Podstawy obróbki metalu: narzędzia i obrabiarki do metalu

Obróbka metalu ma na celu nadanie mu określonych właściwości fizycznych i cech. Procesy technologiczne, których celem jest uzyskanie oczekiwanego kształtu, wymiarów i chropowatości wyrobów metalowych poprzez usuwanie nadmiaru materiału, określa się mianem obróbki ubytkowej.

Techniki obróbki ubytkowej dzielą się na dwie grupy – popularną obróbkę skrawaniem i rzadziej stosowaną obróbkę erozyjną. W ramach technologii obróbki skrawaniem wyróżnia się podział na dwie podstawowe metody, w tym na obróbkę wiórową i obróbkę ścierną. To właśnie sposoby obróbki wiórowej są najczęściej stosowanymi w procesach technologicznych, których celem jest nadawanie metalowym przedmiotom określonych kształtów i wymiarów. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych obrabiarek i narzędzi obróbka wiórowa pozwala na uzyskanie akceptowalnej dokładności i chropowatości wyrobów gotowych, co skraca cykl produkcyjny.

Narzędzia i obrabiarki do metalu wykorzystywane w obróbce wiórowej

Jak wspomnieliśmy powyżej, obróbka wiórowa to rodzaj obróbki skrawaniem. Polega na usuwaniu nadmiaru materiału narzędziem skrawającym. Narzędzia skrawające do metalu są dostosowane do właściwości fizycznych danego rodzaju tworzywa metalowego oraz sposobu obróbki. Innymi słowy, każdy sposób obróbki wiórowej i zakres realizowanego zadania wymaga zastosowania narzędzia lub zespołu narzędzi o określonej geometrii. Zdecydowana większość narzędzi do obróbki wiórowej metalu ma kształt wpisany w prostą lub złożoną bryłę obrotową. Na powierzchniach roboczych narzędzi do obróbki metalu umiejscowione są odpowiednio wyprofilowane ostrza. Zdefiniowana geometria narzędzia i odpowiednie rozmieszczenie ostrzy pozwala na oddzielenie i odprowadzenie określonej ilości naddatku, który zostaje zamieniony na wióry. Skuteczne odprowadzanie wiórów to jedno z ważniejszych zadań technologicznych realizowanych w trakcie obróbki wiórowej metalu. Dlatego geometria narzędzi jest opracowana w taki sposób, aby ułatwiać oczyszczanie obrabianych powierzchni.

Narzędzia i obrabiarki do frezowania metalu

Frezowanie to rodzaj obróbki wiórowej, który pozwala na kształtowanie powierzchni płaskich i krzywoliniowych. Proces ten realizowany jest na urządzeniach do obróbki metalu, które nazywa się frezarkami. Podczas frezowania narzędzie zawsze wykonuje ruch obrotowy. Ponadto, przedmiot obrabiany wykonuje ruch posuwowy względem obracającego się narzędzia. W przypadku niektórych frezarek stosuje się też rozwiązanie, które pozwalają na ruch posuwowy narzędzia względem obrabianego przedmiotu.

Jako bardziej popularne urządzenia do obróbki metalu w procesie frezowania wskazuje się konwencjonalne lub sterowane numerycznie:

• frezarki łożowe,
• frezarki konsolowe.

To klasyczne górnowrzecionowe frezarki do wszechstronnej obróbki przedmiotów metalowych. Urządzenia tego typu są wyposażone m.in. w:

• głowicę skrętną i wysuw pinoli – które rozszerzają zakres roboczy narzędzia,
• regulację obrotów w szerokim zakresie,
• chłodzenie cieczą,
• centralne smarowanie prowadnic,
• szybki przesuw wyciennika w osi Z (z przeciwwagą).

Urządzenia mogą być sterowane ręcznie lub wyposażone w dostosowany do potrzeb zamawiającego system sterowania numerycznego i automatyzacji (CNC).

