Parametry skrawania

Prędkości skrawania w odniesieniu do wysięgu​

Odprowadzanie wiórów oraz drgania narzędzia są ważnymi czynnikami, które wpływają na wybór parametrów skrawania.

Na ogół należy przestrzegać zaleceń dla wybranej płytki i gatunku, lecz z uwzględnieniem poniższych wyjątków:

• W celu zapewnienia odpowiedniego odprowadzania wiórów, maksymalną zalecaną wartością początkową dla prędkości skrawania jest 200 m/min. dla obróbki zgrubnej oraz 240 m/min. dla obróbki wykańczającej.

• Zalecane wartości początkowe dla prędkości skrawania wykańczającą głowicą wytaczarską 391.37A z wytaczakami stalowymi lub z węglika z płytkami wynoszą 90-120 m/min. (dla długich stalowych wytaczaków użyć niższych wartości). Zalecaną wartością początkową dla szlifowanych wytaczaków z węglika jest 60 m/min.

• Maksymalna zalecana głębokość skrawania dla obróbki wykańczającej wynosi 0,5 mm

• Podczas pracy przy długich wysięgach, należy zmniejszyć prędkość skrawania.

Narzędzia Silent Tools można zastosować w celu uzyskania wyższych prędkości
skrawania przy określonych wysięgach.

Jeżeli narzędzie jest ustawione na minimalną możliwą średnicę, odprowadzanie wiórów będzie bardziej istotne i może okazać się konieczne zmniejszenie głębokości skrawania.

Maksymalny posuw przy obróbce wykańczającej jest ograniczony przez żądane
wykończenie powierzchni. Zatem możliwość wpłynięcia na formowanie wiórów jest ograniczona.​

Oznaczenie kata natarcia γ noża tokarskiego 

Kształt płytki

• Czynniki wpływające na kształt płytki

• Kształt płytki - liczba krawędzi skrawających

• Kształt płytki - głębokość skrawania

 

Kształt płytki powinien być wybierany ze względu na kąt przystawienia zapewniający wymaganą od narzędzia dostępność. Powinno się dobierać
największy możliwy kąt wierzchołkowy, aby płytka zachowała jak największą wytrzymałość i niezawodność. Jednak należy to zrównoważyć z wymaganiami dla poszczególnych rodzajów obróbki.

Duży kąt naroża daje wytrzymałość, lecz wymaga większej mocy obrabiarki i cechuje się większą skłonnością do drgań.

Mały kąta naroża daje mniejszą wytrzymałość oraz mniejsze zagłębienie krawędzi skrawającej, co może sprawić, że narzędzie będzie bardziej wrażliwe na wpływ temperatury.​

 

Skala 1 oznacza wytrzymałość krawędzi skrawającej. Im większy kąt wierzchołkowy (płytki po lewo), tym większa wytrzymałość, dla lepszej wszechstronności i dostępności lepsze są płytki umieszczone po prawo.

Skala 2 oznacza skłonność do drgań zwiększając się w lewo, podczas gdy w prawo zmniejsza się wymagana moc.​

Do góry

Czynniki wpływające na kształt płytki

​​Najczęściej wykorzystywane są płytki o kształcie rombowym z kątem wierzchołkowym 80º (typ C), ponieważ jest to skuteczny kompromis pomiędzy wszystkimi kształtami płytek i nadają się do wielu typów operacji.

 

Do góry

Kształt płytki - liczba krawędzi skrawających

*) Liczba krawędzi jest zależna od głębokości skrawania w stosunku do wielkości płytki.

​Liczba krawędzi skrawających w płytce różni się w zależności od wyboru płytki i kąta naroża. Płytka ujemna o kształcie podstawowym posiada zwykle dwa
razy większą liczbę krawędzi w porównaniu do płytki dodatniej. W ciężkiej obróbce zgrubnej zalecane jest użycie jednostronnej płytki ujemnej o kształcie podstawowym, w celu uzyskania lepszej stabilności, podczas gdy w pozostałych operacjach obróbki zgrubnej zalecane jest użycie płytki dwustronnej, ze względu na dwa razy większą ilość krawędzi skrawających. Płytki okrągłe mogą zostać wykorzystane (obrócone) największą ilość razy.

 

Do góry

Kształt płytki - głębokość skrawania

​Zalecane maksymalne wartości podane w tabelach określają zdolność płytki do niezawodnej pracy w ciągłych przejściach przy geometrii do obróbki zgrubnej. Głębsze przejścia, aż do całkowitej długości krawędzi skrawającej l, mogą być podejmowane na krótsze okresy.

