20 października 2017

 

 
Możliwości współczesnych obrabiarek umożliwiają obróbkę materiału z wykorzystaniem różnych metod, a różnorodność zabiegów pozwala na opracowanie procesu na wiele sposobów. Jeżeli dodamy do tego systemy wspomagające, będziemy mogli wykonać właściwie każdy rodzaj i kształt operacji. Tylko jak wybrać odpowiednią strategię obróbki, skoro możemy wykonać jeden zabieg na kilka sposobów, lub też który wybrać pierwszy, gdy mamy możliwość obróbki kilku płaszczyzn?


Jarosław Straszak

Przedstawmy proces obróbki na przykładzie centrum frezarsko-wytaczarskiego, ze względu na duże możliwości obróbcze i szeroki zakres zabiegów. Każdy proces obróbki zaczynamy od opracowania strategii, doboru odpowiedniej obrabiarki, narzędzi, parametrów i sposobu zamocowania. Pierwszą i bardzo ważną rzeczą jest wybór odpowiedniej obrabiarki również gabarytowo, Jeżeli wyjdziemy z założenia, że mając obrabiarkę o dużym polu obróbczym możemy wykonać  każdy detal mieszczący się w zakresie maszyny, to jest to prawda. Lecz jeżeli założymy, że nasz detal jest kilkakrotnie mniejszy od pola obróbczego maszyny, to nastąpi zwiększenie czasu obróbki o kilkanaście procent, mimo że zakres procesu będzie identyczny. Detal zostanie obrobiony ale nie przełoży się to na jakość i koszt wykonania. Wybór odpowiedniej maszyny do wielkości obrabianego elementu jest bardzo ważny. Wiele osób bagatelizuje ten problem, co prowadzi  w dużej mierze do zmniejszenia wydajności maszyny, szybszego zużycia narzędzi i braku wykorzystania potencjału obrabiarki. 


1_1_procesy-obrobcze
Rys. 1  Przykład ustawienia detalu na stołach o różnych wielkościach; w drugim przypadku nie jesteśmy w stanie obrobić detalu z każdej strony

Jak już dobierzemy odpowiednią obrabiarkę to następnym krokiem będzie opracowanie sposobu zamocowania. Najlepszym rozwiązaniem jest ustawienie części obrabianej w taki sposób, który umożliwia dostęp do jak największej ilości płaszczyzn w jednym zamocowaniu, lecz nie utrudnia dostępu narzędzia do płaszczyzny obrabianej. Mając już dobraną obrabiarkę i sposób zamocowania możemy zabrać się do tworzenia procesu obróbki. W artykule przedstawimy klasyczny proces składający się z obróbki zgrubnej i wykańczającej.


Rys-2--Przyklady-obrobki
Rys. 2  Przykłady obróbki w trzech i pięciu osiach

Spróbujmy przeanalizować rodzaje obróbki, zaczynając od obróbki zgrubnej. Tę prostą z reguły obróbkę też można wykonać na wiele sposobów. Możemy pracować w pięciu osiach lub w trzech, frezować lub wytaczać, wykonywać obróbkę ciężką lub lekką.
Pracując w układzie trzyosiowym na pewno zwiększamy sztywność obróbki, co pozwala na pracę narzędziami o dużej głębokości i szerokości skrawania; pracując w układzie pięcioosiowym mamy możliwość obrobienia kilku płaszczyzn jednocześnie lecz zmniejszamy sztywność układu, w którym pracujemy. Możemy też pracować w układzie tokarskim za pomocą głowicy wytaczarskiej lecz w tym przydatku zakres obróbki zostanie ograniczony tylko do zabiegów tokarskich.

rys3_frezowanie-i-wytaczanie
Rys. 3  Przykład obróbki tego samego otworu na dwa różne sposoby (frezowanie i wytaczanie)

Dobierając rodzaj obróbki musimy brać pod uwagę przede wszystkim jej kształt i głębokość. Każdy zabieg o dużej głębokości łatwiej jest wytoczyć niż frezować, ze względu na działanie sił skrawania. W przypadku obróbki miejsc  łatwo dostępnych lepiej zastosować frezowanie, gdyż to jest obróbka bardziej wydajna. W obróbce zgrubnej nie są wymagane duże dokładności, gdyż chodzi głównie o usunięcie jak największej ilości materiału w jak najkrótszym czasie. Są też zabiegi, które można wykonać tylko za pomocą frezowania lub tylko za pomocą wytaczania - w tych przypadkach nie mamy zbyt wielkiego wpływu na rodzaj obróbki. Pozostaje nam tylko dobranie odpowiedniej strategii i parametrów.

rys4_przykladowa-obrobka
Rys. 4  Przykładowa obróbka płaszczyzn i  otworów w obróbce wykańczającej

Obróbka zgrubna przeważnie kojarzona jest z obróbką ciężką, lecz możliwości dzisiejszych obrabiarek, w powiązaniu z systemami wspomagającymi, pozwalają na równie wydajną pracę przy małych głębokościach i dużych parametrach skrawania.  Zaletą takiej obróbki jest przede wszystkim mniejsze obciążenie maszyny, kultura pracy narzędzia, działanie mniejszych sił skrawania, - co pozwala na pracę na większych wysięgach. Wadą takiego rozwiązania są duże oczekiwania co do parametrów obróbczych, duża część obrabiarki nie jest w stanie spełnić warunków pracy narzędzia. 

rys5_detal-ustawony_s
Rys. 5  Detal po obróbce zgrubnej ustawiony do obróbki wykańczającej