Na czym polega obróbka otworów?

Przygotowanie elementów wykonanych z metali wymaga ich dokładnej obróbki, nadającej odpowiednią formę, a czasami poprawiającej też wytrzymałość materiału, z jakiego zostały zrobione. Do wytworzenia metalowych detali stosuje się rozmaite metody obróbki ubytkowej, w zależności od oczekiwanego efektu. Przy uzyskiwaniu części, które mają być wyprodukowane ze szczególnie dużą precyzją, korzysta się zwykle z różnych sposobów skrawania metalu – m.in. toczenia, frezowania lub wiercenia. Każda z najpopularniejszych metod obróbki wiórowej ma swoją specyfikę – przy pomocy odpowiednich narzędzi do obróbki metalu oraz toczenia można uzyskiwać kształty wszelkich brył obrotowych, frezowanie pozwala na nadanie różnym powierzchniom niemal dowolnego profilu, co bywa przydatne np. przy wykonywaniu korpusów maszyn czy elementów o bardziej skomplikowanych kształtach. Przyjrzyjmy się bliżej metodom obróbki wiórowej i zobaczmy, na czym polega obróbka otworów.

Specyfika obróbki wiórowej

Obróbka wiórowa to metoda uzyskiwania określonego kształtu elementu, za sprawą usuwania z materiału stanowiącego półfabrykat kolejnych warstw naddatku. Jest to możliwe dzięki używaniu narzędzia o wyższej twardości, które wywiera nacisk mechaniczny. Jest on powodowany ruchem samego narzędzia albo obrabianego materiału. Narzędzie odspaja wióry, których forma jest uzależniony od kształtu jego powierzchni tnących oraz sposobu, w jaki się ono i materiał wzajemnie przemieszczają.

Precyzja pracy i jakość uzyskanych w wyniku obróbki skrawającej powierzchni zależy od kilku elementów. Liczy się charakterystyka obrabianego materiału, rodzaj użytego narzędzia, w tym geometria jego ostrzy, ich twardość, standard wykonania. Znaczenie ma także typ uchwytu, w którym mocuje się przyrząd służący do odspajania wióra, sztywność konstrukcji całego urządzenia, a także szybkość posuwu narzędzia oraz prędkość obrotów, jakie wykonuje ono albo obrabiany przedmiot.

Narzędzia używane do obróbki wiórowej mogą być wykonywane w różnych konfiguracjach oraz z rozmaitych materiałów. Surowce, z których są wykonane, powinny odznaczać się dużą twardością, możliwie małą rozszerzalnością cieplną, wytrzymałością na ścieranie, obciążenia zmęczeniowe oraz udary. Wśród najczęściej używanych surowców znajdują się stale narzędziowe oraz szybkotnące, a także węgliki spiekane, cermetale będące połączeniem elementów ceramicznych i stanowiących bazę narzędzia metali, a także spieków ceramicznych i materiałów super twardych, takich jak azotek boru lub diament.

Wśród narzędzi do wykonywania otworów można spotkać kilka różnych konstrukcji. Stosunkowo najprostszymi są wiertła monolityczne, które są w całości wykonane z jednego materiału, np. węglika spiekanego lub stali szybkotnącej. Bardzo często używane są też bardziej złożone wiertła łączone, w których trwale połączono ze sobą część służącą do mocowania oraz część roboczą wykonaną z materiału o lepszych parametrach. Narzędziami wykonanymi z różnych materiałów są też wiertła składane. W ich przypadku płytki stanowiące ostrza są mocowane w korpusie i mogą być łatwo wymienione w razie potrzeby, co wydłuża czas używania wiertła. Na analogicznej zasadzie działają wiertła modułowe, jednak w tym przypadku mamy do czynienia z wymianą całej głowicy, co jest szybsze i wygodniejsze.

Wiercenie otworów

Obróbka otworów jest jednym z częściej wykonywanych procesów technologicznych, ze względu na to, że są one obecne w większości wytwarzanych przedmiotów. Otwory służą zwykle jako przestrzenie montażowe pozwalające na łączenie części elementami złącznymi, są wykorzystywane jako korpusy, w których osadza się inne podzespoły, np. łożyska, stanowią także przestrzeń do montowania części ruchomych, a w wielu przypadkach używa się ich jako kanałów do przepływu cieczy, np. smaru czy chłodziwa.

Ze względu na rodzaj otworu i jego geometrię można wyróżnić kilka różnych operacji związanych z tego rodzaju obróbką. Najczęściej spotykane jest wiercenie, podczas którego w materiale wykonuje się otwór o wybranych parametrach. Ten typ obróbki zwykle nie pozwala na uzyskanie dużej dokładności. Innym procesem jest powiercanie, którego celem jest zwiększenie średnicy wywierconego wcześniej otworu. Stosuje się je zwłaszcza w sytuacji, w której nie ma możliwości uzyskania otworu o wybranych parametrach za pomocą wiercenia, czy to ze względu na dużą średnicę i związane z nią problemy z odprowadzaniem wióra, czy też na ilość powstającego ciepła.

Wykonanie otworów często wymaga przeprowadzenia operacji pogłębiania. Jest ona konieczna np. wówczas, gdy otwór w różnych swoich częściach ma mieć inną średnicę. Wstępem do wielu innych procesów technologicznych związanych z wierceniem jest nawiercanie, które polega na wykonaniu otworu o niewielkich rozmiarach, który ma ułatwić wiercenie lub toczenie.

Obróbką, która pozwala na wykończenie wykonanych wcześniej otworów, jest operacja rozwiercania. Daje ona możliwość uzyskania założonej dokładności wymiarowej oraz odpowiedniej chropowatości powierzchni.

Podczas wszystkich procesów związanych z obróbką ubytkową jednym z najważniejszych celów, który ma zostać osiągnięty, jest wykonanie detalu z wymaganą przez jego konstruktora dokładnością. Obejmuje to zarówno wymiary obrabianego przedmiotu, jak i poziom wykończenia powierzchni. Poszczególne klasy dokładności można osiągnąć dzięki rozmaitym etapom obróbki zgrubnej, kształtującej czy wykańczającej. Wymagana tolerancja wymiarowa musi mieścić się w jednym z 18 przewidzianych zakresów od IT1 do IT18, w zależności od oczekiwań. Zakres IT18–12 oznacza tolerancję zgrubną, IT11–6 to dokładność wymagana przy pasowaniach w różnych konstrukcjach, zaś poniżej IT5 mamy do czynienia z tolerancjami wymaganymi przy urządzeniach pomiarowych.

Klasa chropowatości obejmuje 14 poziomów, wspólnych dla parametru Ra (wartości uśrednione) i Rz (odchylenia).

Przy pomocy różnych metod wykonywania otworów można uzyskać różne parametry chropowatości i dokładności. W przypadku wiercenia będzie to zwykle IT10–14 i Ra 20–5, co oznacza klasę chropowatości od 3 do 5. Podczas rozwiercania można uzyskać wyniki na poziomie od IT9–11 aż do IT6–9, oraz od Ra 2,5–5 μm aż do poniżej 2,5 μm, co oznacza klasę chropowatości od 5 do 6.

Dane kontaktowe
CNC Art Marek Fiołka
ul. Mickiewicza 18, Racibórz 47-400, Polska
biuro@cncart.pl, +48 32 415 00 77, +48 32 797 11 76

Moduł - zakładki FB,Twitter etc

©2020 CNC Art Marek Fiołka. All Rights Reserved. Made with love by MIDNIGHT DESIGN STUDIO.