť posuvu je zvýšená alebo je hĺbka rezu väčšia.
Tvorba segmentovaných triesok je výsledkom neschopnosti materiálu kontinuálne sa deformovať pod reznými silami. Ako rezný nástroj postupuje, materiál sa najprv plasticky deformuje, ale potom dosiahne bod, kde sa zlomí a vytvorí segment. Tenké krčky medzi segmentmi sú výsledkom zostávajúceho materiálu, ktorý sa ešte nezlomil. Segmentované triesky môžu spôsobiť väčšie vibrácie a chvenie v porovnaní s nepretržitými trieskami, čo môže viesť k mierne hrubšiemu povrchu obrobku.
Nepretržité čipy
Nespojité triesky sú malé, oddelené kusy materiálu, ktoré sa odlomia od obrobku. Typicky vznikajú pri obrábaní krehkých materiálov, ale za určitých podmienok sa môžu vyskytnúť aj pri nylone. Nespojité triesky sa môžu vytvárať, keď je rezná rýchlosť nízka, rýchlosť posuvu je vysoká, alebo keď má materiál nehomogenity alebo chyby.
Vznik nesúvislých triesok je spôsobený rýchlym lomom materiálu pod reznými silami. Keďže triesky sú nespojité, počas procesu rezania dochádza k veľkému nárazu a vibráciám, čo môže viesť k zlej povrchovej úprave a zvýšenému opotrebovaniu nástroja. S nespojitými trieskami sa však ľahšie manipuluje v porovnaní so súvislými trieskami, pretože nemajú tendenciu sa zamotávať.
Faktory ovplyvňujúce tvorbu triesok pri obrábaní nylonu
Typ triesok, ktoré vznikajú pri obrábaní nylonu na sústruhu, ovplyvňuje viacero faktorov. Tieto faktory možno vo všeobecnosti rozdeliť na vlastnosti materiálu, rezné podmienky a geometriu nástroja.
Vlastnosti materiálu
Vlastnosti Nylonu zohrávajú významnú úlohu pri tvorbe triesok. Nylon je termoplastický polymér s dobrou ťažnosťou, čo znamená, že sa pri namáhaní môže plasticky deformovať. Presné správanie nylonu počas obrábania sa však môže líšiť v závislosti od jeho triedy, molekulovej hmotnosti a akýchkoľvek prítomných prísad alebo plnív.
Napríklad Nylon s vyššou molekulovou hmotnosťou je vo všeobecnosti ťažnejší a je pravdepodobnejšie, že vytvára súvislé triesky. Na druhej strane, Nylon s prísadami alebo plnivami môže mať zníženú ťažnosť a môže byť náchylnejší na vytváranie segmentovaných alebo nesúvislých triesok. Obsah vlhkosti v nylone môže tiež ovplyvniť jeho správanie pri obrábaní. Nylon je hygroskopický, čo znamená, že dokáže absorbovať vlhkosť z prostredia. Vyšší obsah vlhkosti môže spôsobiť, že materiál bude mäkší a ťažnejší, čo môže viesť k tvorbe súvislých triesok.
Podmienky rezania
Rezné podmienky, ako je rýchlosť rezu, rýchlosť posuvu a hĺbka rezu, majú priamy vplyv na tvorbu triesky. Ako už bolo spomenuté vyššie, vysoké rezné rýchlosti a nízke rýchlosti posuvu majú tendenciu podporovať tvorbu súvislých triesok v nylone. Je to preto, že pri vysokých rýchlostiach má materiál kratší čas na zlomenie a rezné sily sú rovnomernejšie rozložené, čo umožňuje plynulejší tok materiálu.
Zvýšenie rýchlosti posuvu môže spôsobiť silnejšiu deformáciu materiálu, čo vedie k tvorbe segmentovaných triesok. Väčšia hĺbka rezu zvyšuje aj rezné sily, čo môže mať za následok ľahšie lámanie materiálu a vytváranie nesúvislých triesok. Je dôležité nájsť správnu rovnováhu rezných podmienok, aby ste dosiahli požadovaný typ triesky a výsledky obrábania.
Geometria nástroja
Geometria rezného nástroja tiež zohráva rozhodujúcu úlohu pri tvorbe triesky. Uhol čela, uhol vôle a polomer reznej hrany sú niektoré z kľúčových parametrov geometrie nástroja, ktoré ovplyvňujú interakciu rezného nástroja s nylonovým materiálom.
Pozitívny uhol čela znižuje rezné sily a podporuje tvorbu súvislých triesok. Je to preto, lebo kladný uhol čela umožňuje reznému nástroju ľahšie preniknúť do materiálu, čo vedie k plynulejšiemu toku materiálu. Záporný uhol čela na druhej strane zvyšuje rezné sily a môže viesť k tvorbe segmentovaných alebo nesúvislých triesok.
