Výzkum řezného nástroje s diamantovou aktivní částí

Abstract

Předkládaná dizertační práce je zaměřena na výzkum v oblasti frézovacích nástrojů s diamantovou aktivní částí při obrábění jednoho z těžkoobrobitelných materiálů (Ti-6Al-4V). První kapitoly jsou věnovány teoretickému rozboru daného materiálu obrobku a polykrystalického diamantu (PKD) jako super-řezného materiálu. Jedna z teoretických kapitol je zaměřena také na technologie ostření nástrojů, pro které již tvrdost diamantu není zásadním faktorem. Nosnou částí práce jsou návrhy, konstrukce a výroba nástrojů s uvážením technologičnosti jejich konstrukce spolu s aplikací moderních trendů a technologií umožňujících inovaci a progresivní provedení – to z pohledu makro/mikro nástrojové geometrie a technologie samotného ostření destiček. Výzkum byl zaměřen na aplikaci vlastních utvářečů na čele destičky a konkrétních technologií ostření EDMG, WEDM a LASER. Jedna modifikace čelní plochy PKD destičky pomocí laseru byla následně aplikována na prototypové soudečkové fréze. Podrobná analýza vyrobených nástrojů a materiálu obrobku byla provedena elektronovou, optickou a digitální mikroskopií. Měřenými parametry při následné analýze obráběcího procesu bylo silové zatížení, opotřebení nástrojů, měření teploty pomocí termovizní kamery i analýza obrobeného povrchu ve formě měření mikrotvrdosti a drsnosti.

The submitted dissertation is focused on research in the field of milling tools with a diamond active part when machining one of the difficult-to-machine materials (Ti-6Al-4V). The first chapters are dealing with a theoretical analysis of a given workpiece material and polycrystalline diamond (PCD) as a super-cutting material. One of the theoretical chapters is also focused on tool sharpening technologies, for which the hardness of a diamond is no longer a crucial factor. The main part of the dissertation is the design, construction and production of tools taking into account the technological design, along with the application of modern trends and technologies enabling innovation and progressive design – from the perspective of macro/micro tool geometry and insert sharpening technology. The research was focused on the application of own inserts on the insert rake face and specific sharpening technologies EDMG, WEDM and LASER. One modification of the face of the PCD insert with a laser was subsequently applied to prototype circle segment end mill. Detailed analysis of manufactured tools and workpiece material was performed by electron, optical and digital microscopy. The measured parameters in the subsequent analysis of the machining process were force loading, tool wear, temperature measurement using a thermal imaging camera and analysis of the machined surface in the form of microhardness and roughness measurements.