3. METODIKA MĚŘENÍ
3.6 Dílenský mikroskop ZEISS
Mikroskop ZEISS (obr. 22) je zařízení pro určení velikosti opotřebení nástroje.
Stůl mikroskopu umožňuje vykonávat lineární posuv v osách X, Y. Pohyb stolu je zajištěn pomocí mikrometrických šroubů na vodících lištách. Odečtení hodnot opotřebení je prováděno pomocí mikrometrických hlavic s rozlišením 0,01 mm. Pomocí nitkového kříže je optickým způsobem přes okulár prováděno polohování měřeného vzorku. [11]
Měření opotřebení VB bylo provedeno pomocí dílenského mikroskopu ZEISS a to tak, že po odvrtání stanovené vzdálenosti (210 mm, 420 mm, 630 mm, 840 mm a 1050 mm), byl vrták vyjmut ze stroje. Následně byl upnut do držáku pod mikroskop.
Odečtení hodnot opotřebení bylo zajištěno pomocí mikrometrických hlavic a pomocí nitkového kříže bylo optickým způsobem přes okulár prováděno polohování a odčítání měřeného vzorku.
Obr. 22 Mikroskop ZEISS
32 3.7 Měření teploty
Pro měření teplot při procesu vrtání bylo využito umělých termočlánků typu K.
Tyto termočlánky snímají teploty od -270°C až do teplot 1372°C (vodiče byly tvořeny z materiálů Ni-Cr (+) a Ni-Al (-)).
Pro zjištění teplot byly použity 3 termočlánky, které byly umístěny k místu řezu (měření teploty) obráběného vzorku. Rozložení termočlánků je znázorněno na obrázku 23. Na obrázku 24 je zobrazen výkres vzorku pro umístění termočlánků.
Obr. 23 Rozložení termočlánků
Obr. 24 Nákres rozložení termočlánků
33
Pro uchycení termočlánků do obrobku bylo nutné navrtání vzorku (obr. 25), tak aby bylo možné zasunutí termočlánku k místu řezu. K pevnému uchycení termočlánku do vzorku, bylo provedeno nahřátí konce termočlánku. V důsledku nahřátí termočlánku došlo k přitavení ke vzorku. Termočlánky byly dále zapojeny do sběrnice, která převádí mV na °C. Získaná data byla následně ukládána na provozní a řídicí jednotku ve formátu *.csv. Takto zjištěné hodnoty byly dále zpracovány v softwaru Excel. Sběrnice, provozní a řídicí jednotka na obrázku 26.
Obr. 25 Navrtání vzorku pro termočlánky
Obr. 26 Sběrnice, provozní a řídicí jednotka 3.8 Dutinový mikrometr
Pro měření rozměrové stability vyvrtaných otvorů byl použit dutinový mikrometr (obr. 27). Rozsah měření mikrometru je od 5 mm do 25mm a odečet hodnot je možný po 0,01 mm. Rozměrová stabilita byla měřena na každém otvoru. Celkem bylo provedeno 6 měření a naměřené hodnoty byly zaznamenány do tabulky.
34
Obr. 27 Dutinový mikrometr
3.8 Přehled metodiky měření
Tabulka 6 Přehled metodiky měření
Typ operace Materiál zkušebního vzorku Způsob obrábění vrtání
Epoxid. pryskyřice neplněná Epoxid. pryskyřice s plnivem 10dsk Epoxid. pryskyřice s plnivem 20dsk Opakování exp. 5 Epoxid. pryskyřice s plnivem 30dsk Epoxid. pryskyřice s plnivem 40dsk
Materiál nástroje (vrták) Stroj
HSS
SK Výrobce TOS Olomouc
s.r.o.
konstant. Posuv Procesní kapalina
Měřené parametry Měřicí přístroje
Svislá řezná síla F [N]
Opotřebení VB [mm] Dílenský mikroskop ZEISS
Rozměrová
stabilita - [mm] Dutionový mikrometr
35
4 EXPERIMENT
V rámci realizace experimentu byla práce rozdělena do 5-ti částí. U každého experimentu jsou v záhlaví tabulky uvedeny řezné podmínky podle tabulky 6. Výsledky jsou uvedeny v tabulkách 7 až 114. Tabulky a jednotlivé grafy obsahují naměřené hodnoty z realizovaných experimentů zaměřených na řeznou sílu, krouticí moment, teploty, opotřebení nástroje, rozměrovou stabilitu a drsnost povrchu.
