Obróbka skrawaniem

Autor mechanika-obrobka.pl


Napisane 2017-09-25 09:50:30


Obróbka skrawaniem

Obróbka skrawaniem teoria

Obróbka skrawaniem nazywana również obróbką wiórową – polega na wytworzeniu detalu o określonych wymiarach i kształtach, przy tym zachowując odpowiednią dokładność wymiarowo-kształtową detalu jak i chropowatości powierzchni. Naddatek materiału zostaje usunięty podczas obróbki w postaci wióra. Obróbka skrawaniem jest jedną z metod kształtowania ubytkowego przedmiotów. Dzięki obróbce skrawaniem można uzyskiwać przedmioty o bardzo skomplikowanych kształtach i bardzo małej chropowatości powierzchni przy zachowaniu bardzo dużych dokładności wymiarowo-kształtowych - dlatego odgrywają one główną rolę w technologii maszyn.

Technologia maszyn

Przed dalszym zagłębianiem się w teorie obróbki skrawaniem, należy powiedzieć sobie coś o technologii maszyn. Dlaczego? Ponieważ jest ona nauką o wytwarzaniu obiektów z różnych materiałów. Ciągle się rozwija, ze względu na rozwój różnych (nowych i starszych) technik wytwarzania. Strukturę technologii maszyn można zobaczyć poniżej. Uogólniając można powiedzieć, że możemy wytworzyć detal trzema metodami:

  • formując – zmieniamy kształt, nie wpływając na zmianę objętości detalu,
  • usuwając naddatek materiału,
  • kształtując przez dodawanie materiału.

 technologia_maszyn_struktura
Technologia maszyn – struktura

Obróbka ubytkowa teoria

Obróbkę ubytkową można podzielić na obróbkę:

  • skrawaniem,
    •    wiórowa,
    •    ścierna,
  • erozyjną.

Definicja obróbki ubytkowej jest prawie identyczna jak skrawaniem. Polega ona na nadawaniu odpowiednich kształtów przedmiotu, w którym nadmiar materiału zostaje usunięty. Różnica zaczyna występować w przypadku obróbki wiórowej i ściernej. Należy pamiętać, że:

Obróbka wiórowa – cechuje się tym, że geometria, liczba czy położenie ostrzy narzędzia podczas pracy są ściśle zdefiniowane,

Obróbka ścierna – cechuje się tym, że geometria, liczba czy położenie ostrzy nie są zdefiniowane,

Dlatego do obróbki wiórowej zaliczamy np. toczenie, frezowanie, wiercenie, struganie a do obróbki ściernej m. in. szlifowanie i dogładzanie.

 klasyfikacja_obrobki_skrawaniem
Rodzaje obróbki skrawaniem

Obróbka wiórowa może zostać skwalifikowana ze względu na proces technologiczny na:

  • wstępna,
  • kształtująca,
  • wykańczająca.

Lub ze względu na dokładność wymiarowo-kształtową:

  • zgrubną,
  • średnia dokładną,
  • dokładną,
  • bardzo dokładną.

Obróbka zgrubna cechuje się usunięciem warstw wierzchnich w celu przygotowania materiału do dalszej obróbki. Może być stosowana do przygotowania poszczególnych powierzchni detalu w miejscach chwytu np. przez uchwyty samocentrujące w celu zapewniania symetrii przy toczeniu. Ma też na celu maksymalizację wydajność obróbki, dlatego powinna być wykonywana przy dużych prędkościach skrawania i posuwu, dużych głębokościach skrawania. Zwiększa to wydajność lecz znacząco odbiją się na dokładności.

Obróbka kształtująca nadaje już odpowiedni kształt obrabianemu przedmiotowi, pozostawiając naddatek materiału w miejscach, które mają być poddane obróbce wykańczającej.

Obróbka wykańczająca może zostać przeprowadzona różnymi metodami obróbki. W celu nadania powierzchni dużej dokładności wymiarowo-kształtowej lub uzyskania odpowiednio małej chropowatości powierzchni.

Do kształtowania przedmiotu za pomocą skrawania niezbędna jest obrabiarka, która nadaje ruchy podstawowe narzędziu i/lub przedmiotu obrabianemu. Wyróżnia się następujące ruchy wykonywane przez maszynę:

  • ruch główny – ruch gwarantujący istnienie procesu skrawania – najczęściej ruch obrotowy
  • ruch posuwowy – niezbędny do usunięcia warstwy skrawanej z całej powierzchni przedmiotu
  • ruch jałowy – rodzaj ruchu głównego, przy którym nie zachodzi proces skrawania,
  • ruchy pomocnicze – wszelkiego rodzaju ruchy przygotowawcze.

 przyklady ruchu obrotowego i posuwowego przy obrobce
Przykłady ruchu głównego i posuwu dla a) toczenia b) frezowania

Nieuniknioną wadą procesu skrawania jest oddzielanie warstwy skrawanej od materiału obrabianego, tworząc wiór. Powstający wiór jest identyczny dla każdego rodzaju obróbki, a jego wygląd jest zależny np. od twardości przedmiotu obrabianego. Można wyróżnić wióry odpryskowe, schodkowe lub jednolite.

 wyglad wiora
Wygląd wióra

Kolejnym problemem czy wadą procesu skrawania jest bardzo wysoka temperatura powstająca w strefie skrawania. Dlatego bardzo ważną rolę podczas obróbki pełnią chłodziwa. Wywierają one dodatni wpływ na proces skrawania zmniejszając tarcie pomiędzy powierzchnią przyłożenia narzędzia o przedmiotem obrabianym, zwiększając intensywność odprowadzania ciepła z strefy skrawania czy zmniejszeniu powstających sił skrawania. Rodzaj zastosowanego chłodziwa zależy od parametrów wykonywanej pracy, zastosowanego materiału narzędziowego, obrabianego przedmiotu itd.

stosowanie chlodziwa podczas obrobki
Stosowanie chłodziwa podczas frezowania

Z podstawowych wiadomości to na tyle. Więcej informacji na temat poszczególnych rodzajów obróbki lub aspektów związanych z procesem skrawania znajdziesz w poszczególnych podrozdziałach. Zapraszam do dalszej lektury.