 

Geometria płytki

• Formowanie wióra i wybór geometrii płytki

• Geometrie płytek

• Przykład łamania wióra dla geometrii -PM

• Geometrie płytek dla różnych materiałów obrabianych przedmiotów

 

Formowanie wióra i wybór geometrii płytki

Łamanie wiórów

Kontrola wióra jest jednym z kluczowych czynników w toczeniu gdzie istnieją trzy zasadnicze sposoby łamania wióra:

 

– samoistne łamanie, na przykład żeliwo

– o narzędzie

– o obrabiany przedmiot

Czynnikami mającymi wpływ na łamanie wióra są:

• Geometria płytki

• Promień naroża, r_e

• Kąt przystawienia, k_r

• Głębokość skrawania, a_p

• Posuw, f_n

• Prędkość skrawania, v_c

• Rodzaj obrabianego materiału.​

 

Geometrie płytek

​Geometrie do toczenia mogą być podzielone na trzy podstawowe typy zoptymalizowane do operacji obróbki wykańczającej, średniej i zgrubnej. Obszar roboczy każdej geometrii może być odczytany na wykresie, na którym oznaczono zakresy posuwu i głębokości skrawania dla których wiór jest łamany na akceptowalnym poziomie.

 

Obróbka zgrubna - R

Połączenie dużych głębokości skrawania i posuwów.
Operacje wymagające najwyższego bezpieczeństwa krawędzi.

 

Obróbka średnia - M

Operacje obróbki od średniej do lekko zgrubnej.
Szeroki zakres kombinacji głębokości skrawania i posuwu.

 

Obróbka wykańczająca – F

Operacje przy niewielkich głębokościach skrawania i niskich posuwach.
Operacje wymagające niskich sił skrawania.

 

​-PF

​-PM

​-PR

Do góry

Przykład łamania wióra dla geometrii -PM

Test łamania wióra płytką CNMG 12 04 08-PM przy różnych głębokościach skrawania i posuwach. W zaznaczonym obszarze na wykresie, łamanie wióra jest sklasyfikowane jako dobre.

Do góry

Geometrie płytek dla różnych materiałów obrabianych przedmiotów

​Wiele geometrii płytek jest optymalizowanych dla pewnych rodzajów materiałów, np., PF, PM, PR do toczenia stali, MF, MM, MR do stali nierdzewnej oraz KF, KM, KR do toczenia żeliwa, itp. Inne geometrie, jak WMX, WF, WM, WR, są odpowiednie zarówno do stali i stali nierdzewnej, jak i dla żeliwa.

Symbole:

Obszar zastosowań ISO

 

Obrabiarka wielozadaniowa

W obrabiarce wielozadaniowej, obrabiany przedmiot może zostać wykonany przy jednym ustawieniu maszyny, np. z użyciem toczenia, frezowania, frezowania konturów i krawędzi oraz szlifowania. Można wykonywać obróbkę zarówno dużych średnic jak i małych. Maszyna w sposób automatyczny wybiera
i zmienia niezbędne narzędzia.

Obrabiarki wielozadaniowe dostępne są w wielu wersjach:

• Wersja pozioma i pionowa

• Z dwoma wrzecionami (głównym i pomocniczym) oraz z wrzecionem w osi B z możliwością wykonywania czynności frezowania i toczenia na obu powierzchniach - czołowej i tylnej - obrabianego przedmiotu

• Gdzie każde wrzeciono działa jak uchwyt obrabianego przedmiotu, umożliwiając obróbkę wieloosiową na dowolnej powierzchni - czołowej lub tylnej - obrabianego przedmiotu.

Obrabiany przedmiot może przejść od wrzeciona głównego do pomocniczego. Cała operacja obejmująca frezowanie i toczenie na powierzchni czołowej oraz następujące po nich - frezowanie i toczenie na przeciwległym czole, jest wykonywana przy jednym ustawieniu maszyny. W obrabiarkach wykonujących oddzielnie frezowanie i toczenie wymagane są cztery ustawienia w celu zrealizowania tej sekwencji.

Uwaga: Obrabiarka wielozadaniowa to połączenie centrum tokarskiego i frezarskiego.

Toczenie jest zazwyczaj najbardziej wydajnym i elastycznym procesem. Jednak frezowanie toczne może być wyraźnie korzystniejszym rozwiązaniem, co oznacza, że optymalna metoda dobierana jest na podstawie kształtu obrabianych przedmiotów oraz rodzaju materiału.

Można użyć zwykłych frezów czołowych typu CoroMill 300, CoroMill 210, CoroMill 200 and CoroMill 245 z geometrią

CoroMill 390 i CoroMill 590 posiadają geometrię Wiper specjalnie
zaprojektowaną do frezowania tocznego.