4.1 Řezná síla a krouticí moment při konstantních řezných podmínkách (experiment 1)
Pro plánovaný experiment byly použity konstantní řezné podmínky dle tabulky 6. Byla měřena řezná síla F a krouticí moment Mk. Tyto hodnoty byly měřeny na vzorku 0, 10, 20, 30, 40 s použitím řezných nástrojů z HSS, HSSCo, HSS + TiN, SK a SK + TiN.
Pro každý nástroj byla vytvořena tabulka, jejíž výsledky budou zpřehledněny ve výsledném grafu pro každý materiál (po 5-ti nástrojích pro jeden materiál).
Tabulka 7 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj HSS
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Řezná síla F [N]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr
stat. interval spolehlivosti oblast 1 388,8 350,0 317,8 270,2 255,2 316,40
289,38 ± 23,60 oblast 2 356,7 299,4 258,6 270,7 264,3 289,94
oblast 3 339,9 299,9 271,1 230,3 259,0 280,04 oblast 4 323,1 233,7 233,1 283,1 281,9 270,98 oblast 5 345,6 333,3 270,3 243,3 255,2 289,54
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr
stat. interval spolehlivosti oblast 1 72,7 73,0 93,4 115,4 75,9 86,08
73,58 ± 17,31 oblast 2 33,3 44,6 68,3 85,8 103,4 67,08
oblast 3 24,3 55,0 79,6 71,6 114,7 69,04 oblast 4 62,0 71,9 43,3 59,4 56,8 58,68 oblast 5 78,3 76,9 88,4 112,4 79,1 87,02
36
Tabulka 8 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj HSSCo
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 9 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
37
Tabulka 10 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj SK
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 11 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
38
Obr. 28 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 0
Z tabulek 7 až 11 a následného grafického zobrazení pro vzorek 0 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z HSSCo a naopak nejvyšší u nástroje z SK + TiN. Nejmenší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z HSS oproti nástroji z SK + TiN, kde byla hodnota krouticího momentu nejvyšší.
Tabulka 12 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj HSS
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
39
Tabulka 13 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj HSSCo
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 14 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj HSS + TiN
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Řezná síla F [N]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr stat. interval spolehlivosti
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
40
Tabulka 15 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj SK
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 16 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj SK + TiN
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Řezná síla F [N]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr stat. interval spolehlivosti
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
41
Obr. 28 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 10
Z tabulek 12 až 16 a následného grafického zobrazení pro vzorek 10 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, byla stejně jako řezná síla zaznamenána u nástroje z SK. Naopak nejvyšší hodnota krouticího momentu byla změřena u řezného nástroje z
Tabulka 17 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj HSS
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
42
Tabulka 18 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj HSSCo
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 19 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
43
Tabulka 20 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj SK
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 21 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
44
Obr. 29 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 20
Z tabulek 17 až 21 a následného grafického zobrazení pro vzorek 20 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z HSS oproti nástroji z SK, kde byla hodnota krouticího momentu nejvyšší.
Tabulka 22Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj HSS
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
45
Tabulka 23 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj HSSCo
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 24 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
46
Tabulka 25 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj SK
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 26 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
47
Obr. 29 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 30
Z tabulek 22 až 26 a následného grafického zobrazení pro vzorek 3é je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z HSS + TiN oproti nástroji z SK, kde byla hodnota krouticího momentu nejvyšší.
Tabulka 27 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj HSS
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
48
Tabulka 28 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj HSSCo
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 29 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
49
Tabulka 30 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj SK
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 31 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
50
Obr. 30 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 40
Z tabulek 27 až 31 a následného grafického zobrazení pro vzorek 40 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z HSS + TiN, která byla téměř totožná se zaznamenanou hodnotou u nástrojů z SK a HSSCo.