Podczas obróbki na frezarkach stosuje się narzędzia, które nazywa się frezami. Frezy mają określoną geometrię, dopasowaną do realizacji określonych zadań obróbczych, skutecznego odprowadzania wiórów i są wyposażone w ostrza dopasowane do twardości danego rodzaju metalu.

Narzędzia i obrabiarki do toczenia metalu

Toczenie to sposób obróbki zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni brył obrotowych. Urządzenia, na których realizuje się ten rodzaj obróbki wiórowej to tokarki. Warto wiedzieć, że proces toczenia daje możliwość odwzorowania także innych kształtów niż obrotowe. Obróbka powierzchni wewnętrznych na tokarce jest określana jako wytaczanie. W przypadku toczenia metali mówi się o obróbce powierzchni zewnętrznych przedmiotów metalowych. Podczas realizacji procesu toczenia i wytaczania obrabiany przedmiot może poruszać się ruchem głównym (obrotowym), a narzędzie ruchem posuwowym.

W warsztatach i zakładach produkcyjnych stosuje się profesjonalne urządzenia do obróbki metalu w procesie toczenia i wytaczania. Tokarki można podzielić na:

• tokarki uniwersalne,
• tokarki produkcyjne.

Urządzenia różnią się wielkością i wydajnością. W zależności od potrzeb mogą być wyposażone w zaawansowany system sterowania i automatyzacji procesu toczenia – tokarki (CNC). W przypadku warsztatowych tokarek uniwersalnych cały czas sporą popularnością cieszą się urządzenia sterowane ręcznie.

Podstawowe wyposażenie tokarki do obróbki metalu to m.in:

• imak 4-ro nożowy,
• zegar do gwintów,
• mostek łoża,
• tuleja redukcyjna do wrzeciona,
• komplet kół zmianowych,
• szczękowy uchwyt samosmarujący,
• regulowany zderzak wzdłużny.

W przypadku dobrych tokarek do wielkoseryjnej obróbki metalu na wyposażeniu znajduje się także wydajny system chłodzenia cieczą.

W procesie toczenia stosuje się specjalistyczne narzędzia do obróbki metalu – noże tokarskie. Najważniejsze parametry klasyfikacji noży tokarskich to kąt przystawienia krawędzi tnącej, opcjonalne wyposażenie płytki tnącej w łamacz wióra, kąt przystawienia krawędzi pomocniczej oraz promień naroża. Podział noży pod kątem parametrów przystawienia krawędzi tnącej przewiduje zastosowanie różnych płytek tnących np. ze wzniosem, spadkiem lub neutralnych.

Wiertarki jako narzędzia do obróbki metalu

Wiercenie to rodzaj obróbki wiórowej, w którego wyniku uzyskuje się otwory zazwyczaj o przekroju kołowym. Metoda wiercenia wtórnego pozwala też na uzyskanie otworów wielokątnych np. trójkątnych lub prostokątnych.

Proces wiercenia pozwala na realizację operacji takich jak:

• nawiercanie – wykonanie otworu wstępnego w celu lepszego prowadzenia wiertła o właściwej średnicy,
• wiercenie – wykonywanie otworu o oczekiwanej średnicy,
• powiercanie – powiększanie średnicy otworu,
• pogłębianie – zwiększenie średnicy początkowej części istniejącego otworu,
• rozwiercanie – wykańczanie w celu uzyskania oczekiwanej dokładności i chropowatości otworu.

Proces wiercenia jest realizowany na specjalnych wiertarkach słupowych i wieloczynnościowych. Wiercenie można wykonać także na frezarce, podobnie jak proste operacje frezowania można zrealizować na dobrej wiertarce warsztatowej. W operacji wiercenia wykorzystuje się specjalne narzędzia do obróbki metalu, tzw. wiertła. Wiercenie jest realizowane przez ruch obrotowy narzędzia i posuw. W wyniku postępu wiercenia powstaje odpad – tzw. ścin.

• ◄ poprzednia aktualność
• 4 / 24
• następna aktualność ►