Nový člen rodiny - pokračování II.

VRTÁK CZ005 NOVÝ ČLEN RODINY

pokračování z předchozího vydání

PROTOTYP VRTÁKU CZ005 BYL TESTOVÁN

Účelem prvních testů vrtáku CZ005 bylo nejenom ověřit vliv jeho geometrie na dosažení vlastností již v předchozích dvou vydáních definovaných, ale zejména potvrdit reálnou možnost splnit cílové parametry: vrtání řeznou rychlostí v = 30-35 m/min při posuvu f = [(0,016-0,020)x D] mm/ot. (D = jmenovitý Ø vrtáku v mm).

Pro lepší diagnostiku tvářecích a řezných procesů probíhajících při vrtání v jednotlivých částech vrtáku, zejména pak v oblasti jeho špice, byl pro testování zvolen průměr D = 13,00 mm jako největší průměr ze zvažovaného výrobního rozsahu (2,00 – 13,00 mm).
Na obr. 1 je zobrazena špice prvního prototypu vrtáku CZ005.

Hlavní parametry vrtáku CZ005:

    • jmenovitý Ø D = 13,00 mm
    • celková délka L = 151 mm
    • délka šroubovice l = 101 mm
    • úhel stoupání šroubovice λ = 29,9º
    • úhel špice Ɛ = 145º
    • úhel hřbetu α na 1. fazetě podél hlavního ostří = 14º
    • Tloušťka jádra:
        ◦ 1. úsek v délce 13,00 mm – konstantní 0,90 mm
        ◦ 2. úsek v délce 58,00 mm – lineární nárůst na 3,8 mm
        ◦ 3. úsek v délce 30,00 mm – lineární nárůst na 4,6 mm
    • šířka fazetky lemující šroubovici = 0,40 mm
    • rychlořezná ocel: 19852, M35
    • tvrdost: 66HRC

Vrták byl vyroben z rychlořezné oceli M35 běžně používané na výrobu vrtáků pro vrtání nerezových ocelí tak, aby bylo možné vyhodnotit pouze vliv nové geometrie na proces vrtání. Pro lepší čitelnost tvářecích a řezných procesů (odlesky, otlaky) byl vrták vybaven běžně používaným povlakem TiAlN.

VÝCHOZÍ PODMÍNKY PRO TEST

    • vrtaná ocel: austenitická nerezová ocel ČSN 417240, DIN 1.4301, X5CrNi 1810 (nejvíce používaná tzv. potravinářská)
    • deska z válcovaného profilu 200 x 120, tl. 20 mm
    • otvory průchozí bez navrtávání a předvrtávání, rozteč 14,0 mm (8 řad x 14 otvorů = 112 otvorů)
    • testovací stroj: 4osé CNC obráběcí centrum HAAS VF2
    • chladící kapalina Quaker Cool 7350BFF, koncentrace 8%
    • upínací držák CZMK 3/13 s kleštinou
    • řezná rychlost: v = 30, 36, 32 m/min postupně
    • otáčky: 735, 882, 784 ot./min
    • posuv f = 0,20 mm/ot., posuvová rychlost: 147, 176, 157 mm/min

V první fázi testování byla zvolena řezná rychlost v = 30 m/min a  posuv f = 0,20 mm/ot. Po vyvrtání 28 otvorů byla řezná rychlost zvýšena na 36 m/min při zachování posuvu f = 0,20 mm/ot. Po vyvrtání dalších 28 otvorů byla řezná rychlost snížena na 32 m/min při zachování posuvu f = 0,20 mm/ot. Vrták se při všech řezných rychlostech choval naprosto stabilně, což bylo možné konstatovat nejenom na základě jeho zvukového projevu, ale rovněž i na základě údaje % zatížení vřetene a dokladovalo to tak jeho schopnost pokračovat v procesu vrtání. Nakonec po vyvrtání 126 dalších otvorů byl proces vrtání ukončen, zejména s ohledem na zachování možnosti diagnostiky tvářecích – řezných procesů a vyhodnocení jeho opotřebení.

A PROTO MU ŘÍKÁME „FLASH BIT“

Na obr. 2 je čelní pohled na špici vrtáku CZ005 po vyvrtání celkem 182 otvorů, délka vrtání = 3.640 mm. Z odlesků je zřejmé, že vrták začíná řezat už ve svém středu a tvářecí proces je zredukován na malou oblast ve druhé polovině jeho příčného ostří. Tato skutečnost byla potvrzena i měřením šířky třísky, kdy tato je shodná s délkou hlavního ostří. Opotřebení podél hlavního ostří se proporcionálně zvyšuje s narůstající řeznou rychlostí bez tvorby nárůstků.

Tvar, celistvost a kvalita povrchu třísky (obr. 3) rovněž dokladuje vysokou tuhost, stabilitu a řezivost vrtáku CZ005 od samého začátku procesu vrtání (zavrtávání do materiálu) až do jeho konce (vyjetí z materiálu). Tříska je vytvořena ve dvou hlavních částech, které jsou odděleny po překročení hodnoty pevnosti jejího průřezu vzniklou odstředivou silou. Konečná fáze třísky ve tvaru „zátky“, vytvořené vytlačením dna otvoru a jeho následným oříznutím jmenovitým Ø D vrtáku, výrazně chrání jeho hlavní ostří před opotřebením v důsledku vyjíždění vrtáku z materiálu. Navíc okraje otvorů tak nejsou vytažené – slangově nemají „grót“.

Rovněž geometrie otvorů (obr. 4) a kvalita jejich povrchu dosahuje velmi vysoké kvality. Kontrolními kalibry bylo prokázáno, že ani jeden otvor ze všech 182 nebyl větší jak 0,025 mm.

Na základě prvních testů lze už nyní konstatovat, že vrták CZ005 má všechny reálné předpoklady se zařadit mezi nejvýkonnější vrtáky ve své kategorii. Před vývojovým týmem naší firmy je však ještě dlouhá cesta zahrnující nejenom dokončení přesné specifikace hodnot geometrických parametrů pro každý jednotlivý průměr z celého výrobního rozsahu 2,00 – 13,00 mm, ale rovněž testování jak nejvhodnějšího typu rychlořezné oceli, tak aplikovaného povlaku.

Avšak již první výsledky testů vrtáku CZ005 jsou natolik překvapivé, že na řešení geometrie jeho špice byla podána přihláška patentu pod číslem PV 2021-445.

NÁSTROJE CZ, s.r.o., Riegrova 399/2, 697 01 Kyjov
Obchodní kancelář Dobruška: Křovická 1047, 518 01 Dobruška; Tel.: +420 491 615 785; GSM: +420 777 581 299; E-mail: objednavky@nastrojecz.cz; URL: obchod.nastrojecz.cz