Jedna płytka Wiper jest stosowana obok zwykłych płytek w innych gniazdach. Głównym zadaniem tej płytki jest dogładzanie powierzchni.

 

​Frezowanie toczne

+ Detale mimośrodowe
+ Obróbka przerywana
+ Przedmioty, których nie można
obrócić o 360° (przeszkody)
+ Przedmioty cylindryczne lub stożkowe
+ Łamanie wiórów
+ Przedmioty niewyważone
+ Obróbka powierzchni czołowej bez
narostu

​Toczenie

+ Detale koncentryczne
+ Obróbka ciągła
+ Bryły obrotowe 360°
+ Profilowanie
+ Części o cienkich ściankach
+ Dostępność
+ Łatwe do zaprogramowania

Grupy materiałowe obrabianych przedmiotów

​Obróbką skrawaniem wytwarza się bardzo szeroką gamę przedmiotów z wielu różnych materiałów. Każdy materiał charakteryzuje się unikatowymi właściwościami, na które wpływają składniki stopowe, obróbka cieplna, hartowanie, itd. Od tego z kolei zależy wybór geometrii, gatunku oraz parametrów skrawania narzędzia.

Dlatego też, materiały obrabianych przedmiotów zostały podzielone zgodnie z klasyfikacją ISO na sześć grup odpowiadających unikatowym charakterystykom obrabialności.

• ISO P – Stal to najobszerniejsza grupa materiałowa. Obejmuje szeroki zakres materiałów niestopowych po wysokostopowe włącznie z odlewami staliwnymi i nierdzewnymi stalami ferretycznymi i martenzytycznymi. Obrabialność, zazwyczaj odpowiednia, zależy w dużej mierze od twardości, zawartości węgla, itp.

• ISO M – Stale nierdzewne są materiałami stopowymi z zawartością minimum 12% chromu; inne stopy mogą zawierać nikiel oraz molibden. Rozróżniamy stale nierdzewne ferrytyczne, martenzytyczne, austenityczne oraz austenityczno- ferrytyczne (typu duplex), tworzące wielką rodzinę.
  Cechą wspólną wszystkich tych typów jest narażenie krawędzi skrawających na duże ilości ciepła, zużycia w postaci karbu oraz narostu.

• ISO K – Żeliwo, w przeciwieństwie do stali, jest typem materiału o krótkim wiórze. Żeliwo szare (GCI) oraz żeliwo ciągliwe (MCI) są całkiem łatwe w obróbce, podczas gdy żeliwo sferoidalne (NCI), żeliwo o zwartym graficie (CGI) oraz żeliwo hartowane z przemianą izotermiczną (ADI) sprawiają
  więcej problemów obróbczych. Wszystkie żeliwa zawierają SiC, który bardzo ściera krawędź skrawającą.

• ISO N – Metale nieżelazne są materiałami bardziej miękkimi, jak aluminium, miedź, mosiądz, itp. Aluminium o 13% zawartości krzemu jest bardzo ścierne. Ogólnie, zaleca się tu płytki z ostrymi krawędziami, które są odpowiednie do skrawania z dużą prędkością i charakteryzują się długim czasem eksploatacji.

• ISO S – Superstopy żaroodporne to grupa zawierająca dużą ilość materiałów bazujących na wysokostopowym żelazie, niklu, kobalcie i tytanie. Przywierają one do narzędzia, tworzą narosty na ostrzach, utwardzają się podczas obrabiania (umocnienie) i powodują powstawanie wysokich temperatur w strefie skrawania. Zbliżone są do materiałów obszaru ISO M, lecz trudniejsze do skrawania i zmniejszają trwałość ostrzy
  płytek.

• ISO H – Ta grupa obejmuje stale o twardości pomiędzy 45- 65 HRc, jak również żeliwo utwardzone ok. 400-600 HB. Twardość czyni te materiały trudnymi do obrabiania. Podczas skrawania generują wysokie temperatury i są bardzo ścierne dla krawędzi skrawających.

Obróbka Elektroerozyjna Materiałów (EDM)

W obróbce elektroerozyjnej usuwanie materiału z części obrabianej następuje w wyniku erozji elektrycznej zachodzącej w czasie wyładowań elektrycznych pomiędzy elektrodami zanurzonymi w dielektryku płynnym. Jedną z elektrod jest materiał obrabiany, a drugą - eroda, nazywana też elektrodą roboczą (ER). Obróbce elektroerozyjnej podlegają materiały, których elektryczna przewodność właściwa jest większa od 10^-2 S/cm, tj. wszystkie metale i ich stopy oraz duża grupa materiałów niemetalowych i kompozytowych z ceramicznymi włącznie.