Nejvyšší hodnota krouticího momentu byla zaznamenána u nástroje z SK + TiN.
4.2 Řezná síla a krouticí moment při ideálních řezných podmínkách (experiment 2)
Pro plánovaný experiment byly použity ideální řezné podmínky dle tabulky 6.
Byla měřena řezná síla F a krouticí moment Mk. Tyto hodnoty byly měřeny na vzorku 0, 10, 20, 30, 40 s použitím řezných nástrojů z HSS, HSSCo, HSS + TiN, SK a SK + TiN.
Pro každý nástroj byla vytvořena tabulka, jejíž výsledky budou zpřehledněny ve výsledném grafu pro každý materiál (po 5-ti nástrojích pro jeden materiál).
0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500
HSS HSSCo HSS+TiN SK SK+TiN
Řezná síla F [N] a krouticí moment Mk [Nmm]
nástrojové materiály
F Mk
51
Tabulka 32 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj HSS
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 33 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj HSSCo
vc = 22,6 m / min, n = 1200 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
52
Tabulka 34 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 35 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj SK
vc = 47,1 m / min, n = 2500 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
53
Tabulka 36 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 0, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 0, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Z tabulek 32 až 36 a následného grafického zobrazení pro vzorek 0 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z HSS + TiN. Nejvyšší hodnota krouticího momentu byla stejně jako síla zaznamenána u
54
Tabulka 37 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj HSS) Síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj HSS
vc = 18,5 m / min, n = 1000 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 38 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj HSSCo
vc = 22,6 m / min, n = 12000 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
55
Tabulka 39 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 40 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj SK
vc = 47,1 m / min, n = 2500 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
56
Tabulka 41 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 10, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 10, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Obr. 32 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 10
Z tabulek 37 až 41 a následného grafického zobrazení pro vzorek 10 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z SK + TiN. Nejvyšší hodnota krouticího momentu byla stejně jako síla zaznamenána u
57
Tabulka 42 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj HSS
vc = 18,5 m / min, n = 1000 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 43 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj HSSCo
vc = 22,6 m / min, n = 1200 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
58
Tabulka 44 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 45 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj SK
vc = 47,1 m / min, n = 2500 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
59
Tabulka 46 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 20, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 20, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Obr. 33 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 20
Z tabulek 42 až 46 a následného grafického zobrazení pro vzorek 20 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z SK + TiN. Nejvyšší hodnota krouticího momentu byla stejně jako síla zaznamenána u nástroje z HSS
60
Tabulka 47 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj HSS
vc = 18,5 m / min, n = 1000 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 48 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj HSSCo
vc = 22,6m / min, n = 1200 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
61
Tabulka 49 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 50 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj SK
vc = 47,1 m / min, n = 2500 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Řezná síla F [N]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr stat. interval spolehlivosti
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
62
Tabulka 51 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 30, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 30, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Obr. 34 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 30
Z tabulek 47 až 51 a následného grafického zobrazení pro vzorek 30 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána stejně jako u řezné síly u nástroje z SK. Nejvyšší hodnota krouticího momentu byla zaznamenána u
63
Tabulka 52 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj HSS) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj HSS
vc = 18,5 m / min, n = 1000 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 53 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj HSSCo) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj HSSCo
vc = 22,6 m / min, n = 1200 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Řezná síla F [N]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr stat. interval spolehlivosti
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
64
Tabulka 54 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj HSS + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj HSS + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Tabulka 55 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj SK) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj SK
vc = 47,1 m / min, n = 2500 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Řezná síla F [N]
poč.
měření 1 2 3 4 5 arit.
průměr stat. interval spolehlivosti
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
65
Tabulka 56 Řezná síla a krouticí moment (vzorek 40, nástroj SK + TiN) Řezná síla a krouticí moment
vzorek 40, nástroj SK + TiN
Krouticí moment Mk [Nmm]
poč.
