Volba optimálních řezných podmínek

Řeznými podmínkami se při obrábění rozumí řezná rychlost, posuv a hloubka záběru.

Volbou řezných podmínek je možno ovlivňovat výkon obrábění, tj. množství materiálu odebraného za časovou jednotku, velikost řezných sil, trvanlivost ostří, příkon stroje, jakost obrobené plochy a další parametry.

Při vypracování výrobního postupu je snahou určit tak zvané optimální řezné podmínky pro daný druh obrábění a žádané výsledky.

Optimálními řeznými podmínkami se rozumí takové, při kterých jsou dosaženy nejnižší výrobní náklady při nejkratším možném výrobním čase.

Volbu řezných podmínek ovlivňuje zejména:

• materiál výrobku

• materiál nástroje

• geometrie břitu

• výrobní stroj

• požadavky na přesnost a drsnost.

Způsoby určování řezných podmínek

Při určování řezných podmínek je nutno respektovat hledisko požadované přesnosti přiblížení se k optimálním podmínkám a hledisko nákladů vynaložených na tuto činnost. Je zřejmé, že uvedená hlediska působí proti sobě: větší přesnost určení znamená vyšší náklady a naopak.

Míra přesnosti přiblížení se k optimálním podmínkám závisí především na povaze výroby (kusová, malosériová, sériová, hromadná). Čím vyšší je počet součástí vyráběných za stejných podmínek, tím více se vyplatí náklady spojené s náročnějším způsobem zajištění optimálních podmínek.

Prvotní informace pro volbu řezných podmínek můžeme získat z katalogů výrobců nástrojů s možnostmi uprav v_c dle různých opravných koeficientů.

Podle přesnosti a náročnosti je možno uvést další způsoby určování řezných podmínek v pořadí:

• zkusmo

• podle tabulek a nomogramů

• podle normativů

• výpočtem.

Určování řezných podmínek zkusmo

Tento způsob by měl být pouze východiskem z nouze v případech, kdy nejsou vlastnosti obráběného materiálu z nějakého důvodu známy. Rozhodování je subjektivní a vyžaduje zkušenost pracovníka. Ten postupně zkouší různá nastavení řezných podmínek od nejmenšího zatížení, tj. malé rychlosti a malého posuvu, k vyšším hodnotám a sleduje vnější projevy spojené s obráběním. Přirozeně je takto možno postupovat pouze v kusové výrobě.

Určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů

Tabulky a nomogramy obsahují jednoduché souvislosti mezi obráběným materiálem, materiálem nástroje a řeznými podmínkami. Hodnoty řezných podmínek jsou zde uvedeny při dolní hranici možností, aby nedošlo k poškození stroje nebo nástroje. Výhodou je rychlost určení řezných podmínek, nevýhodou malá přesnost určení spojená s nízkým využitím výrobní kapacity stroje.

Z uvedených důvodů je určování řezných podmínek podle tabulek a nomogramů vhodné v kusové a malosériové výrobě.

Určování řezných podmínek podle normativů

Normativy jsou velmi podrobnými a dokonale propracovanými tabulkami. Sledují řadu faktorů, které ovlivňují proces obrábění. Řezné podmínky určené podle normativů se velmi přibližují podmínkám optimálním. Přitom je tento způsob relativně rychlý a pohotový. Používá se v sériové výrobě.

Určování řezných podmínek výpočtem

Výpočtem se určují řezné podmínky v nejnáročnějších případech. Takto určené podmínky se optimálním přibližují nejvíce.

Jako příklad je uveden vztah pro určení řezné rychlosti:

v_C = [c_v /( T^1/m . a_p^x_v . f ^y_v )]  [m.min^-1]

v_{C -}  řezná rychlost při žádané trvanlivosti ostří [m.min^-1]

T - žádaná trvanlivost ostří [min]

a_p - šířka záběru ostří [mm]

f - posuv na otáčku [mm]

c_v - konstanta [-]

m - exponent (míra závislosti řezné rychlosti na trvanlivost ostří) [-]

x_v - exponent (vyjadřující vliv hloubky řezu) [-]

y_v - exponent (vyjadřující vliv posuvu na otáčku) [-]

Samotný výpočet řezné rychlosti z uvedeného vztahu není při současné úrovni výpočetní techniky náročný. Velmi náročné je ale zjištění všech faktorů ve vzorci vystupujících. To představuje ohromné množství experimentálních měření v proměnlivých podmínkách.

Z uvedeného vyplývá, že tento způsob určení řezných podmínek se vyplatí pouze ve velkosériové a hromadné výrobě, kdy dosažené zvýšení produktivity práce převáží náklady spojené s náročným určením řezných podmínek.

Informativní hodnoty používaných řezných rychlostí

Pro získání základní informace jsou v tabulce č.1 uvedeny běžné hodnoty řezných rychlostí užívaných při různých metodách obrábění. Uvažována je ocel o pevnosti 500 MPa a některé další materiály s běžnými pevnostními parametry.

 Tabulka 1. Velikost řezné rychlosti při různých metodách obrábění

druh obrábění	materiál nástroje	materiál obrobku	hrubování	na čisto
soustružení	RO	ocel	25 m.min-1	15 m.min-1
		litina	20	15
		bronz a mosaz	40	30
		hliník	150	150
	SK	ocel	55	170
		litina	60	80
		bronz a mosaz	150	220
		hliník	až 1000	až 1000
	keramika	ocel	250	500
		litina	150	280
		neželezné kovy	350	500
frézování	RO	ocel	25 m.min-1	40 m.min-1
		litina	25	40
		bronz a mosaz	30	50
		hliník	250	375
	SK	ocel	130 m.min-1	180
		litina	130	180
		bronz a mosaz	150	200
		hliník	1200	2000
broušení		ocel	30 m.s-1
		litina	25
		neželezné kovy	30

Zdroje

• BRYCHTA, Josef, Robert ČEP, Jana NOVÁKOVÁ a Lenka PETŘKOVSKÁ. Technologie II - 1. díl. 1. vyd. Ostrava: VŠB - TU Ostrava, 2007. ISBN 978-80-248-1641-8.
• DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. 1. vyd. Praha: SNTL, 1986. 424 s.
• HAMERNÍK, Jan. Základy obrábění. [online]. [cit. 2015-01-22]. Dostupné z: http://jhamernik.sweb.cz/obrabeni.htm