Czym jest obróbka skrawaniem?

Obróbka skrawaniem to proces kształtowania różnych materiałów, w którym zastosowanie znajdują tokarki, frezarki, szlifierki oraz inne narzędzia. Obecnie powszechnie wykorzystywane są w tym celu maszyny w technologii CNC, pozwalające na wykonanie elementów, detali i podzespołów z wysoką precyzją oraz powtarzalnością. W zależności od wymaganego kształtu i oczekiwanej chropowatości powierzchni zastosować można różne urządzenia do obróbki skrawaniem. Ich konstrukcja różni się zarówno formą narzędzi, jak i specyfiką ruchów wykonywanych przez ostrza oraz obrabiany obiekt.

Obróbka skrawaniem opiera się na usuwaniu nadmiaru materiału obrabianego elementu, w wyniku czego powstają wióry. Celem tego procesu jest odpowiednie kształtowanie wyrobów, celem uzyskania ich określonej formy, struktury i rozmiaru. W zależności od maszyny naddatek eliminowany jest za pomocą określonych narzędzi. Obróbka skrawaniem znajduje zastosowanie przede wszystkim w kształtowaniu metali. Do najczęściej przetwarzanych należy stal i stal nierdzewna, ze względu na dobre właściwości mechaniczne tych materiałów. Obróbce poddawane są także żeliwa, metale nieżelazne w postaci aluminium czy mosiądzu oraz żaroodporne superstopy. Do zalet tej metody należy wysoka powtarzalność i dokładność produkcyjna, niezależnie od rodzaju materiałów. Obróbka skrawaniem wykorzystywana jest m.in. w branży energetycznej, motoryzacyjnej, elektronicznej, lotniczej oraz wielu innych dziedzinach przemysłu. W takich zastosowaniach sprawdza się np. tokarka DN Solutions Lynx, której zakres roboczy wynosi L1000 x dia 350 mm. Technologia ta może być używana zarówno w produkcji jednostkowej, jak i seryjnej oraz masowej. W procesie obróbki skrawaniem wytwarzać można elementy drobne i nieskomplikowane, a także kształtować zaawansowane komponenty maszynowe o dużych gabarytach.

Obróbce skrawaniem poddawać można surowe lub wstępnie wykończone materiały, celem uzyskania elementów o określonych wymiarach oraz formie. Na etapie tego procesu odbywa się usuwanie części wyrobu, w oparciu o wcześniej ustalony program CNC. W zależności od potrzeb obróbki, zastosowanie znajdują różne maszyny. Frezarki pozwalają na wykonanie najbardziej skomplikowanych i szczegółowych detali, ze względu na możliwość precyzyjnego operowania frezami. Na wybór konkretnego narzędzia wpływają przede wszystkim cechy fizyczne materiału oraz jego podatność na przekształcenie, a także stopień obróbki oraz wielkość formowanych elementów. Nie bez znaczenia pozostaje również ilość detali, jaka ma zostać wytworzona w oparciu o pojedynczy program maszyny. Na podstawie tych parametrów podjąć można decyzję o zastosowaniu frezarki, tokarki lub innego urządzenia.

W przypadku obróbki skrawaniem CNC, do realizacji prac wykorzystywana jest maszyna sterowana numerycznie. Takie urządzenie może przetwarzać wartości wejściowe w postaci impulsowej i binarnej, realizując odpowiednie ruchy robocze. Obrabiarki CNC wyposażane są w nośnik danych, który zawiera informacje sterujące. Stałym ich elementem jest także przetwornik, pozwalający na przetworzenie pozyskanych danych na sygnały do sterowania napędami osi przesuwu i wrzeciona. W przypadku konwencjonalnych obrabiarek, za dokładność kształtowo-wymiarową obrabianego elementu odpowiada operator. Cały proces odbywa się ręcznie, co przedłuża czas realizacji prac. Obróbka skrawaniem CNC odbywa się w oparciu o wcześniej ustalony program i automatycznie, dzięki czemu zapewnia idealną dokładność wymiarową. O zastosowaniu konkretnej technologii powinien decydować rodzaj projektu. Najbardziej skomplikowane detale zwykle produkowane są za pomocą zaawansowanych urządzeń CNC, takich jak np. 5-osiowa frezarka Hermle C400. Jeżeli elementy wykonywane są w niewielkich seriach, do szybkiego zrealizowania projektu wystarczające mogą się okazać konwencjonalne maszyny.

Obróbka skrawaniem klasyfikowana jest przede wszystkim ze względu na rodzaj zastosowanych narzędzi, które mogą realizować obróbkę wiórową lub ścierną. Urządzenia stosowane w tych pracach posiadają ostrza o określonej liczbie i geometrii. Do najczęściej realizowanych metod obróbki skrawaniem należy frezowanie, toczenie, wiercenie oraz szlifowanie. Poza standardowymi technikami przeprowadza się także gładzenie, dłutowanie, docieranie, przeciąganie, wytłaczanie czy rozwiercanie. W napędzane narzędzia wyposażona jest tokarka CNC DN Solutions LYNX 220LY, której zakres roboczy to L510 x dia 300 mm. W obróbce wiórowej wykorzystywane są ostrza geometryczne, których działanie generuje wióry o formie uzależnionej od rodzaju i parametrów materiału. Metoda ta stosowana jest przede wszystkim do wykonywania różnych otworów, a także kształtowania powierzchni wewnętrznych. Obróbka ścierka polega natomiast głównie na nadawaniu materiałom gładkiej formy, co odbywa się za pośrednictwem narzędzi do mechanicznego szlifowania. W tej metodzie głębokość skrawania jest bardzo mała, a podczas pracy powstają wióry bez ustalonej geometrii.