Obr. 34 Výsledné hodnoty F a Mk pro vzorek 40
Z tabulek 52 až 56 a následného grafického zobrazení pro vzorek 40 je patrné, že nejnižší řezné síly bylo dosaženo u řezného nástroje z SK a naopak nejvyšší u nástroje z HSS. Nejnižší hodnota krouticího momentu, pak byla zaznamenána u nástroje z SK + TiN. Nejvyšší hodnota krouticího momentu byla zaznamenána u nástroje z HSS, téměř totožné hodnoty byly dosaženy i u nástrojů z HSSCo a HSS + TiN.
0
66
4.3 Opotřebení řezného nástroje VB (Experiment 3)
Pro plánovaný experiment byly použity konstantní řezné podmínky dle tabulky 6. Bylo měřeno opotřebení břitu nástroje. Opotřebení bylo měřeno na hlavním i vedlejším ostří, vždy po odvrtání vzdálenosti 210 mm. Tyto hodnoty byly měřeny na vzorku 0, 10, 20, 30, 40 s použitím řezných nástrojů z HSS, HSSCo, HSS + TiN, SK a SK + TiN.
Pro každý nástroj byla vytvořena tabulka, jejíž výsledky budou zpřehledněny ve výsledném grafu pro každý materiál (po 5-ti nástrojích pro jeden materiál).
Tabulka 57 Opotřebení břitu nástrojů VB (vzorek 0) Opotřebení VB
vzorek 0
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Hlavní ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,0000 0,0275 0,0325 0,0850 0,0875 HSSC0 0,0000 0,0500 0,0575 0,0600 0,0750 HSS + TiN 0,0000 0,0255 0,0275 0,0450 0,0575 SK 0,0000 0,0000 0,0050 0,0100 0,0150 SK + TiN 0,0000 0,0200 0,0250 0,0250 0,0275
Vedlejší ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,0000 0,0425 0,0450 0,0725 0,1125 HSSC0 0,0000 0,0475 0,0600 0,0650 0,1100 HSS + TiN 0,0000 0,0150 0,0250 0,0300 0,0375 SK 0,0000 0,0100 0,0150 0,0200 0,0250 SK + TiN 0,0000 0,0150 0,0225 0,0250 0,0325
67
Obr. 35 Opotřebení hlavního ostří nástrojů u vzorku 0
Obr. 36 Opotřebení vedlejšího ostří nástrojů u vzorku 0
Z tabulky 57 a následného grafického zobrazení pro vzorek 0 je patrné, že nejnižší opotřebení hlavního i vedlejšího ostří bylo dosaženo u řezného nástroje z SK.
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení hlavniho ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení vedlejšího ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
68
Naopak nejvyšší opotřebení bylo zaznamenáno u nástroje z HSS jak na hlavním, tak i vedlejším ostří.
Tabulka 58 Opotřebení břitu nástrojů VB (vzorek 10) Opotřebení VB
vzorek 10
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Hlavní ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,0975 0,1650 0,2650 0,3000 0,3325 HSSC0 0,0450 0,2150 0,2450 0,3550 0,3600 HSS + TiN 0,0200 0,0375 0,0400 0,0500 0,0575 SK 0,0000 0,0050 0,0150 0,0200 0,0150 SK + TiN 0,0300 0,0350 0,0425 0,0475 0,0550
Vedlejší ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,0250 0,0400 0,0825 0,0875 0,1075 HSSC0 0,0350 0,0525 0,1000 0,1050 0,1200 HSS + TiN 0,0050 0,0150 0,0200 0,0325 0,0525 SK 0,0000 0,0000 0,0075 0,0125 0,0150 SK + TiN 0,0000 0,0050 0,0175 0,0225 0,0275
Obr. 37 Opotřebení hlavního ostří nástrojů u vzorku 10
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení hlavniho ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
69
Obr. 38 Opotřebení vedlejšího ostří nástrojů u vzorku 10
Z tabulky 58 a následného grafického zobrazení pro vzorek 10 je patrné, že nejnižší opotřebení hlavního i vedlejšího ostří bylo dosaženo u řezného nástroje z SK.
