Příspěvek k hodnocení trvanlivosti řezných nástrojů při upichování korozivzdorných ocelí

Šárka Malotová

Doctoral thesis

Contribution to the evaluation of the durability of cutting tools for parting-off of stainless steel

Abstract:

Ve strojírenství se neustále diskutuje o povýšení strategicky významných produktů tohoto oboru, jako řezné nástroje, výrobní stroje a zařízení, tvářecí stroje, anebo stroje pro aditivní výrobu. Všechny tyto produkty vyžadují potřebný výzkum a vývoj pro jejich inovaci z důvodu kladení vyšších nároků na trvanlivost, kvalitu, přesnost, produktivitu, spolehlivost, výrobní náklady, aj. Po vývoji progresivních řezných nástrojů, inovaci nových multifunkčních výrobních strojů je k dosažení předem stanovených cílů potřeba vhodně navrhnout celý proces obrábění včetně řezných podmínek a parametrů obrábění. Do návrhu procesu obrábění vstupují různé faktory, jako obráběcí stroje, materiály řezných nástrojů a řezná geometrie, obráběný materiál a jeho struktura, řezné podmínky, přičemž je nutná znalost dané technologie. Za účelem zvýšení některého ze stěžejních faktorů, trvanlivost řezného nástroje, kvalita povrchu, produktivita procesu atd., je nutné navrhnout experimentální proces obrábění na základě ověřených metod. Jednou z možností je použití metody Plánovaných experimentů, která umožňuje po zakomponování všech ovlivňujících faktorů navrhnout a analyzovat daný proces na základě výsledků zvolené odezvy. V teoretické části práce je provedena analýza současného stavu obrábění korozivzdorných ocelí se zaměřením na technologii upichování. Cílem práce je stanovit a vyhodnotit proces upichování austenitické korozivzdorné oceli, definovat řezné podmínky, vyhodnotit opotřebení řezných nástrojů, utváření třísky a kvalitu obrobeného povrchu. Na základě těchto výsledků je nutné stanovit přínosy pro VaV, praxi a doporučit další výzkum v této oblasti. Experimentální činnost je realizována ve spolupráci se společností DORMER Pramet s.r.o. a je zaměřena na proces upichování austenitické korozivzdorné oceli s označením dle W.Nr. 1.4404 (AISI 316L). Jedná se o legovanou ocel s vyšším obsahem chromu využívanou zejména ve všech oblastech strojírenství, jako letecký, chemický, energetický anebo zdravotnický průmysl. Předmětem experimentálního testování je navrhnout proces upichování založený na metodě Plánovaných experimentů pro plně faktoriální plán 2k včetně řezných podmínek a parametrů při použití prototypových povlakovaných vyměnitelných břitových destiček ze slinutého karbidu navržených společností DORMER Pramet s.r.o.

Abstract:

In industry, a promotion of strategically significant products of this field, such as cutting tools, machine tools and device, forming machine tools or machine for additive technology, are constantly being discussed. All these products require a needed research and development for their innovation due to place demand on durability, quality, accuracy, productivity, reliability, production costs, etc. After development of progressive cutting tools, innovation of new multi-functional machine tools, it is necessary to appropriately design whole machining process include cutting conditions and machining parameters for achievement of pre-determined goals. Different factors, such as machine tools, cutting tools materials and cutting geometry, machined material and its structure, cutting conditions, are entering into design of machining process and a knowledge of given technology is necessary. For the purpose of increase one of this crucial factor, durability of cutting tool, surface quality, productivity of process etc., it is necessary to design an experimental machining process on the basis of verified methods. One of the possibilities is using Design of Experiment that enables to design and analysis the process after incorporation the all-influencing factors on the basis of the results of selected response. The analysis of current state of machining of stainless steel focusing on parting-off technology is made in theoretical part of dissertation thesis. The aim of dissertation thesis is determine and evaluate parting-off process austenitic stainless steel, define cutting conditions, evaluate cutting tools wear, chip forming and quality of machined surface. It is necessary to determine benefits for R&D, practice and recommend a next research in this field on the basis of these results. Experimental activity is carried out in cooperation with company DORMER Pramet Ltd. and it is focused on parting-off process of austenitic stainless steel marked according W. Nr. 1.4404 (AISI 316L). It is alloyed steel with high content of chromium, using especially in all areas engineering, such as air industry, chemical industry, energy industry or medical industry. The object of experimental activity is a design parting-off process based on Design of Experiment – full factorial plan 2k included cutting conditions and parameters for used prototype coated exchangeable cutting inserts made of sintered carbide designed by DORMER Pramet Ltd.

Keywords

korozivzdorné oceli, upichování, mikrogeometrie řezného nástroje, obrábění

Keywords

stainless steel, parting-off, microgeometry of cutting tool, machining

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 12. 7. 2019
• Supervisor: Robert Čep
• Reader: Andrej Czán, Juraj Beniak, Jozef Pilc

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie