Obróbka skrawaniem, jak sama nazwa wskazuje, polega na
usuwaniu powierzchniowej warstwy metalu. Dzieje się to za pomocą niezwykle wytrzymałych noży o różnych kształtach geometrycznych. Narzędzie skrawające
może zawierać jeden lub więcej noży.
Obróbka skrawaniem
Toczenie, frezowanie, wiercenie, struganie, dłutowanie, a
także cięcie metali – to wszystko są
procesy należące do grupy procesów obróbki skrawaniem. Skuteczność i
ekonomiczna wydajność zależy od wytrzymałości ostrzy. Ta z kolei spada w
związku z ujemnymi skutkami wywoływanymi przez rozgrzewanie się ostrza.
Skrawaniu towarzyszy ogromne tarcie. Powstała w ten sposób
temperatura jest w największej mierze pochłaniana przez wióry. Około kilkunastu
procent tej energii pochłania ostrze noży, a kilka procent materiał podlegający
obróbce. Niektóre bardzo wytrzymałe metale, takie jak tytan, są nie tylko
odporne na gięcie, ściskanie i rozciąganie, ale także w mniejszym stopniu
przewodzą ciepło. Podczas obróbki stopów tytanu jeszcze więcej energii
pochłaniają noże, co prowadzi do ich szybszego zużywania się.
Podstawową trudnością w obróbce skrawaniem jest więc
rozgrzewanie się narzędzi tnących, co skutkuje ich tępieniem, a nieraz
pękaniem. Aby temu przeciwdziałać, narzędzia skrawającego chłodzi się za pomocą
cieczy i gazów obróbczych.
Do chłodzenia noży stosuje się oleje obróbcze, emulsje do
obróbki metali, mikro emulsje, ciecze syntetyczne, pasty obróbcze oraz gazy.
Stosuje się także sole i różnego rodzaju związki organiczne. Rozwija się także
technologie chłodzenia kriogenicznego oraz chłodzenia pod wysokim ciśnieniem.
Doskonali się też technologie wytwarzania narzędzi.
Najlepsze ostrza wykorzystywane do obróbki skrawaniem tworzone są z kilku
warstw metali. Warstwy wewnętrzne zapobiegają pochłanianiu energii cieplnej,
natomiast warstwy zewnętrzne nadają wytrzymałość. Aby zwiększyć wytrzymałość
warstw powierzchniowych, stosuje się implantację warstwą jonów.
Podsumowując, obróbka skrawaniem jako technologia boryka się z jednym, podstawowym problemem –
temperaturą odpowiadającą za niszczenie się narzędzi. Przeciwdziała się temu
poprzez doskonalenie technologii chłodzenia narzędzi oraz poprzez tworzenie
narzędzi z kilku warstw materiałów o różnych właściwościach. Innym rodzajem
obróbki powierzchniowej metali jest obróbka ścierna, czyli szlifowanie,
gładzenie, polerowanie. Tu wykorzystuje się tarcze ścierne i diamentowe, szczotki stalowe, tarcze szlifierskie,
z którymi wiążą się specyficzne dla nich problemy. O tym może już jednak
opowiemy innym razem.
Komentarze