Obróbka skrawaniem

Obróbka skrawaniem to proces mający na celu nadanie odpowiedniego kształtu czy wielkości materiałowi poprzez usuwanie poszczególnych warstw naddatku obróbkowego. Obróbka skrawaniem może dzielić się na wiele rodzajów – ze względu na metodę kształtowania, rodzaj użytego do obróbki narzędzia czy stopień zmechanizowania całego procesu.

Dla rozróżnienia, toczenie cnc jest oddzieleniem warstwy materiału obrabianego detalu za pomocą noża tokarskiego. Z kolei, we frezowaniu cnc oddziela się mniejsze skrawki od większych przy użyciu odpowiedniego frezu.

Na przestrzeni lat narzędzia wykorzystywane do obróbki skrawaniem stale się rozwijały. Gdy nasz świat stawał się coraz bardziej skomputeryzowany, obróbka ręczna czerpała z tego najwięcej.

Obróbkę skrawaniem w zależności od stopnia zmechanizowania możemy podzielić na:

• obróbkę ręczną,
• obróbkę ręczną zmechanizowaną,
• obróbkę maszynową na obrabiarkach konwencjonalnych,
• obróbkę maszynową na obrabiarkach CNC.

To właśnie ostatni sposób obróbki skrawaniem jest najpopularniejszy – głównie ze względu na łatwość pracy, a także na dokładność samego procesu. Efekty uzyskane dzięki maszynom CNC znacznie przewyższają te, z którymi możemy się spotkać w poprzednich typach obróbki. Na czym więc polega obróbka skrawaniem CNC?

Skrót CNC w języku angielskim oznacza Computerized Numerical Control. Jest to więc nic innego jak proces skrawania wykorzystujący w obróbce głównie mikrokomputer. To właśnie on jest zintegrowany z częścią sterującą maszyny skrawającej. Choć osoba obsługująca maszynę powinna posiadać odpowiednią wiedzę związaną z urządzeniem, programowaniem czy jego obsługą, ostatecznie to właśnie maszyna wykonuje całą pracę.

Wbrew pozorom maszyny CNC nie są wcale taką nowością. Pierwsza z nich została stworzona przez amerykańskiego inżyniera Johna Parsonsa w 1952 roku. Pierwszy model nie może się jednak równać skomplikowanym urządzeniom, którymi wiele firm dysponuje obecnie.

Do procesu wykorzystywane są różne obrabiarki o odpowiedniej kinematyce – w zależności od pożądanego efektu obrabiania.

Stopień zmechanizowania obróbki skrawaniem to niejedyny czynnik, według którego można podzielić ten proces. Głównym czynnikiem jest sposób opracowania powierzchni. Dzielimy go na:

• obróbkę wiórową,
• obróbkę ścierną.

Do obróbki wiórowej wykorzystywane są narzędzia o ustalonej geometrii i liczbie ostrzy. Wióry powstające w procesie mają określony kształt, który zależy m.in. od materiału, prędkości skrawania czy temperatury.

Z kolei w przypadku obróbki ściernej nie możemy mówić o określonej liczbie ostrzy czy geometrii. Rolę ostrzy spełniają bardzo drobne ziarna materiału ściernego. Podczas obrabiania materiału powstające cząstki odpadu są niewielkie – one również nie mają ustalonej geometrii.

Obróbka skrawaniem metali – zastosowanie

Początkowo maszyny CNC do skrawania były wykorzystywane wyłącznie przez wielkie korporacje. Jak łatwo się domyślić, było to rozwiązanie, które przez swoją wysoką cenę było zarezerwowane wyłącznie dla nielicznych. Obecnie jednak, choć koszt maszyny CNC jest nadal wyższy od sposobów konwencjonalnych, jest ono w zasięgu możliwości znacznie większej liczby osób. Z obrabiarek CNC korzystają nawet amatorzy. Warto jednak zaznaczyć, że osoba obsługująca maszynę powinna posiadać odpowiednie umiejętności i wiedzę. Wiele przedmiotów, z których korzystamy na co dzień, powstało z części wyprodukowanych w dziale obróbki CNC.

Maszyny te są więc obecne niemal we wszystkich branżach. Spotkamy się z nimi na pewno w:

• przemyśle maszynowym,
• przemyśle motoryzacyjnym,
• przemyśle elektronicznym,
• przemyśle medycznym,
• przemyśle energetycznym.

Technologię obróbki CNC możemy śmiało nazwać uniwersalną. Sprawdza się doskonale w produkcji różnorodnych przedmiotów wykonanych ze zróżnicowanych materiałów.

Obróbka skrawaniem wykorzystywana jest do formowania różnorodnych materiałów. W niektórych przypadkach obróbka materiału jest bardzo prosta i nie wymaga szczególnych rozwiązań. Są jednak także materiały określane mianem wymagających, jak np. stopy tytanu.

Dzięki obróbce skrawaniem powstają elementy z takich materiałów, jak:

• metale (aluminium, stal, mosiądz),
• drewno,
• tworzywa sztuczne,
• piana.

Lista zalet obróbki skrawaniem CNC jest bardzo długa. Jakie zalety pojawiają się w momencie, gdy zestawimy ze sobą ten rodzaj skrawania z obróbką konwencjonalną?

Przede wszystkim możemy śmiało powiedzieć, że komputer sterujący urządzeniem zwalnia nas z wielu obowiązków. Cały proces przebiega w związku z tym znacznie szybciej. Urządzenie CNC jest dużo bardziej uniwersalne, co przekłada się na różnorodność produkowanych przedmiotów. Niemal nie ogranicza nas materiał poddawany obróbce. Maszyna daje możliwość wytwarzania odmian przedmiotu poprzez zwykłą modyfikację w programie.

Dużą zaletę przeważającą nad konwencjonalnymi metodami skrawania zaobserwujemy w oszczędności materiału poddawanego obróbce. Maksymalne wykorzystanie materiału zmniejsza koszty jego zakupu.

Pojawienie się maszyn CNC wpłynęło także na zwiększenie bezpieczeństwa pracy z obrabianym materiałem. Obecnie operator maszyny nie ma z nim najmniejszego kontaktu. To oznacza, że ryzyko związane z pracą przy skrawaniu jest zminimalizowane.

Obróbka CNC, jak każde rozwiązanie, ma swoje drobne wady. Warto jednak zaznaczyć, że w porównaniu z licznymi zaletami są one niemal niezauważalne. Możemy mówić o wyższym koszcie związanym z zakupem urządzenia. Jednak koszty te mogą się nam szybko zwrócić przy oszczędności na obrabianym materiale. Zatrudnienie operatora CNC może okazać się wysokim wydatkiem, który jest jednak niezbędny do prawidłowego wykonywania procesów.