Łamacze wiórów w obróbce szybkościowej

Łamacze wiórów w obróbce szybkościowej

Tagi wpisu: OBRABIARKI DO METALI

„Gdzie drwa rąbią, tam wióry lecą”

– głosi stare powiedzenie. Dziś wiadomo jednak, że wióry stanowią nieunikniony efekt obróbki nie tylko drewna, ale także wielu innych materiałów. Podczas obróbki skrawaniem powstające wióry muszą być natychmiast usunięte z miejsca działania noża skrawającego, gdyż ich nawet chwilowa obecność grozi uszkodzeniem maszyny lub okaleczeniem operatora. Optymalna sytuacja to taka, w której wióry – ze szczególnym wskazaniem na wióry wstęgowe – są natychmiast dzielone na krótkie odcinki, po czym opuszczają przestrzeń skrawania. I właśnie w tym miejscu pojawia się przestrzeń dla tzw. łamaczy wiórów.

OBRÓBKA SKRAWANIEM

Obróbka poprzez skrawanie jest jedną z podstawowych technik obróbczych stosowanych do kształtowania elementów. Jest też dobrą metodą do wykonywania części składowych wszelkich maszyn i urządzeń lub narzędzi. Proces ten jest niczym innym, jak kontrolowanym niszczeniem materiału przez ścinanie (skrawanie). więc oddzielanie od obrabianego materiału cienkiej warstwy o pewnej grubości. Celem jest nadanie materiałowi i jego powierzchni określonego kształtu i właściwości.

ZOBACZ OBRABIARKI W NASZYM SKLEPIE ON-LINE:

CENTRA OBRÓBCZE
DO METALU
Land Reko LandReko | CENTRA OBRÓBCZE DO METALU Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

PRZECINARKI
TAŚMOWE
Land Reko LandReko | PRZECINARKI TAŚMOWE Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

TOKARKI
DO METALU
Land Reko LandReko | TOKARKI DO METALU Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

NA CZYM POLEGA PROCES SKRAWANIA

Gdy klinowe ostrze noża lub płytki skrawającej – przesuwającej się względem obrabianego przedmiotu z określoną prędkością – wywiera nacisk na materiał. Pojawia się wówczas zjawisko miejscowego odkształcenia sprężysto-plastycznego, w wyniku którego cienka warstwa materiału oddziela się od niego. W taki sposób można osiągnąć wysoce dokładną i wykańczająca obróbkę materiału.  Ostateczny wynik obróbki zależy jednak od wielu czynników związanych z samą maszyną i obrabianym przedmiotem. Są to między innymi:

  • geometria noża skrawającego,
  • kształt (przekrój) obrabianego materiału,
  • prędkość i głębokość skrawania,
  • prędkość posuwu noża.

Niezależnie jednak, jak te czynniki są ze sobą skonfigurowane, w przestrzeni obróbki zawsze pojawiają się wióry. Przyjmują one różną postać w zależności od właściwości obrabianego materiału i warunków obróbki.

RODZAJE WIÓRÓW

Wióry są materiałem odpadowym, powstającym na skutek odkształceń sprężysto-plastycznych zachodzących na powierzchni skrawania. Ich kształt, przypominający najczęściej elipsę, to wynik różnej prędkości przemieszczania się cząsteczek skrawanego materiału w przestrzeni obróbki. Cząsteczki znajdujące się głębiej, czyli dalej od powierzchni natarcia ostrza noża, mają większą prędkość przemieszczania się niż cząsteczki znajdujące się na powierzchni styku z ostrzem, w wyniku czego wiór przyjmuje z reguły kształt eliptyczny. Jednak w teorii rozróżnia się bardzo wiele kształtów i rodzajów wiórów, nie tylko eliptycznych. Według polskiej normy PN-ISO 3685 istnieją trzy główne grupy wiórów: odpryskowe (czasem zwane elementowymi), schodkowe (segmentowe) i wstęgowe (ciągłe). Wśród każdej z tych grup rozróżnia się jeszcze kilka podgrup, co w sumie daje liczbę 18 rodzajów wiórów.

WIÓRY ODPRYSKOWE

Wióry odpryskowe powstają podczas obróbki mało plastycznych materiałów, takich jak żeliwo lub brąz. Są najbardziej korzystnymi wiórami, gdyż przyjmują postać małych kawałeczków lub odprysków, które łatwo i szybko usuwa się z przestrzeni skrawania. Wióry schodkowe są typowe dla stali wysokostopowych, które cechują się wysoką twardością i słabym przewodnictwem cieplnym. Ścinanie materiału odbywa się w gwałtownych mikroskokach, co powoduje powstawanie wióra o kształcie schodków – każdy skok to pojedynczy schodek.

