Na czym polega obróbka skrawaniem?

Czym jest obróbka skrawaniem?

Obróbka skrawaniem jest jednym z rodzajów obróbki ubytkowej. W jej trakcie materiały metalowe bądź niemetalowe zyskują określony kształt oraz jakość powierzchni w procesie dokładnego usuwania nadmiarów materiału aż do uzyskania zamierzonego efektu. Poszczególne warstwy materiału (tzw. naddatku) są kolejno usuwane i zamieniane na wióry. Proces obróbki skrawaniem wykonywany jest za pomocą narzędzi takich, jak tokarki, frezarki, wiertarki oraz szlifierki. Obecnie są to bardzo często wydajne maszyny CNC, które dzięki odpowiedniemu programowaniu, pozwalają na bardzo precyzyjną oraz powtarzalną produkcję detali i podzespołów mechanicznych o skomplikowanych kształtach, z dokładnością nawet do kilku mikronów.

Specjalistyczne technologie obróbki skrawaniem pozwalają poddać tej technice praktycznie dowolną postać materiału. Mogą to więc być pręty, blachy oraz kształtowniki różnej grubości i gatunku. Zakłady produkcyjne stosują automatyczny, półautomatyczny, a także konwencjonalny sposób obróbki. Decyzja dotycząca wyboru określonego sposobu może być podyktowana zarówno względami ekonomicznymi, jak też stopniem skomplikowania konstrukcji podzespołu bądź wielkością partii produkcyjnej.

Jakich narzędzi używa się do obróbki?

Narzędzia skrawające dzieli się na kilka kategorii. W zależności od sposobu obróbki wykorzystuje się frezy, noże, gwintowniki wiertła, piły oraz ściernice. Ze względu na rodzaj obróbki stosowane są wykańczarki i zdzieraki. Pod względem sposobu kształtowania stosuje się narzędzia obwiedniowe, zwykłe oraz kształtowe. Narzędzia skrawające mogą mieć napęd ręczny i maszynowy, jak również zastosowanie uniwersalne, specjalne i zwykłe. Do najczęściej używanych narzędzi należą: nóż tokarski, strugarski dłutowniczy oraz wytyczak. Bardzo często stosowane są także różnego rodzaju frezy – walcowe, czołowe, tarczowe, kątowe, do gwintów, kształtowe oraz walcowo-tarczowe. Zróżnicowanie jest więc bardzo duże, co pozwala na precyzyjne dostosowanie narzędzi do materiału oraz projektu.

Rodzaje obróbki

Podział obróbki skrawaniem dokonywany jest przede wszystkim ze względu na zastosowane narzędzia. Wyróżnia się więc obróbkę wirową oraz ścierną, które różnią się od siebie wykorzystaniem narzędzi o określonej geometrii oraz liczbie ostrzy.

Obróbka wiórowa

Metoda ta zakłada wykorzystanie narzędzi z geometrycznymi ostrzami. W procesie obróbki powstają wióry posiadające określony kształt, który uzależniony jest od rodzaju i właściwości obrabianego materiału, posuwu, prędkości oraz temperatury obróbki, a także innych czynników. Metoda wiórowa stosowana jest podczas obrabiania krzywoliniowego za pomocą frezarki oraz do wykonywania rozmaitych otworów i powierzchni wewnętrznych. Realizowana jest poprzez frezowanie, toczenie, wytaczanie, wiercenie, rozwiercanie, nawiercanie, przeciąganie i przepychanie oraz struganie i dłutowanie.

Obróbka ścierna

Zadaniem tej metody jest nadanie materiałowi gładkiego kształtu. Obróbka ścierna odbywa się przez mechaniczne szlifowanie materiałów narzędziami o niezdefiniowanej geometrii oraz liczbie ostrzy (tzw. ścierniwem). Charakteryzuje się najmniejszą głębokością skrawania. W rezultacie zastosowania obróbki ściernej powstają wióry nieposiadające ustalonej geometrii. Do obróbki ściernej zalicza się metody z użyciem luźnego ścierniwa polegające na docieraniu z użyciem docieraków, a także różnego rodzaju obróbki bębnowe, wirowe, udarowo-ścierne bądź strumieniowo-ścierne.

Obróbki skrawaniem ze względu:

Na Dokładność

Ze względu na dokładność obróbki, dzieli się ją na:

Obróbkę zgrubną

Obróbka zgrubna polega na usunięciu warstw wierzchnich w celu przygotowania materiału do dalszej obróbki. Może być użyta do przygotowania poszczególnych powierzchni detalu w miejscach chwytu. Stosowana jest w celu maksymalizacji wydajności obróbki, dlatego powinno się ją wykonywać przy dużych prędkościach skrawania i posuwu oraz dużych głębokościach skrawania.

Obróbkę średnio dokładną

Obróbka średnio dokładna nazywana jest również kształtującą, ponieważ obrabiany element zyskuje wtedy zasadniczy kształt

Obróbkę dokładną

Podczas obróbki dokładnej dokonywane jest kształtowanie na wymiar. Nazywana jest też obróbką wykańczającą.

Obróbkę bardzo dokładną (tzw. wykańczającą)

Ten etap obróbki dokonywany jest za pomocą szlifowania oraz wygładzania i pozwala na dopracowanie detali.

