Pro pochopení procesů, které mají za následek změnu řezné hrany, ať z pozitivního nebo i negativního hlediska, je nutné použít správně analyzující techniky. Jejich cílem je s dostatečnou přesností zachytit nejen stav, ale i jeho příčiny.
Základní dokumentace řezné hrany lze provádět speciálním světelným mikroskopem, který disponuje zvýšenou hloubkou ostrosti. Tento mikroskop je vhodný pouze pro běžnou kontrolu stavu břitu. Cílem je rychlé prohlédnutí břitu a zjištění poškození většího rozsahu (nad 50 µm). Dalším zobrazovacím mikroskopem je řádkovací elektronový mikroskop. Jeho předností je, že ze snímků jsou patrny i další děje, které u nástroje nastaly, např. poškození vrstvy, uchycení nečistoty, vznik mikrotrhliny. Na druhou stranu jeho nevýhodou je, že nedovoluje provést měření zaoblení hrany a měření drsnosti. Rovněž časová náročnost dokumentace nástroje je pro každodenní kontrolu nevyhovující. Pro každodenní kontrolu a měření úhlů a případně i drsností se používají jiné měřicí přístroje. V roce 2005 se na trhu objevil laserový skenovací konfokální mikroskop. Tehdy byl na trhu pouze konfokální mikroskop od firmy Olympus s označením Lext OLS 3000. Jednalo se o první přístroj, který dovolil v dostatečném zvětšení zdokumentovat stav nástroje ve 3D rozměru s tím, že bylo možné provést potřebná měření, a to jak opotřebení a jiných defektů břitu, tak i jejich lineární a později i plošné drsnosti. Dalším přístrojem, který lze s výhodou využít nejen k dokumentaci, ale i k měření tvarů, rozměrů a drsnosti, je přístroj InfiniteFocus od firmy Alicona. Tento 3D měřicí přístroj určený pro měření v oblasti mikro- a nanorozsahu umožňuje zachytit topografii povrchu včetně jeho skutečné barevné informace. Pracovní princip tohoto přístroje je kombinací optického snímání s malou hloubkou ostrosti a vertikálního skenování povrchu. Mikrogeometrie břitu se nejčastěji sleduje z hlediska velikosti poloměru zaoblení ostří. Další předností tohoto přístroje je, že dovoluje rychlé stanovení drsnosti povrchu v místě řezné hrany. Výhodou oproti dotykovým a konvenčním optickým přístrojům je možnost měření tvarově složitých ploch. Proto lze tento přístroj s výhodou použít i pro měření drsnosti na fazetce nástroje.
Další analytickou metodou, která se v poslední době ukázala jako rozhodující při studiu integrity povrchu, je RTG difrakční analýza, která je využita nejen při sledování fázových struktur, ale především pro identifikaci zbytkových napětí. Pozornost odborné veřejnosti se v oblasti integrity povrchu obrací k číselným hodnotám. Velikost zbytkového napětí poskytuje tyto konkrétní hodnoty. Nicméně je potřeba k nim přistupovat s rozvahou a neustále jejich absolutní hodnoty korigovat s dalšími vlastnostmi, které mnohdy nejsou číselně vyjádřeny. Na pracovišti autora je v současné době věnována pozornost zbytkovým napětím v místě řezné hrany. Ze získaných výsledků vyplývá, že zbytková napětí generovaná v procesu broušení nástroje vedou v důsledku PVD depozice k poškození řezné hrany, a to až do hloubky několika mikrometrů pod povrch. Již byly odzkoušeny procesy vedoucí ke snížení těchto zbytkových napětí pod hodnoty, kdy neiniciují poškození řezné hrany. Tento proces mohl být odladěn jedině díky komplexnímu přístupu integrity povrchu řezné hrany.
Uvedený článek dokumentuje nejen přístup integrity povrchu, která umožňuje posouzením více faktorů dospět k závěrům, jejichž důsledky jsou běžně pozorovány, avšak příčiny nejsou dostatečně objasněny. Další významnou informací je, že v některých případech za adhezně poškozenou vrstvu na řezné hraně nástroje nese odpovědnost výrobce nástroje, nikoliv firma provádějící depozici. Důležitým poznatkem je i to, že existují způsoby, jak vhodným tepelným zpracováním snížit nežádoucí zbytkové napětí a tím zamezit rozvoji poškození řezné hrany. Na pracovišti autora článku se bude této problematice věnovat vysoká pozornost, neboť v současné době jsou již stupeň poznání i technické vybavení na takové úrovní, že lze objasnit celou řadu příčin poškození nástroje ještě před jeho aplikací v řezném procesu. Pracoviště autora vítá jakoukoliv spolupráci s praxí, neboť ta umožní okamžitý přenos výsledků do praxe.
Doc. Dr. Ing. Antonín Kříž
kriz@kmm.zcu.cz
ZČU, Katedra materiálu a strojírenské metalurgie
Literatura
[1] BUMBÁLEK, B.: Integrita povrchu a její význam pro posouzení vhodnosti dané plochy pro její funkci. On-line 2.4.2014 //gps.fme.vutbr.cz/STAH_INFO/2512_Bumbalek.pdf
[2] KŘÍŽ, A.: The surface: what is the way to better understanding? Metal 2010. In Proc. of: Metal 2010, 19th
[3] KŘÍŽ, A., JANOUŠEK, A.: Zavádění technologie vlečného omílání ve společnosti HOFMEISTER s.r.o. Výzkumná zpráva ZČU Plzeň 2011.