Naopak nejvyšší opotřebení bylo zaznamenáno u nástroje z HSSCo jak na hlavním, tak i vedlejším ostří.
Tabulka 59 Opotřebení břitu nástrojů VB (vzorek 20) Opotřebení VB
vzorek 20
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Hlavní ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,2000 0,2300 0,3450 0,3550 0,3575 HSSC0 0,0725 0,2175 0,2775 0,2825 0,3100 HSS + TiN 0,0125 0,0200 0,0225 0,0725 0,1025 SK 0,0000 0,0000 0,0100 0,0225 0,0175 SK + TiN 0,0225 0,0250 0,0300 0,0325 0,0350
Vedlejší ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,0575 0,1100 0,1350 0,1400 0,1450 HSSC0 0,0425 0,0575 0,0725 0,0825 0,0850 HSS + TiN 0,0100 0,0250 0,0325 0,0425 0,0575 SK 0,0000 0,0050 0,0100 0,0150 0,0175 SK + TiN 0,0000 0,0100 0,0150 0,0175 0,0200
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení vedlejšího ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
70
Obr. 39 Opotřebení hlavního ostří nástrojů u vzorku 20
Obr. 40 Opotřebení vedlejšího ostří nástrojů u vzorku 20
Z tabulky 59 a následného grafického zobrazení pro vzorek 20 je patrné, že nejnižší opotřebení hlavního i vedlejšího ostří bylo dosaženo u řezného nástroje z SK.
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení hlavniho ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení vedlejšího ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
71
Naopak nejvyšší opotřebení bylo zaznamenáno u nástroje z HSS jak na hlavním, tak i vedlejším ostří.
Tabulka 60 Opotřebení břitu nástrojů VB (vzorek 30) Opotřebení VB
vzorek 30
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Hlavní ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,1500 0,2600 0,3200 0,3675 0,3750 HSSC0 0,1175 0,2500 0,2700 0,2875 0,3050 HSS + TiN 0,0275 0,0400 0,0625 0,1175 0,1325 SK 0,0000 0,0100 0,0225 0,0275 0,0325 SK + TiN 0,0275 0,0325 0,0350 0,0450 0,0525
Vedlejší ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,1000 0,1700 0,2400 0,2550 0,3925 HSSC0 0,1125 0,1225 0,1425 0,1450 0,2300 HSS + TiN 0,0275 0,0350 0,0425 0,1000 0,1050 SK 0,0000 0,0075 0,0100 0,0175 0,0200 SK + TiN 0,0000 0,0000 0,0100 0,0200 0,0325
Obr. 41 Opotřebení hlavního ostří nástrojů u vzorku 30
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení hlavniho ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
72
Obr. 42 Opotřebení vedlejšího ostří nástrojů u vzorku 30
Z tabulky 60 a následného grafického zobrazení pro vzorek 30 je patrné, že nejnižší opotřebení hlavního i vedlejšího ostří bylo dosaženo u řezného nástroje z SK.
Naopak nejvyšší opotřebení bylo zaznamenáno u nástroje z HSS jak na hlavním, tak i vedlejším ostří.
Tabulka 61 Opotřebení břitu nástrojů VB (vzorek 40) Opotřebení VB
vzorek 40
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Hlavní ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,2150 0,3000 0,3100 0,3450 0,3850 HSSC0 0,1325 0,2125 0,2400 0,2850 0,3250 HSS + TiN 0,0450 0,0975 0,1375 0,1650 0,1750 SK 0,0100 0,0150 0,0225 0,0300 0,0350 SK + TiN 0,0250 0,0350 0,0425 0,0475 0,0575
Vedlejší ostří [mm]
Vzdálenost
[mm] 210 420 630 840 1050
HSS 0,1850 0,2525 0,2915 0,3625 0,3975 HSSC0 0,0875 0,0950 0,1250 0,1650 0,2525 HSS + TiN 0,0175 0,0200 0,0350 0,0750 0,1500 SK 0,0000 0,0125 0,0150 0,0175 0,0225 SK + TiN 0,0000 0,0200 0,0225 0,0300 0,0425
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení vedlejšího ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
73
Obr. 43 Opotřebení hlavního ostří nástrojů u vzorku 40
Obr. 44 Opotřebení vedlejšího ostří nástrojů u vzorku 40
Z tabulky 61 a následného grafického zobrazení pro vzorek 0 je patrné, že nejnižší opotřebení hlavního i vedlejšího ostří bylo dosaženo u řezného nástroje z SK.