W przypadku płytek skrawających łamacze wiórów są wykonywane na powierzchni natarcia płytki. Są one kształtowane w procesie prasowania płytki i z nią zintegrowane
Wióry schodkowe są nieco większe od odpryskowych, lecz nadal są łatwe do usunięcia. Wióry ciągłe powstają podczas wysokoobrotowej obróbki materiałów o niższej granicy plastyczności, takich jak aluminium, stal lub mosiądz. Na skutek mocnego tarcia o ostrze wiór silnie się zakrzywia, zachowując na powierzchni spływu niemal idealną gładkość i połysk.

ZOBACZ OBRABIARKI W NASZYM SKLEPIE ON-LINE:

WIERTARKI
I FREZARKI
Land Reko LandReko | WIERTARKI I FREZARKI Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

SZLIFIERKI
STOŁOWE I TAŚMOWE
Land Reko LandReko | SZLIFIERKI STOŁOWE I TAŚMOWE Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

OSTRZARKI
I OSTRZAŁKI
Land Reko LandReko | OSTRZARKI I OSTRZAŁKI Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

WIÓRY CIĄGŁE

– w przeciwieństwie do dwóch poprzednich rodzajów, które łatwo usuwa się z rejonu obróbki i łatwo magazynuje – przyjmują często postać wstęg, splątanych zwojów, które oplatają się wokół narzędzi i elementów obrabiarki, co grozi uszkodzeniem maszyny lub okaleczeniem operatora. Trudno je usunąć, a niebezpieczeństwo, jakie niosą, wzrasta w przypadku obróbki automatycznej, prowadzonej bez dozoru. Dlatego konieczne stało się wypracowanie rozwiązań pozwalających na łamanie takich wiórów w trakcie ich powstawania na małe segmenty, które łatwo jest usunąć. Jedną z metod, niestety niedostatecznie skutecznych, jest stosowanie odpowiednich parametrów skrawania przy jednoczesnej odpowiedniej geometrii ostrza noża.

ROLA ŁAMACZY W OBRÓBCE

Nie zawsze jednak udaje się w ten sposób uzyskać wióry odpryskowe lub segmentowe, dlatego też powstały tak zwane łamacze wiór – specjalnie zaprojektowane nakładki na ostrza skrawające, współpracujące z odpowiednio wyprofilowanymi rowkami na krawędziach skrawających i powodujące odpowiednie formowanie i szybkie łamanie się wiórów wstęgowych na małe segmenty. W niektórych klasyfikacjach można spotkać podział łamaczy na te w postaci nakładki oraz w postaci rowka. Nie jest to jednak do końca prawidłowa klasyfikacja, gdyż rowki spełniają nieco inną rolę niż nakładane łamacze wiórów. Poza tym powszechne stało się stosowanie niezwykle skutecznych płytek skrawających, w które łamacze i rowki są wkomponowane już w procesie ich wytwarzania.

W celu wymuszenia pożądanego formowania się wióra podczas toczenia powierzchnie natarcia płytek odpowiednio się kształtuje, wprowadzając różnorodne sfazowania pełniące rolę łamacza wiórów. Wspomniane zaś wcześniej rowki, połączone ze sfazowaniami, mają za zadanie ułatwić zwijanie wiórów, dlatego nazywa się je zwijaczami. Zatem w przypadku płytek skrawających zadaniem łamacza wiórów jest wymuszenie powstawania krótkich odcinków wiórów. Są one łatwe do wyprowadzenia ze strefy obróbki, zaś zadaniem zwijacza jest wpływanie na kształt wiórów tak, by uzyskiwać ich pożądaną formę pozwalającą na szybkie i bezpieczne ich odprowadzanie.

DOMINACJA PŁYTEK SKRAWAJĄCYCH

Wracając do samych płytek skrawających, należy zauważyć ich gwałtownie rosnącą popularność, a właściwie dominację na rynku. Producenci oferują ogromną liczbę rodzajów, wprowadzają coraz to nowe modyfikacje w ich geometrii oraz zwiększają ich wytrzymałość i żywotność. Same płytki wykonuje się najczęściej z węglików trudnotopliwych materiałów, takich jak wolfram czy tytan, które spaja się poprzez zastosowanie osnowy na bazie kobaltu. Są to tak zwane węgliki spiekane o twardości około 70 HRC, pozwalające na skrawanie z prędkościami generującymi temperatury dochodzące do tysiąca stopni. Producenci, chcąc podnieść ich odporność, często pokrywają je warstwami kilkunastu mikrometrów azotku tytanu (TiN), węglika tytanu (Tic) lub powłoką ceramiczną Al2O3, dzięki czemu uzyskują kilkukrotny wzrost odporności na zużycie.

