Obróbka skrawaniem – przegląd współczesnych technologii skrawania materiałów.

Obróbka skrawaniem to termin produkcyjny obejmujący szeroki zakres technologii i technik produkcji części. Można go z grubsza zdefiniować jako proces usuwania materiału z przedmiotu obrabianego za pomocą narzędzi skrawających z użyciem obrabiarek napędzanych mechanicznie w celu kształtowania uprzednio zaprojektowanych części. Większość elementów i części metalowych wymaga obróbki mechanicznej podczas procesu produkcyjnego. Inne materiały, takie jak tworzywa sztuczne, gumy i wyroby papierowe, są również powszechnie wytwarzane w procesach obróbki skrawaniem.

Rodzaje narzędzi do obróbki

Istnieje wiele rodzajów narzędzi do obróbki i można je stosować samodzielnie lub w połączeniu z innymi narzędziami na różnych etapach procesu produkcyjnego w celu uzyskania zamierzonej geometrii części. Główne kategorie narzędzi do obróbki to: 

• Narzędzia do wytaczania: Są one zwykle używane jako wyposażenie wykończeniowe do powiększania otworów uprzednio wyciętych w materiale.
• Narzędzia tnące: Urządzenia takie jak piły są typowymi przykładami narzędzi tnących. Często stosuje się je do cięcia materiałów o określonych wymiarach, takich jak blacha, w pożądany kształt.
• Narzędzia wiercące: ta kategoria składa się z obosiecznych urządzeń obrotowych, które tworzą okrągłe otwory równoległe do osi obrotu.
• Narzędzia do szlifowania: Te narzędzia wykorzystują ruch obrotowy oraz własności ścierne materiału, aby uzyskać dokładne wykończenie lub wykonać lekkie cięcia na obrabianym przedmiocie.
• Narzędzia do frezowania: Narzędzie do frezowania wykorzystuje obrotową powierzchnię tnącą z kilkoma ostrzami do tworzenia nieokrągłych otworów lub wycinania unikalnych wzorów z materiału.
• Narzędzia tokarskie: narzędzia te obracają obrabiany przedmiot wokół własnej osi, podczas gdy narzędzie tnące kształtuje go do formowania. Tokarki są najczęstszym rodzajem obrabiarek skrawających.

Obróbka metali poprzez cięcie termiczne

Obrabiarki skrawające termiczne wykorzystują ciepło do kształtowania przedmiotu obrabianego. Najpopularniejsze rodzaje technologii spawania i obróbki skrawaniem obejmują: 

• Cięcie laserowe: maszyna laserowa emituje wąski, wysokoenergetyczny strumień światła, który skutecznie topi, odparowuje lub pali materiał. Lasery CO2 i Nd: YAG są najczęstszymi typami stosowanymi w obróbce skrawaniem. Proces cięcia laserem jest odpowiedni do kształtowania stali lub wytrawiania wzorów na kawałku materiału. Jego zalety obejmują wysokiej jakości wykończenie powierzchni i wyjątkową precyzję cięcia.
• Cięcie tlenowo-paliwowe: Znana również jako cięcie gazowe, ta metoda obróbki wykorzystuje mieszankę gazów paliwowych i tlenu do stopienia i odcięcia materiału. Acetylen, benzyna, wodór i propan często służą jako media gazowe ze względu na ich wysoką łatwopalność. Do zalet tej metody należą: duża przenośność, niska zależność od pierwotnych źródeł zasilania oraz zdolność do cięcia grubych lub twardych materiałów, takich jak mocne gatunki stali.
• Cięcie plazmowe: Palniki plazmowe odpalają łuk elektryczny w celu przekształcenia gazu obojętnego w plazmę. Ta plazma osiąga ekstremalnie wysokie temperatury i jest nakładana na przedmiot z dużą prędkością, aby stopić niepożądany materiał. Proces ten jest często stosowany w przypadku metali przewodzących elektrycznie, które wymagają precyzyjnej szerokości cięcia i minimalnego czasu przygotowania.

Obróbka erozyjna metali

Podczas gdy narzędzia do spalania doprowadzają ciepło do stopienia nadmiaru materiału, urządzenia do obróbki erozyjnej wykorzystują wodę lub elektryczność do erodowania materiału z przedmiotu obrabianego. Dwa główne rodzaje technologii obróbki erozyjnej to: 

• Cięcie strumieniem wody: ten proces wykorzystuje strumień wody pod wysokim ciśnieniem do cięcia materiału. Proszek ścierny można dodać do strumienia wody, aby ułatwić erozję. Cięcie strumieniem wody jest zwykle stosowane do materiałów, które mogą ulec uszkodzeniu lub odkształceniu w strefie wpływu ciepła. 
• Obróbka elektroerozyjna (EDM): znana również jako obróbka iskrowa, proces ten wykorzystuje wyładowania łukowe do tworzenia mikro kraterów, które szybko skutkują całkowitymi cięciami. EDM jest stosowany w aplikacjach wymagających skomplikowanych kształtów geometrycznych w twardych materiałach i przy małych tolerancjach. EDM wymaga, aby materiał podstawowy przewodził elektryczność, co ogranicza jego zastosowanie do stopów żelaza.

Obróbka skrawaniem CNC

Obróbka skrawaniem sterowana numeryczne lub obróbka CNC jest techniką wspomaganą komputerowo, którą można stosować w połączeniu z szeroką gamą urządzeń. Wymaga oprogramowania i programowania, zwykle w języku G-code, aby poprowadzić narzędzie obróbcze w kształtowaniu przedmiotu obrabianego zgodnie z zadanymi parametrami. W przeciwieństwie do metod ręcznych, obróbka CNC jest procesem automatycznym. Niektóre z jego zalet obejmują: 

• Wysokie cykle produkcyjne: Po prawidłowym kodowaniu maszyna CNC zwykle wymaga minimalnej konserwacji lub przestojów, co pozwala na szybsze tempo produkcji.
• Niskie koszty produkcji: Ze względu na szybkość obrotu i niskie wymagania dotyczące pracy ręcznej obróbka CNC może być procesem ekonomicznym, szczególnie w przypadku dużych serii produkcyjnych.
• Jednolita produkcja: obróbka CNC jest zazwyczaj precyzyjna i zapewnia wysoki poziom spójności projektowej wśród jej produktów.

Precyzyjna obróbka skrawaniem

Każdy proces obróbki, który wymaga wyjątkowo małych tolerancji skrawania (z reguły od 0,013 mm do 0,0005 mm) lub wykończenia powierzchni drobniejszych niż 32T, można uznać za formę precyzyjnej obróbki. Podobnie jak obróbkę CNC, precyzyjną obróbkę można zastosować do wielu metod produkcji i narzędzi. Czynniki takie jak sztywność, tłumienie i dokładność geometryczna mogą wpływać na dokładność cięcia narzędzia precyzyjnego. Kontrola ruchu i zdolność maszyny do szybkiego reagowania są również ważne w zastosowaniach wymagających precyzyjnej obróbki.

Współczesna technologia pozwala na zastosowanie szerokiego wachlarza technik w celu produkcji części metodami obróbki skrawaniem. Żeby jednak proces ten zakończył się powodzeniem, konieczne jest uwzględnienie szeregu aspektów technicznych. Do tego potrzebne jest odpowiednia wiedza i doświadczenie. Firma Sabner zajmuje się obróbką skrawaniem od kilkudziesięciu lat, przez co stanowi sprawdzonego i rzetelnego dostawcę usług obróbki metali na nowoczesnych obrabiarkach sterowanych numerycznie.