Technologie broušení a brusné nástroje

TL;DR: Technologie broušení a brusné nástroje – Rychlé shrnutí pro studenty

Technologie broušení je proces odebírání velmi malých třísek pomocí brusného kotouče pro dosažení vysoké jakosti povrchu. Využívá se také pro dělení materiálů a broušení nástrojů. Hlavním nástrojem je brusný kotouč, který se skládá z brusiva a pojiva. Brusivo jsou tvrdá, ostrohranná zrna určující řezný výkon, zatímco pojivo ovlivňuje tvrdost a sloh kotouče. Rozlišujeme různé druhy broušení, jako je dílenské, rovinné, vnější a vnitřní válcové. Pro zajištění optimálních výsledků a životnosti nástrojů je klíčové mazání a chlazení.

Co je technologie broušení? Základy a principy

Technologie broušení a brusné nástroje představují klíčové procesy v obrábění. Broušení je technologický proces, při kterém dochází k odebírání velmi malých třísek brusným kotoučem. Hlavním cílem je získat požadovanou jakost povrchu materiálu.

Broušení se využívá nejen pro dokončovací operace, ale také pro broušení nástrojů a při dělení materiálu, známém jako rozbrušování. Stroje určené pro broušení se nazývají brusky, přičemž jejich druhy jsou dány typem broušení. Při broušení se dosahují velmi vysoké drsnosti, obvykle v rozmezí IT 5-7.

Brusný kotouč: Srdce brusky a jeho složení

Brusný kotouč je mnohobřitý nástroj, který nemá klasickou strukturu. Skládá se ze dvou hlavních složek: pojiva a brusiva. Jejich správná kombinace je zásadní pro efektivitu a kvalitu broušení.

Brusivo: Klíč k efektivitě broušení

Brusiva jsou tvrdé, houževnaté a ostrohranné krystalické částice. Používají se jak umělá, tak přírodní zrna, která se rozmělňují na různě velká zrna, známá jako zrnitost. Dosaženou zrnitost určujeme dle čísla mřížky, kterou zrna propadnou.

Výsledná zrnitost významně ovlivňuje výkon kotouče. V brusném kotouči jsou tato zrna rozmístěna nepravidelně, což zajišťuje neustálé vytváření nových řezných hran.

Pojivo: Určuje tvrdost a sloh kotouče

Pojivo je složka, která určuje tvrdost kotouče. Jeho tvrdost a sloh jsou důležité pro broušení různých materiálů. Tvrdost kotouče je dána odporem, který pojivo klade vůči vylamování jednotlivých zrn.

Pro tvrdé materiály se obvykle používá měkký kotouč, zatímco pro měkké materiály je vhodnější tvrdý kotouč. Sloh kotouče pak představuje vzdálenost mezi brousícími zuby kotouče, tedy hustotu brusných zrn.

• Hutný kotouč má malou vzdálenost zrn a je vhodný pro křehké a tvrdé materiály.
• Pórovitý kotouč má velkou vzdálenost zrn a je určen pro měkké a houževnaté materiály.

Značení kotoučů často odráží jejich pórovitost – čím vyšší číslo, tím vyšší je pórovitost.

Materiály brusiva a pojiva: Přehled

Brusivo:

• Přírodní: Granát, smirek, pazourek
• Umělá: Umělý korund, karbid křemíku, karbid boru, KNB (kubický nitrid boru) a diamant

Pojivo:

• Keramické: Vhodné pro vysoké teploty.
• Pryžové: Používá se pro tenké a leštící kotouče.
• Umělá pryskyřice: Ideální pro řezné kotouče.
• Kovové: Využíváno zejména pro diamantové kotouče.
• Magnezitové: Zajišťuje chladný řez, ale je náchylné na vlhko.

Tvrdosti kotoučů a jejich značení

Tvrdost kotoučů se obvykle značí písmeny abecedy. Měkké kotouče jsou značeny prvními písmeny abecedy, zatímco tvrdé kotouče jsou značeny posledními písmeny abecedy. Tato standardizace pomáhá při výběru správného kotouče pro konkrétní aplikaci.

Druhy brusných kotoučů podle tvaru

Tvary a rozměry brusných kotoučů jsou normalizované, nejčastěji se dělí dle tvaru:

• Ploché úzké a široké
• Hrncové
• Kuželové jednostranné
• Miskové

Bezpečné upínání brusného kotouče

Před upnutím kotouče je nezbytná kontrola jeho celistvosti. Na zavěšený kotouč se poklepe dřevěnou paličkou. Pokud se ozve zvonivý tón, je vše v pořádku. Při jiném zvuku se kotouč musí vyřadit z provozu. Dále je důležité zajistit, aby obvodová rychlost kotouče nebyla menší než obvodová rychlost brusky. Mezi přírubu a kotouč se vkládají pryžové podložky pro tlumení vibrací a rovnoměrné rozložení tlaku.

Druhy broušení a jejich praktické využití

Existuje několik základních typů broušení, které se liší svými metodami a aplikacemi. Tyto druhy broušení a brusné nástroje jsou vybírány podle požadovaného tvaru a přesnosti obrobku.

