TOKARKI CNC: PRZEWODNIK WSTĘPNY

Co to jest skrawalność?

Skrawalność jest szerokim terminem obejmującym względną łatwość obróbki lub satysfakcję z cięcia materiału ostrymi narzędziami podczas różnych operacji. Generalnie oznacza to prędkość, z jaką można ciąć metal, ale obejmuje również takie czynniki, jak dobre wykończenie i długa żywotność narzędzia. Najbardziej obrabialny metal to taki, który pozwoli na najszybsze usunięcie największej ilości materiału na szlif (bez zmiany kształtu narzędzia) z zadowalającym wykończeniem. Skrawalność obejmuje trwałość narzędzia, wydajność narzędzia, prędkości obrabiarki, posuw i głębokość skrawania, charakter i konstrukcję narzędzi skrawających, płyn skrawający, a także jakość, skład, twardość i mikrostrukturę ciętego metalu.

Różne czynniki wpływające na skrawalność można sklasyfikować w następujący sposób:

• Materiał cięty
• Użyte narzędzie tnące 
• Płyn do cięcia 
• Maszyna operacyjna

Właściwości materiału, które wpływają na skrawalność:

Najlepsza skrawalność jest osiągany w materiałach, jeśli:

a) niezbyt wysoka ciągliwość

b) brak utwardzania przy dużych odkształceniach

c) niezbyt ścierne

Nie jest łatwo określić skrawalność materiałów za pomocą zwykłych właściwości mechanicznych. Ale w przypadku niektórych materiałów można znaleźć pewne trendy.

Skład chemiczny: Skład chemiczny metalu jest głównym czynnikiem określającym jego skrawalność. Jednak efekty kompozycji nie zawsze są jasne, ponieważ pierwiastki tworzące metal stopowy działają zarówno osobno, jak i zbiorowo. Można dokonać pewnych uogólnień dotyczących składu chemicznego stali w odniesieniu do skrawalności, ale stopy nieżelazne są zbyt liczne i zróżnicowane, aby pozwolić na takie uogólnienia. Istnieją pewne rodzaje stali (stale automatowe), które są specjalnie stopowe, aby zapewnić dobrą skrawalność.

Mikrostruktura: Metale, których mikrostruktury są podobne, mają podobne właściwości obróbcze. Jednak nawet niewielkie różnice w mikrostrukturze mogą wpływać na skrawalność. Wielkość ziarna odgrywa ważną rolę; określa granicę plastyczności, plastyczność i jakość powierzchni. W celu optymalizacji mikrostruktury w celu uzyskania najlepszej obrabialności można zastosować obróbkę cieplną.

Produkcja: Niezależnie od tego, czy metal był walcowany na gorąco, walcowany na zimno, ciągniony na zimno, odlewany czy kuty, wpłynie to na jego wielkość ziarna, plastyczność, wytrzymałość, twardość, strukturę - a tym samym - na skrawalność.

Twardość Ogólnie rzecz biorąc, twardość materiałów i granica plastyczności są ze sobą powiązane. Jeśli twardość i granica plastyczności są wysokie, skrawalność jest niska z powodu zmniejszenia trwałości narzędzia. Ale to nie zawsze jest prawdą; w przypadku stali, jeśli zawartość węgla jest zmniejszona, materiał staje się bardziej plastyczny, a skrawalność jest zmniejszona, ponieważ wiór powoduje tępienie (mniej ostrego) narzędzia, co zmniejsza jego żywotność. Z drugiej strony, jeśli zawartość węgla jest zbyt wysoka, materiał staje się zbyt twardy, a także obniża żywotność narzędzia. Podsumowując, musimy powiedzieć, że musimy szukać zoptymalizowanych wartości ciągliwości i twardości dla dobrej skrawalności. W przypadku żeliwa twardość jest rozsądnym wskaźnikiem skrawalności. Mają bardzo dobrą skrawalność, ponieważ zawierają grafit, który zmniejsza tarcie. Produkowane są bardzo krótkie wióry. Jeśli w mikrostrukturze znajdują się twarde węgliki, mogą wystąpić problemy ze zużyciem.

Wydajność i wytrzymałość na rozciąganie: Materiał o dużej wytrzymałości wymaga dużej siły, aby zainicjować tworzenie się wiórów podczas operacji skrawania. Materiały o stosunkowo wysokiej wytrzymałości będą trudniejsze w obróbce i zmniejszą trwałość narzędzia.

Moduł sprężystości: W obróbce skrawaniem preferowane są wartości wysokiego modułu sprężystości. Jeśli materiał jest sztywny, odkształcenie elastyczne podczas cięcia będzie niewielkie i zostanie osiągnięta wysoka dokładność wymiarowa.

Przewodność cieplna: Metale, które wykazują niskie przewodnictwo cieplne, nie rozpraszają swobodnie ciepła, dlatego podczas obróbki tych materiałów narzędzie skrawające i przedmiot obrabiany bardzo się nagrzewają. To nadmierne ciepło przyspiesza zużycie krawędzi skrawającej i zmniejsza trwałość narzędzia, a tym samym skrawalność. Materiały o wysokiej przewodności cieplnej mają lepszą skrawalność.

Rozszerzalność cieplna: Z punktu widzenia ogólnej praktyki obróbki, materiały o dużych współczynnikach rozszerzalności cieplnej sprawią, że precyzyjna obróbka z wąskimi tolerancjami wymiarowymi będzie niezwykle trudna, ponieważ niewielki wzrost temperatury przedmiotu obrabianego spowoduje zmiany wymiarów. Materiały o niskiej rozszerzalności cieplnej mają lepszą skrawalność.