Od metody kształtowania powierzchni

Pod względem metody kształtowania obrabianej powierzchni wyróżnia się kilka rodzajów obróbki:

Obróbkę punktową

W metodzie tej kształt obrabianemu przedmiotowi nadawany jest poprzez ruch jednego fragmentu noża. Zarys powierzchni jest odwzorowaniem toru ruchu naroża ostrza traktowanego jako punkt.

Obróbkę kształtową

W tym przypadku kształt powierzchni powstaje w wyniku odwzorowania w materiale obrabianym zarysu krawędzi skrawającej narzędzia. Kształt noża warunkuje w ten sposób kształt przedmiotu.

Obróbkę obwiedniową

Zastosowanie tej metody sprawia, że narzędzie wykonuje równocześnie ruch prostoliniowy i obrotowy. Kształt przedmiotu powstaje więc w wyniku zazębienia się powierzchni przedmiotu z narzędziem. Metoda ta uznawana jest za kosztowną, jest więc rzadko stosowana.

Od liczby przejść

W zależności od liczby przejść, podczas których zdejmowany jest naddatek, rozróżnia się obróbkę jednoprzejściową oraz wieloprzejściową. Przy czym przejściem jest jednokrotne przesunięcie robocze narzędzia względem obrabianej powierzchni.

Obróbka jednoprzejściowa

Podczas obróbki jednoprzejściowej cały naddatek na obróbkę zdejmowany jest w jednym przejściu narzędzia.

Obróbka wieloprzejściowa

W przypadku obróbki wieloprzejściowej naddatek usuwany jest przy kilku przejściach narzędzia.

Od stopnia zmechanizowania procesu obróbki

Pod względem stopnia automatyzacji obróbki wyróżnia się:

Obróbkę ręczną

Wykonywana jest narzędziami poruszanymi siłą mięśni człowieka, wśród których są pilnik oraz świder.

Obróbkę ręczną zmechanizowaną

Podczas tego typu obróbki przemieszczanie się narzędzia względem materiału wykonuje człowiek. Zastosowanie mają narzędzia zmechanizowane z napędem elektrycznym lub pneumatycznym. Przykładami tego typu obróbki jest wiercenie oraz frezowanie.

Obróbkę maszynową z wykorzystaniem obrabiarek konwencjonalnych

W tym przypadku wykorzystuje się obrabiarki sterowane przez człowieka.

Obróbkę maszynową z wykorzystaniem obrabiarek sterowanych numerycznie (CNC)

Obróbka CNC pozwala osiągnąć bardzo dużą wydajność, dokładność oraz jakość detali. Dodatkowo zmniejszenie czasu obróbki przy jednoczesnym zwiększeniu jakości pozwala znacząco obniżyć koszty produkcji.

Co decyduje o wyborze rodzaju obróbki?

O wyborze konkretnego rodzaju obróbki może decydować wiele czynników, wśród których najważniejszymi są względy ekonomiczne, stopień skomplikowania konstrukcyjnego obrabianego podzespołu, wielkość partii produkcyjnej, konieczność zastosowania możliwie najmniejszej liczby przezbrojeń, a także potrzeba użycia w procesie obróbki specjalistycznych, dedykowanych narzędzi lub urządzeń. W przypadku produkcji wielkoseryjnej koszt obróbki zależy w znacznej mierze od precyzji wykonania tzw. surówki, czyli materiału lub przedmiotu, który ma zostać poddany obróbce.

Bardzo istotne jest również planowanie obróbki, które powinno zakładać jak najbardziej precyzyjne określenie kolejności operacji, które muszą zostać wykonane dla danej surówki. Odpowiednie zaplanowanie całego procesu pozwala zoptymalizować czas obróbki skrawaniem, a tym samym zredukować koszty wykonania gotowej części. Bardzo często obróbka skrawaniem wyspecjalizowanych w tym zakresie zakładach odbywa się na maszynach CNC, dzięki którym możliwe jest wykonanie obróbki z ogromną precyzją oraz przy zachowaniu wysokiej powtarzalności. Do zalet maszyn CNC zaliczyć można ponadto szybkość oraz możliwość wygodnego programowania obróbki.

Komu zlecić obróbkę skrawaniem?

Obróbkę skrawaniem zlecić można doświadczonym profesjonalistom, którzy w zależności od potrzeb zastosują odpowiednie narzędzia oraz technologie. Duże zakłady dysponują zarówno doświadczoną kadrą, jak też specjalistycznymi maszynami pozwalającymi na szybką i precyzyjną pracę. Zakładem o długiej historii oferującym wykonywanie obróbki skrawaniem jest Elzab, który posiada ponad 50 lat doświadczenia w projektowaniu urządzeń o złożonej technologii. Elzab specjalizuje się również w usługach kontraktowych, dzieląc się wiedzą oraz będąc sprawdzonym kontrahentem i dostawcą. Marka ta jest synonimem solidności i jednym z najlepiej znanych firm z tej branży w Polsce. Obróbkę skrawaniem warto powierzać doświadczonym przedsiębiorstwom, które mogą zaoferować ogromną wiedzę, doświadczenie oraz jakość wyrobów.