Uhol vôle je dôležitý, aby sa zabránilo odieraniu nástroja o obrobok, čo môže spôsobiť nadmerné vytváranie tepla a opotrebovanie nástroja. Správny uhol vôle zaisťuje, že rezný nástroj môže hladko prerezať materiál, čo ovplyvňuje proces tvorby triesok.
Dôsledky tvorby triesok pri obrábaní nylonu
Typ triesok vytvorených počas sústružníckeho obrábania nylonu má niekoľko dôsledkov pre proces obrábania a kvalitu finálneho produktu.
Povrchová úprava
Ako už bolo spomenuté vyššie, kontinuálne triesky vo všeobecnosti vedú k lepšej povrchovej úprave v porovnaní so segmentovanými alebo nespojitými trieskami. Súvislé triesky sa totiž vytvárajú kontrolovanejším procesom plastickej deformácie, čo znižuje množstvo vibrácií a chvenia počas rezania. Hladká povrchová úprava je často požadovaná u nylonových častí, najmä tých, ktoré sa používajú v aplikáciách, kde je dôležitá estetika alebo nízke trenie.
Opotrebenie náradia
Tvorba triesok môže tiež ovplyvniť opotrebovanie nástroja. Nepretržité triesky majú tendenciu mať menší vplyv na opotrebovanie nástroja, pretože sú formované relatívne hladkým procesom plastickej deformácie. Segmentované a nespojité triesky môžu na druhej strane spôsobiť rýchlejšie opotrebovanie nástroja v dôsledku vyšších nárazových síl a vibrácií spojených s ich tvorbou. Nadmerné opotrebovanie nástroja môže viesť k zníženiu rezného výkonu, zvýšeniu nákladov na obrábanie a zníženiu kvality obrábaných dielov.
Produktivita obrábania
Typ vytvorených triesok môže tiež ovplyvniť produktivitu obrábania. Súvislé triesky sa vo všeobecnosti ľahšie odstraňujú z reznej zóny v porovnaní so segmentovanými alebo nespojitými trieskami. To znamená, že proces obrábania môže prebiehať plynulejšie a s menším počtom prerušení, čo vedie k vyššej produktivite. Ako však už bolo spomenuté, kontinuálne triesky sa môžu zamotať, čo môže tiež spôsobiť problémy a znížiť produktivitu, ak nie je správne spravované.
Ostatné plastové materiály v CNC obrábaní
Okrem nylonu existujú aj iné plastové materiály bežne používané v CNC obrábaní, ako je ABS, PMMA a PEEK. Každý z týchto materiálov má svoje vlastné jedinečné vlastnosti a charakteristiky tvorby triesok.
CNC obrábanie ABSponúka dobré mechanické vlastnosti, odolnosť proti nárazu a ľahké opracovanie. Tvorba triesky pri CNC obrábaní ABS je v niektorých aspektoch podobná ako pri nylone, ale kvôli jeho odlišnému chemickému zloženiu a fyzikálnym vlastnostiam môže byť potrebné zodpovedajúcim spôsobom upraviť rezné podmienky a geometriu nástroja.
CNC obrábanie PMMA, tiež známy ako akryl, je priehľadný termoplast s vynikajúcimi optickými vlastnosťami. PMMA je krehkejší ako nylon a tvorba triesok počas obrábania bude pravdepodobne prerušovaná. Je potrebné venovať osobitnú pozornosť dosiahnutiu dobrej povrchovej úpravy a vyhnúť sa štiepaniu.
CNC obrábanie PEEKje vysokovýkonný termoplast s vynikajúcimi mechanickými, chemickými a tepelnými vlastnosťami. PEEK sa v porovnaní s nylonom ťažšie obrába a tvorba triesky veľmi závisí od rezných podmienok a výberu nástroja.
Záver
Na záver, tvorba triesky je kritickým aspektom sústružníckeho obrábania nylonu. Pochopenie rôznych typov triesok, ktoré možno vytvárať, faktorov, ktoré ovplyvňujú tvorbu triesok a dôsledkov tvorby triesok na proces obrábania a kvalitu produktu, je nevyhnutné pre optimalizáciu obrábania dielov z nylonu. Ako dodávateľ nylonových produktov na obrábanie sústruhov sme sa zaviazali poskytovať vysokokvalitné produkty starostlivou kontrolou procesu tvorby triesok.
Ak máte záujem o naše služby obrábania nylonu na sústruhu alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa tvorby triesok pri obrábaní nylonu, neváhajte nás kontaktovať pre obstarávanie a ďalšie diskusie. Tešíme sa na spoluprácu pri plnení vašich špecifických požiadaviek.
Referencie
- Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson.
- Stephenson, DA a Agapiou, JS (2006). Teória a prax rezania kovov. CRC Press.
