19 listopada 2017


W ostatnim dwudziestoleciu obserwowany jest intensywny rozwój materiałów oraz precyzyjnych, wydajnych i opłacalnych sposobów ich kształtowania. W odniesieniu do obróbki skrawaniem wiąże się to m.in. z rozwojem materiałów narzędziowych, a zwłaszcza powłok, jak i z unowocześnianiem konstrukcji narzędzi i obrabiarek oraz systemów sterowania procesem technologicznym i wspomagających jego projektowanie. Zwiększający się popyt na narzędzia z węglików spiekanych, w szczególności z powłokami dedykowanymi do konkretnych zastosowań, co wynika m.in. ze stosowania wysokowydajnej obróbki skrawaniem prowadzonej na obrabiarkach CNC, nie powstrzymuje ciągłego rozwoju narzędzi ze stali szybkotnących, które nadal są ekonomiczną alternatywą, zwłaszcza w aplikacjach, gdzie jest istotna wytrzymałość narzędzia na zginanie i jego odporność na wykruszanie się i pękanie.

rys2

Kazimierz Czechowski

Rozwój narzędzi skrawających ze stali szybkotnących, mający na celu osiąganie bardzo dużych trwałości ostrzy, dużej wydajności obróbki i wysokiej jakości powierzchni obrobionej, ukierunkowany jest m.in. na:

  • zastosowanie stali szybkotnących otrzymywanych metodą spiekania proszków, jako materiałów o drobnoziarnistej strukturze, bardziej wytrzymałych i odporniejszych na zużycie niż stale konwencjonalne,
  • uzyskiwanie wysokiej jakości warstwy powierzchniowej ostrzy narzędzi, poprzez korzystne zmiany w strukturze warstwy wierzchniej i nanoszenie warstw przeciwzuzyciowych metodami chemicznymi i fizycznymi,
  • ulepszanie konstrukcji narzędzi, tak pod względem zwiększania obszaru ich zastosowania, jak i polepszania stabilności prowadzonej za ich pomocą obróbki skrawaniem, także na poziomie zmian geometrycznych ostrzy i mikrogeometrycznych ich krawędzi skrawających.
  • optymalizację ruchów roboczych narzędzi z pomocą techniki komputerowej, w tym poprzez stosowanie nowoczesnego oprogramowania wspomagającego projektowanie procesów technologicznych.

Przykładem efektywnego wykorzystania stali szybkotnących w obróbce skrawaniem są m.in. narzędzia do obróbki kół zębatych, np. frezy ślimakowe. W konkretnym zadaniu produkcyjnym bardzo ważne jest dobranie na ostrza frezu odpowiedniego rodzaju stali szybkotnącej (spiekana lub konwencjonalna) i jej gatunku, oraz ustalenie właściwych warunków obróbki cieplnej (ew. cieplno-chemicznej), zapewniających uzyskanie odpowiednio dużej trwałości narzędzia. Dotyczy to również frezów z ostrzami skrawającymi z naniesionymi powłokami przeciwzużyciowymi, bowiem na ich trwałość wpływa także jakość materiału podłoża ostrzy. Wpływ ten zwiększa się po pierwszym ostrzeniu, gdy powłoka usunięta zostaje z powierzchni natarcia, za wyjątkiem przypadków ponownego nanoszenia powłoki po każdym ostrzeniu, co jest stosowane w przemyśle motoryzacyjnym. W szczególnym przypadku wykonywania frezów ślimakowych w wersji klejonej, omawianych w części 2 artykułu (w nr 6/2011 Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich), dobór materiału ostrzy i warunków ich obróbki cieplnej lub cieplno-chemicznej, to jedne z najważniejszych zagadnień dla ekonomicznego uzasadnienia stosowania tych narzędzi [1]. Istotne w tym przypadku, z uwagi na efekty po obróbce cieplnej, są stosunkowo niewielkie wymiary przekroju segmentów. Najczęstsze zastosowanie w rozwiązaniach tych narzędzi znajdują te gatunki stali, w których zawartość kobaltu Co zawiera się w granicach 5÷10%, tj. stale konwencjonalne HSS-E i spiekane HSS-E-PM, omówione w części 1 artykułu (w nr 3/2011).


cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (48) Wrzesień 2011