Naopak nejvyšší opotřebení bylo zaznamenáno u nástroje z HSS jak na hlavním, tak i vedlejším ostří.
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení hlavniho ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
0,0000 0,0400 0,0800 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000
210 420 630 840 1050
Opotřebení vedlejšího ostří VB [mm]
vrtaná vzdálenost [mm]
HSS HSSC0 HSS + TiN SK SK + TiN
74
Na obrázku 45(a - e) je zobrazeno na hlavním ostří vrtáků z HSS, HSSCo, HSS + TiN, SK a SK + TiN, kde bylo dosaženo maximálního opotřebení u vzorku 40.
Obr. 45a Vrták HSS (VB =0,3850 mm) Obr. 45b Vrták HSSCo (VB = 0,3250 mm)
Obr. 45c Vrták HSS + TiN (VB = 0,1750 mm) Obr. 45d Vrták SK (VB = 0,0350)
Obr. 45a Vrták SK + TiN (VB = 0,0575 mm)
75 4.4 Teploty při vzniklé při vrtání (experiment 4)
Pro plánovaný experiment byly použity konstantní řezné podmínky dle tabulky 6. Byla měřena teplota vzniklá v průběhu procesu vrtání. Teploty byly měřeny na vzorku 0, 10, 20, 30, 40 s použitím řezného nástroje z SK.
Tabulka 62 Teploty vzniklé při vrtání Teploty
nástroj SK
vc = 33,9 m / min, n = 1800 m / min, f = 1,15 mm / ot.
Vzorek 0
poč. měření 1 2 3 4 5 stat. interval spolehlivosti Termočlánek 1 44,5 42,3 43,1 42,3 41,5 42,72 ± 1,59 Termočlánek 2 43,4 41,2 40,8 41,1 39,9 41,28 ± 1,79 Termočlánek 3 39,8 39,6 38,8 39,1 39,5 39,36 ± 0,56
Vzorek 10
poč. měření 1 2 3 4 5 stat. interval spolehlivosti Termočlánek 1 44,3 40,2 40,6 41,9 40,6 41,52 ± 0,56 Termočlánek 2 38,1 38,0 39,1 42,1 38,9 39,23 ± 2,32 Termočlánek 3 39,9 39,3 39,9 38,8 36,8 38,74 ± 2,33
Vzorek 20
poč. měření 1 2 3 4 5 stat. interval spolehlivosti Termočlánek 1 41,7 41,0 40,3 40,9 41,7 41,12 ± 0,82 Termočlánek 2 38,2 38,7 37,5 38,2 39,4 38,40 ± 0,92 Termočlánek 3 37,2 36,7 37,3 37,5 39,4 37,62 ± 1,44
Vzorek 30
poč. měření 1 2 3 4 5 stat. interval spolehlivosti Termočlánek 1 41,7 41,2 40,3 40,6 40,9 40,94 ± 0,75 Termočlánek 2 38,2 37,7 37,3 37,5 38,4 37,82 ± 0,65 Termočlánek 3 37,4 36,5 35,7 36,9 37,9 36,98 ± 1,40
Vzorek 40
poč. měření 1 2 3 4 5 stat. interval spolehlivosti Termočlánek 1 38,5 37,8 37,3 40,2 37,7 38,30 ± 1,59 Termočlánek 2 34,8 35,7 36,0 36,6 38,3 36,28 ± 1,81 Termočlánek 3 41,2 40,5 37,8 39,3 38,7 35,76 ± 1,64
76
Obr. 45 Měření teploty
Z tabulky 62 a následného grafického zobrazení měření teploty na jednotlivých
Z tabulky 62 a následného grafického zobrazení měření teploty na jednotlivých