Dobór technologii obróbki skrawaniem do rodzaju i wielkości obrabianych materiałów

Obróbka skrawaniem jest technologią wykonania przedmiotów, polegającą na zdejmowaniu nadmiaru materiału, aż do uzyskania pożądanego kształtu i wymiaru. Dobierając formy, metody i sposoby obróbki, należy przeprowadzić analizę techniczno-ekonomiczną wykonania przedmiotu.

Pod uwagę brane są następujące wymagania w stosunku do materiału przedmiotu i jego wytwarzania:

• Właściwości materiału wykonawczego. Wymagana jest znajomość podatności na łamanie wiórów, skrawalności, twardości materiału oraz zawartość składników stopowych;
• Ocena naddatku na obróbkę;
• Określenie kształtu przedmiotu;
• Ocena wymiarów przedmiotu;
• Wybór baz obróbkowych z podziałem na poszczególne operacje;
• Należy uwzględnić stan geometryczny powierzchni;
• W dalszej kolejności stan warstwy powierzchniowej;
• Ocena dokładności wykonania odkuwki, odlewu ze szczególnym uwzględnieniem powierzchni, które będą stanowić bazy do pierwszej operacji;
• Określenie wielkości produkcji;
• Kosztu wykonania przedmiotu;
• Planowanie racjonalnego kształtowania przedmiotu ze względu na późniejszy montaż.

Obecnie technologia skrawania jest głównie stosowana jako technika wykonania części na gotowo. Trudno sobie wyobrazić osiągnięcie tego stanu bez zastosowania obróbki skrawaniem CNC (ang. Computerized Numerical Control). Tokarki, frezarki i szlifierki CNC pozwalają na bardzo szybką i co ważniejsze dokładną obróbkę w celu uzyskania żądanego kształtu, wymiaru i jakości.

Części do maszyn powstają na podstawie parametrów konstrukcyjnych wprowadzonych do mikrokomputera zintegrowanego z zespołem sterującym maszyną. W wielu przypadkach oznacza to, że cały proces obróbki jest regulowany komputerowo i nie wymaga ręcznej interwencji operatora.

Czynniki mechaniczne wpływające na dokładność obróbki to:

• Dokładność mechaniczna obrabiarek, poprzez którą rozumie się dokładność wykonania maszyn i ich montażu. Cechami dyskwalifikującymi obrabiarkę są: bicie wrzecion, głowic, brak prostopadłości i równoległości prowadnic, osi itp.;
• Dokładność wykonania użytych w procesie produkcji narzędzi;
• Sztywność układu o-u-p-n (obrabiarka-uchwyt-przedmiot-narzędzie). Opisana zależność jest niezbędna, by wykonać np. wysokiej jakości koła zębate pasowe, które wymagają ogromnej precyzji.
• Odkształcenia cieplne układu technologicznego. Dotyczy to ciepła z otoczenia, samej obróbki, a także powstałego w wyniku pracy mechanizmów. Należy przyjąć, że 50–85% ciepła jest odprowadzane z wiórami, 10–40% przechodzi do narzędzia, 3–9% pozostaje w przedmiocie, ok. 1% przejmuje otoczenie;
• Naprężenia własne, dotyczy to nierównomiernej rozszerzalności liniowej i objętościowej;
• Drgania sprężyste układu o-u-p-n. Należy uwzględnić własności tłumiące poszczególnych podzespołów obrabiarki;
• Dokładność pomiarów;
• Dokładność nastawienia obrabiarki, czyli położenie narzędzia w stosunku do bazy obrabianego przedmiotu;

Na uwagę zasługuje fakt, że przy obecnym zaawansowaniu technologicznym kwalifikacje i umiejętności operatora plasują się na końcu listy.

Dopiero spełnienie wszystkich powyższych wymagań umożliwia skuteczne dostosowanie maszyn do przejęcia cyklów wytwarzania przez program komputerowy.

Fot. Atlantis

Części maszyn, klasyfikacja i normalizacja

Części maszyn to elementy składowe maszyn. Mogą być one samodzielne lub występować w zespołach, zwykle o charakterze uniwersalnym. Ta cecha pozwala na wykorzystanie części maszyn uniwersalnych w urządzeniach różnego typu. Przykładem takich zastosowań mogą być koła łańcuchowe, które można spotkać zarówno w układach napędowych, transportowych, jak i przesuwnych. Warunkiem poprawnego montażu kół łańcuchowych jest dostosowanie wymiarów i właściwości części do wymogów konstrukcyjnych maszyn. W tym celu gabaryty i strukturę materiałową części maszyn poddaje się normalizacji, czyli ujednoliceniu w kontekście określonych grup maszyn.

Normalizacja umożliwia:

• Zmniejszenie liczby produkowanych części;
• Produkcję wielkoseryjną;
• Gwarantuje stabilną i określoną jakość;
• Usprawnia naprawę i konserwację maszyn.

Obróbka skrawaniem CNC, nieodwracalny proces

Nowoczesne obrabiarki sterowane numerycznie systematycznie wypierają maszyny wymagające stałej ingerencji operatora.

Konkurowanie na rynku produktów uzyskanych metodami obróbki skrawaniem, wymaga stosowania technologii CNC.

Tylko w ten sposób można kształtować trendy, zmniejszając czas obróbki przy jednoczesnym zwiększeniu jakości. W dalszej konsekwencji prowadzi to do znaczącego obniżenia kosztów produkcji.

Rozwój technologii skrawania CNC jest podstawą do rozkwitu całego szeroko rozumianego przemysłu metalurgicznego. W tej dziedzinie doskonale sprawdza się firma Atlantis PT, która oferuje zarówno usługi obróbki CNC jak i szereg części maszyn dla przemysłu.