Akademie CNC obrábění (90)

Dnešní informativní příklad volně navazuje na primární seznámení s řídicím systémem Sinumerik 808D, které bylo publikováno v minulém díle tohoto seriálu. Aktuálně je však pozornost soustředěna na problematiku NC programování technologie vystružování. Geometrie výstružníků i řezný materiál se může výrazně měnit v závislosti na aplikaci. Standardně jsou však výstružníky vyráběny pro „univerzální“ použití, mívají 4 až 18 nepravidelně rozmístěných břitů a jsou zpravidla ze slinutého karbidu nebo Cermetu. Úspěšná aplikace těchto řezných nástrojů pro výrobu přesných otvorů (IT7 až IT5) je však velmi závislá na kvalitě díry zhotovené před vystružováním. Vrtaný otvor má rovněž významný vliv i na trvanlivost břitů a výslednou kvalitu vystružovaného technologického prvku (strukturu povrchu i celkovou geometrii). Z pohledu výroby je tedy vhodné soustředit pozornost na rovnoměrnost a rozměr voleného přídavku pro vystružování, kruhovitost a přímost předpracované díry, souosost a rovnoběžnost předpracovaného otvoru s osou vřetene stroje. Experimentální měření i praxe zpravidla ukazuje, že nejlepších výsledků je možno dosáhnout předpracováním díry jednobřitým vyvrtávacím nástrojem.

Vždy je nutno doporučit užívání všech řezných nástrojů s řeznými podmínkami dle udání výrobce. Obecněji je však možno konstatovat, že zvyšování řezné rychlosti a posuvu vede ke zvětšování průměru obráběné díry a ke zhoršení geometrické přesnosti. Může dojít k vibracím soustavy stroj-nástroj-obrobek a dochází ke snižování hodnoty trvanlivosti vystružovacího nástroje. Naopak snižováním řezné rychlosti můžeme zvýšit (jen v rámci technologických možností této operace) výslednou geometrickou přesnost vystružovaného otvoru, zlepšit kvalitu povrchu nebo prodloužit trvanlivost břitů nástroje. Volba procesní (chladicí) kapaliny však rovněž může výrazně ovlivnit skutečný průměr vystružovaného otvoru a jakost jeho povrchu. Např. řezný olej neředitelný vodou může vést ke zvýšení trvanlivosti břitů, ale také ke zhoršení kvality obrobeného povrchu a rozměr vystružené díry může oproti skutečnému průměru výstružníku být až o 0,01 mm větší. Emulgační oleje (ředitelné vodou) v koncentraci 3 až 10 % mohou příznivě ovlivnit kvalitu povrchu (menší koncentrace – kvalitnější povrch), ale v malých koncentracích (3 až 5 %) snižují trvanlivost břitů (zvláště při vystružování otvorů v ocelích) a „zmenšují“ průměr vystruženého otvoru oproti skutečnému průměru výstružníku až o 0,01 mm.

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 1: Dialogové okno cyklu Cycle85

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 2: Ukázka zpracování části nápovědy pro cyklus CYCLE85

V řadě praktických případů tedy pro dosažení požadovaného stupně přesnosti vystružovaného otvoru nevyhovuje standardně broušený (např. dle DIN 1420) nástroj. Již poměrně běžně se však v praxi můžeme setkat s možností dodávání řezných nástrojů s experimentálně optimalizovaným (broušeným na míru) průměrem nástroje, který bude aplikován na konkrétním materiálu obrobku, s ověřenou procesní kapalinou, řeznými podmínkami a s ověřeným upnutím obrobku. Tlak a průtok procesní kapaliny musí být dostatečný, aby zajistil odplavování třísek z místa řezu a aby zde i minimalizoval teplotní změny. Věnování pozornosti metodice upínání obrobku je však rovněž velmi důležité a u vystružovacích operací často opomíjené. Při upnutí polotovaru totiž může dojít k vnitřnímu napětí. Po přesném vystružení otvoru a odepnutí polotovaru dojde k opětovnému uvolnění tohoto napětí, což může vést k deformaci díry. Naznačený jev nevhodného upnutí je možno zjistit změřením otvoru bezprostředně po jeho vystružení (v upnutém stavu) a následně po vyjmutí z upínače. To se však již dostáváme k problematice in-procesního měření, které jsou věnovány jiné díly tohoto volně strukturovaného seriálu. Pro NC programování technologie vystružování je i v řídicím systému Sinumerik 808D k dispozici specializovaný cyklus, jehož dialogové okno (obr. 1) je možno aktivovat prostřednictvím ikony (horizontální menu) s názvem Vrtání (Drilling) a následně ikony (vertikální menu) s názvem Vystružování (Ream 1), která je zde však ještě mírně schována v podmenu Drilling – Center drilling.

Princip vyplňování dialogového okna cyklu CYCLE85 je možno považovat za standardní. Defi nují se základní polohy řezného nástroje pro popis vystružovací technologie. (Pozn.: Pozicování obráběných otvorů není v tomto dialogovém okně zahrnuto. Rovněž otáčky vřetene, směr otáčení, start chlazení atd. musí být aktivovány v blocích mimo volání cyklu.) Nutné je tedy zadávat:

RTP – Návratová rovina (zadává se v absolutních souřadnicích)
RFP – Referenční rovina (zadává se v absolutních souřadnicích)
SDIS – Bezpečná vzdálenost (zadává se bez znaménka)
DP – Konečná vrtaná hloubka (zadává se v absolutních souřadnicích)
DPR – Konečná vrtaná hloubka vztažená k referenční rovině (zadává se bez znaménka)
FFR – Hodnota posuvu pro řezný pohyb
RFF – Hodnota posuvu pro zpětný pohyb

Pozorný čtenář si v této fázi jistě povšimnul absence vyplnění a vysvětlení parametru DTB. Co tento parametr ovlivňuje, to je drobným úkolem ke krátkému individuálnímu zamyšlení. Řešení je posléze možno nalézt na konci tohoto článku.

Po ukončení vyplňování dialogového okna je celý cyklus převeden na blok: CYCLE85 (RTP, RFP, SDIS, DP, DPR, DTB, FFR, RFF), prostřednictvím kterého je možno kdykoli později opětovně aktivovat již vyplněné dialogové okno (pro editaci) tohoto cyklu. Je však rovněž vidět, že zápis bloku vystružovacího cyklu je v textovém editoru možno defi novat i bez výše uvedené (obr. 1) grafické podpory (parametrů v cyklu není mnoho, a proto si jejich posloupnost programátor po krátké době zpravidla zapamatuje). Výhodou grafické podpory pro „začátečníky“ je však možnost aktivování nápovědy, která nejen že poměrně obsáhle vysvětluje jednotlivé parametry, ale mnohdy obsahuje i stručné ukázkové příklady (obr. 2).

Řešení kontrolní otázky: DTB – Doba prodlevy na konečné vrtané hloubce (zlomení třísky).

Ing. Aleš Polzer, Ph.D.

Článek vznikl za spolupráce ÚST, FSI VUT v Brně s firmou Siemens s. r. o. a redakcí Technického týdeníku.