Dílenské broušení: Základ pro každého

Dílenské broušení je určeno pro ruční broušení jednoduchých nástrojů a materiálů. Provádí se na dvoukotoučových bruskách. Pokud se použijí plstěné nebo drátěné kotouče, je možné i leštit povrchy, což rozšiřuje jeho využití v dílenském prostředí.

Rovinné broušení: Přesnost povrchů

Rovinné broušení se dělí podle orientace osy kotouče vůči obráběné ploše:

• Vodorovné broušení: Broušení obvodem kotouče, osa kotouče je vodorovná s obráběnou plochou.
• Svislé broušení: Broušení čelem kotouče, osa kotouče je kolmá na obráběnou plochu.

Broušení válcových ploch vnějších: Od hrotů po bezhroté

Pro broušení vnějších válcových ploch se používají dvě hlavní metody:

• Broušení mezi hroty: Rotační pohyb vykonává jak brusný kotouč, tak obrobek. Vedlejší pohyby, jako je příčný přímočarý posuv, koná pracovní stůl. Dlouhé součásti je v tomto případě nutné podpírat pro zajištění stability a přesnosti.
• Bezhroté (letmé) broušení: Obrobek není upnut, je pouze uložen mezi dvěma kotouči a vodící lištou. Tyto kotouče se odvalují po obrobku, který se tím brousí. Podélný posuv je zajištěn skloněním podávacího kotouče, což umožňuje kontinuální broušení.

Broušení válcových ploch vnitřních: Otvory precizně

Při broušení vnitřních válcových ploch se rozlišují následující způsoby:

• Broušení s otáčejícím se obrobkem: Používá se pro obrábění souosých děr s malým průměrem. Rotační pohyb zde koná jak nástroj, tak i obrobek.
• Planetové broušení: Využívá se pro broušení otvorů větších rozměrů. Nástroj obíhá kolem osy otvoru po celé jeho délce, což zajišťuje rovnoměrné opracování.

Volba způsobu broušení: Na co myslet?

Způsoby obrábění, včetně technologie broušení, se nejčastěji volí dle dostupného stroje. Pro sériovou výrobu se zohledňuje hlavně co nejvyšší efektivita, nejkratší pracovní čas a nejmenší opotřebení kotouče. Správný výběr ovlivňuje nejen náklady, ale i kvalitu finálního produktu.

Mazání a chlazení při broušení: Nezbytná součást

Mazání a chlazení hrají při broušení kritickou roli pro dosažení optimálních výsledků a prodloužení životnosti nástrojů. Bez nich by docházelo k přehřívání, deformacím a snížení kvality povrchu.

Proč mazat a chladit?

• Mazání: Je nutné pro snížení tření, odvádí teplo a zlepšuje kvalitu povrchu obrobku.
• Chlazení: Ochlazuje nástroj i obrobek, čímž zabraňuje jejich přehřátí a vzniku tepelných deformací. To je klíčové pro udržení rozměrové přesnosti.

Druhy kapalin a způsoby přívodu

Druhy chladicích kapalin:

• Emulze
• Řezné oleje
• Syntetické a polysyntetické kapaliny

Způsoby přívodu chladiva:

• Zaplavování (nejčastější)
• Vnitřní přívod nástrojem
• Mlhové mazání

FAQ: Často kladené dotazy o broušení

Co je hlavní rozdíl mezi hutným a pórovitým kotoučem?

Hutný kotouč má menší vzdálenost mezi brusnými zrny a je vhodný pro broušení tvrdých a křehkých materiálů. Naopak pórovitý kotouč má větší vzdálenost zrn a je určen pro měkké a houževnaté materiály, kde je potřeba větší prostor pro odvod třísek a chlazení.

Jak poznám, že brusný kotouč není v pořádku před použitím?

Před upnutím brusného kotouče byste měli na zavěšený kotouč poklepat dřevěnou paličkou. Pokud uslyšíte zvonivý tón, je kotouč v pořádku. Jakýkoli jiný, tupý nebo praskavý zvuk značí poškození a takový kotouč se musí okamžitě vyřadit z provozu z bezpečnostních důvodů.

Proč se pro tvrdé materiály používá měkký brusný kotouč?

Pro tvrdé materiály se používá měkký kotouč, protože brusná zrna se vlivem zvýšeného tření a tepla snadněji vylamují z pojiva. To umožňuje, aby se neustále obnažovaly nové, ostré řezné hrany brusiva, což zajišťuje efektivní a plynulé broušení tvrdých povrchů bez jejich přepalování.

Jaké jsou hlavní typy brusiva používané v brusných kotoučích?

Hlavní typy brusiva se dělí na přírodní a umělá. Přírodní brusiva zahrnují například granát, smirek a pazourek. Mezi umělá brusiva patří umělý korund, karbid křemíku, karbid boru, kubický nitrid boru (KNB) a diamant. Umělá brusiva jsou dnes v průmyslu nejrozšířenější díky svým konzistentním vlastnostem.

Jaký je význam pojiva v brusném kotouči?

Pojivo je klíčové, protože drží brusná zrna pohromadě a určuje tvrdost kotouče. Dále ovlivňuje, jak pevně jsou zrna držena a kdy se opotřebená zrna vylomí, aby uvolnila cestu novým řezným hranám. Typ a tvrdost pojiva musí být zvoleny s ohledem na broušený materiál a požadovaný výkon.