ZOBACZ OBRABIARKI W NASZYM SKLEPIE ON-LINE:

GILOTYNY
DO STALI
Land Reko LandReko | GILOTYNY I NOŻYCE DO STALI Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

ZAGINARKI I GIĘTARKI
DO BLACHY
Land Reko LandReko | ZAGINARKI I GIĘTARKI DO BLACHY Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

WALCARKI I ZWIJARKI
DO BLACHY
Land Reko LandReko | WALCARKI I ZWIJARKI DO BLACHY Kielce Radom Rzeszów Warszawa Lublin

DoForce-Tri firmy Tungaloy

Krawędzie płytki dwustronnej DoForce-Tri firmy Tungaloy mają wklęsły kształt pozwalający na wytwarzanie wiórów o beczkowatej formie, co ułatwia ich zwijanie i ewakuację
Mikrogeometria powierzchni natarcia płytek skrawających (czyli stref łamania i zwijania wióra) nie jest oczywiście dowolna, lecz zależy w głównej mierze od rodzaju obrabianego materiału. Jest inna dla stali, żeliwa, stopów aluminium, stali hartowanych czy stopów żaroodpornych. Łamacze wiórów i zwijacze integruje się z powierzchnią płytki w procesie jej prasowania i za każdym razem są one projektowane dla określonego materiału, jaki będzie poddawany skrawaniu.

Inaczej wyglądają łamacze wiórów stosowane przy obróbce poszczególnych rodzajów stali a inaczej te stosowane przy obróbce żeliwa.  Jeszcze inaczej projektowane są łamacze przeznaczone dla aluminium. Przy projektowaniu łamaczy (i płytek, na które są naprasowywane) bierze się też pod uwagę inne parametry:

  • prędkość,
  • twardość,
  • plastyczność,
  • posuw,
  • głębokość skrawania,
  • termoprzewodnictwo i wiele innych.

Oznacza to, że każdy łamacz wióra przeznaczony jest do działania w bardzo ściśle określonych warunkach. Opisano parametry technologiczne wywierających wpływające na kształt i przekrój otrzymywanego wióra.

OBRÓBKA WYKAŃCZAJĄCA W MATERIAŁACH CIĄGLIWYCH

Dobrym przykładem tak zaawansowanej specjalizacji jest oferta płytek do obróbki wykańczającej w materiałach ciągliwych, stali i stali nierdzewnej. Przy takiej obróbce kontrola wióra musi być ścisła. Wielu producentów wprowadziło swoje własne rozwiązania dedykowane do tych – i tylko tych – zastosowań, które łączy wspólna cecha łamacza wiórów i rowka: powoduje on zwijanie się wiórów blisko płytki lub obrabianego elementu i wymusza ich łamanie się przy jednoczesnej tendencji do obniżenia ilości generowanego ciepła, co przekłada się na zwiększoną trwałość płytki.

Częste są jednak sytuacje, w których potrzebny jest dość uniwersalny łamacz wiórów z uwagi na to, że podczas kopiowego działania parametry skrawania (posuw, prędkość, głębokość), mogą ulegać istotnym zmianom przy każdym powtórzeniu operacji, a wszystko to z powodu zmiennej geometrii kolejno obrabianych po sobie elementów. To duży problem dla łamaczy wiórów dotychczas opisanych, gdyż są one wydajne w bardzo wąskim zakresie parametrów technologicznych i w sytuacji, gdy dochodzi do ich przekroczenia, wydajność łamaczy spada w tempie niemal geometrycznym. Generuje to poważne problemy spowodowane owijaniem się wiórów wokół narzędzia, nierównomiernym zużyciem płytki i przestojami maszyny. Dlatego zastosowanie znajdują tu łamacze uniwersalne, które są wyposażane np. w dodatkowe progi umieszczone po bokach głównego łamacza opóźniające postęp zużycia czy też w szersze zwijacze i kieszenie wiórowe oraz wiele innych rozwiązań, niejednokrotnie opatentowanych.

Źródło artykułu: magazynprzemyslowy.pl

Published by

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

X