Techniki Obróbki Skrawaniem

Techniki kształtowania materiałów metodami ubytkowymi stają się coraz bardziej zaawansowane, a narzędzia skrawające coraz bardziej rozwinięte. Do stosowanych technik obróbki należą m.in.:

• obróbka kompletna,
• obróbka na twardo,
• obróbka na sucho,
• obróbka wysoko wydajna (HPC – High Productive Cutting),
• obróbka z dużą prędkością (HSC –  High Speed Cutting).

W naszym wpisie przyjrzymy się im bliżej.

Na czym polega obróbka kompletna?

Podczas obróbki kompletnej wykonuje się zabiegi związane zarówno ze zmianą kształtu, jak i wymiarów oraz jakości obrabianej powierzchni. Prace przeprowadzane są na jednej obrabiarce i w jednym zamocowaniu. W zakres obróbki kompletnej wchodzi między innymi frezowanie, toczenie, wiercenie oraz nacinanie. Jest to  ceniona metoda obróbki, ze względu na szybkie zmiany mocowania i ustawiania przedmiotu oraz ze względu na brak konieczności transportu do innych stanowisk obróbkowych.

Na czym polega obróbka na twardo?

Metoda będąca alternatywą dla szlifowania. Do tego typu obróbki stosuje się narzędzia skrawające, zaopatrzone w ostrza z ceramiki mieszanej i polikrystalicznego azotku boru. Ostrza takie są wyjątkowo odporne na ścieranie i jednocześnie bardzo wydajne. Ponadto obróbka na twardo wymaga, aby zostały spełnione obostrzenia pod względem dokładności wymiarowej i kształtowej obrabianego przedmiotu. Oznacza to tym samym, że należy zastosować specjalne obrabiarki, które charakteryzują się dużą sztywnością oraz zdolnością tłumienia drgań, w tym wysoką stabilnością cieplną; wyposażone są w specjalne prowadnice i odpowiednie łożyskowanie. Dodatkowo muszą posiadać wystarczającą moc wrzeciona, aby podołać dużo większym wartościom sił.

Na czym polega obróbka na sucho?

Obróbce na sucho towarzyszy podwyższona temperatura, która powoduje intensyfikację procesów tarcia i adhezji. Aby zminimalizować ilość przenikania ciepła, na powierzchni natarcia płytek ostrzowych wykonuje się niewielkie rowki. Uformowane w ten sposób płytki, w połączeniu z dużymi dodatnimi kątami natarcia, powodują, że do oddzielania materiału potrzebne są znacznie mniejsze siły skrawania. Mniejsze jest także tarcie wióra o powierzchnię natarcia. Dzięki tym modyfikacjom dochodzi do mniejszego wydzielania ciepła, niższej temperatury ostrza i samego przedmiotu poddanego obróbce.

Do obróbki na sucho mogą być stosowane różne materiały narzędziowe: spiekana stal szybkotnąca, regularny azotek boru, polikrystaliczny diament, węgliki spiekane. Dodatkowo, aby wzmocnić ostrza skrawające, nanosi się na ich powierzchnie kolejne powłoki ochronne z warstwami poślizgowymi.

Alternatywę do obróbki na sucho - w przypadku  ograniczeń technologicznych - stanowi między innymi obróbka ze zminimalizowanym chłodzeniem i smarowaniem (MCS). Polega ona na doprowadzeniu, w odpowiednim momencie, do miejsca skrawania możliwie najmniejszej ilości czynnika smarującego, to znaczy  kilkadziesiąt mililitrów czynnika smarującego na godzinę pracy urządzenia. Najczęściej czynnik chłodząco-smarujący dostarczany jest do miejsca skrawania za pomocą strumienia sprężonego powietrza.

Obróbka MCS redukuje tarcie na powierzchni narzędzia i przy silnie adhezyjnych materiałach, zapobiega tworzeniu się nalepów powstałych z wytworzonego wióra.

Na czym polega obróbka wysokowydajna (HPC – High Productive Cutting)?

Obróbka wysokowydajna oznacza bardzo wysokie prędkości lub standardowe prędkości usuwania metalu, przy pełnym wykorzystaniu wartości posuwu i pełnego zanurzenia noża. Należy do typu obróbki zgrubnej. Ten rodzaj operacji jest procesem o wysokim zużyciu energii, stąd przed etapem cięcia należy wziąć pod uwagę moc maszyny. Ponadto w metodzie tej trudno o uzyskanie powierzchni z dużym poziomem gładkości, z powodu dużych posuwów.

 ISCAR opracował niedawno rozszerzone rodziny frezów do rowków z unikalną śrubową krawędzią skrawającą i geometrią, która umożliwia zmniejszenie sił skrawania podczas operacji ciężkiego frezowania. Cztery z najbardziej produktywnych rodzin ISCAR dla HPC można znaleźć w naszej ofercie.

Na czym polega obróbka z dużymi prędkościami (HSC – High Speed Cutting)?

Obecnie popularnością cieszą się obróbki z dużymi prędkościami, które są od 5 do 10 razy większe w porównaniu do prędkości skrawania konwencjonalnymi sposobami. Metoda ta jest ekologiczna i ekonomiczna, a przy tym bardzo dokładna, dzięki czemu eliminuje etap kosztownej obróbki wykańczającej.
Ostrza narzędzi skrawających do obróbki z dużymi prędkościami muszą być wyjątkowo twarde i odporne na ścieranie w wysokich temperaturach, a także powinny wytrzymywać obciążenia dynamiczne, które oddziaływają na krawędź skrawającą. Przykładem mogą być drobnoziarniste węgliki spiekane; im mniejsze, tym twardsze i bardziej wytrzymałe na złamanie.