Vademecum narzędzi skrawających

Obróbka skrawaniem, zwana niekiedy obróbką wiórową, to jedna z podstawowych technik stosowanych w produkcji części do maszyn, urządzeń i przedmiotów użytkowych. Żądane kształty, wymiary i właściwości powierzchni nadaje się im poprzez usuwanie wierzchniej warstwy materiału (naddatku obróbkowego) za pomocą narzędzi skrawających.

Narzędzia skrawające – zasada działania

Klinowo ukształtowane ostrze narzędzia skrawającego, naciskające pod odpowiednim kątem obrabiany materiał, usuwa stopniowo kolejne warstwy naddatku, przekształcając je w wióry. Obróbka taka może przyjmować formę frezowania (kształtowania płaszczyzn i powierzchni krzywoliniowych), toczenia (obrabiania powierzchni w postaci brył obrotowych), strugania, dłutowania, gwintowania, przeciągania lub rozwiercania. W zależności od dokładności procesu wyróżnić możemy obróbkę zgrubną, średnio dokładną, dokładną i bardzo dokładną (wykańczającą).

Wśród najważniejszych zalet obróbki skrawaniem warto wymienić przede wszystkim: 

• możliwość uzyskania szerokiego spektrum kształtów przy ograniczonej liczbie używanych narzędzi i oprzyrządowania
• wysoka precyzja obróbki, wyższa niż w przypadku odlewania lub kucia
• uzyskanie wewnętrznych i zewnętrznych kształtów obrabianego przedmiotu niedostępnych innymi technikami
• stosunkowo niewielki koszt wytworzenia produktu w porównaniu do alternatywnych rozwiązań, takich jak: obróbka plastyczna, odlewnictwo czy metalurgia proszków.

Materiały do produkcji narzędzi skrawających

Parametrami decydującymi o jakości ostrzy narzędzi skrawających są przede wszystkim: twardość i wytrzymałość materiałów z jakich są wykonane, odporność na zużycie – zapewniająca odpowiednio długi czas eksploatacji oraz stabilność chemiczna w odniesieniu do materiału obrabianego. 

Wybór materiału z jakiego wykonane jest dane narzędzie skrawające, uzależniony jest od stosowanej techniki obróbki, oczekiwanej dokładności obróbki, rodzaju materiału obrabianego oraz sztywności i mocy obrabiarki. Do produkcji narzędzi najczęściej wykorzystywane są:

• Stale narzędziowe węglowe – z zawartością węgla na poziomie 0,5-1,4% oraz dodatkami (ok. 0,3%) w postaci manganu, krzemu, chromu, niklu lub miedzi. Wytwarza się z nich narzędzia do obróbki ręcznej drewna, papieru, gumy i tworzyw sztucznych.
• Stale narzędziowe stopowe – mają podobne zastosowanie co stale węglowe, jednak cechują je nieco lepsze parametry. Zawartość węgla w przedziale 0,75-2,1% oraz dodatki stopowe w postaci manganu, krzemu, chromu, wanadu i wolframu w ilości ok. 3%.
• Stale szybkotnące HHS – jeden z najbardziej wytrzymałych materiałów narzędziowych, o najwolniejszym tempie zużywania się. Powstają w wyniku specjalistycznej obróbki cieplnej (wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie). Zawierają ok. 1,4% węgla i nawet do 30% dodatków stopowych.
• Węgliki spiekane – podstawowy obecnie, najczęściej wykorzystywany materiał do produkcji narzędzi skrawających. Charakteryzuje się wysoką twardością w szerokim zakresie temperatur, stosunkowo wysoką wytrzymałością (jednak mniejszą niż stale HHS) oraz niską rozszerzalnością cieplną. Zachowuje swoje właściwości do temperatury ok. 900ºC.
• Spieki ceramiczne – ceramika tlenkowa, oparta na tlenku glinu (III) lub azotku krzemu, z dodatkami tlenków cyrkonu, magnezu i tytanu. Cechuje się wysoką twardością i wyższą odpornością na temperatury niż węgliki spiekane oraz dwu- trzykrotnie większą możliwą prędkością skrawania. Mają jednak mniejszą wytrzymałość i udarność (odporność na pękanie przy obciążeniu dynamicznym). Stosowane do obróbki żeliwa, stopów żarowytrzymałych i stali utwardzonej.
• Materiały supertwarde – zaliczają się do nich diament oraz azotek boru. Do produkcji narzędzi skrawających wykorzystuje się odmianę azotku boru o nazwie borazon lub elbor (cBN). Ma on twardość na poziomie 90-95% twardości diamentu, ale jednocześnie dużo większą odporność na wysokie temperatury i substancje chemiczne. Zachowuje twardość do temperatury ok. 1500°C. Jego główną wadą jest cena, ok. 30% wyższa od ceny diamentu i nawet 10-krotnie wyższa od ceny węglików spiekanych. Zastosowanie narzędzi z azotku boru to m.in. obróbka stali hartowanych, żeliw białych i szarych oraz stopów żaroodpornych bazujących na niklu i kobalcie.

Rodzaje narzędzi skrawających

Właściwy dobór narzędzi, uwzględniający specyfikę materiału, rodzaj obróbki oraz parametry skrawania pozwala uzyskać nawet najbardziej skomplikowane kształty z zachowaniem bardzo wysokiej precyzji. Narzędzia skrawające można podzielić ze względu na sposób obróbki, rodzaj obróbki, sposób kształtowania, napęd oraz zastosowanie.

Noże tokarskie – podstawowe narzędzia, stosowane we wszelkiego typu tokarkach do toczenia zewnętrznego i wewnętrznego, przecinania, wcinania, rowkowania i gwintowania. Umożliwiają precyzyjną i szybką obróbkę powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych w celu uzyskania pożądanego kształtu. Ich ostrza wykonane są zazwyczaj z węglika spiekanego lub stali szybkotnącej HHS.
Frezy – wieloostrzowe narzędzie skrawające o ruchu obrotowym, używane we frezarkach. Stosowane do zgrubnej lub średniodokładnej obróbki powierzchni płaskich i kształtowych przedmiotów metalowych, drewnianych i z tworzyw sztucznych. Wyróżniamy frezy czołowe pracujące powierzchnią prostopadłą do swej osi obrotu (końcówką), frezy boczne (walcowe) - pracujące powierzchnią równoległą do osi obrotu z ostrzami na obwodzie frezu oraz frezy czołowo-boczne (czołowo-walcowe) - mogące pracować obiema powierzchniami.
Gwintowniki i narzynki – wieloostrzowe narzędzia ręczne lub mechaniczne, przeznaczone do nacinania gwintów zewnętrznych (gwintowniki) lub wewnętrznych (narzynki). Przy doborze narzędzia oprócz średnicy gwintu (metryczny lub calowy) ważną cechą jest jego skok, czyli odległość pomiędzy zwojami
Narzędzia do wykonywania otworów – kategoria ta obejmuje m.in. wiertła, nawiertaki (do wykonywania nawierceń wstępnych), rozwiertaki (do dokładnej obróbki otworów o kształcie stożkowatym lub walcowatym) i pogłębiacze (do poszerzania otworu lub zmiany jego kształtu). Mają one różne średnice i długość całkowitą. Można nimi wiercić w takich materiałach jak: stal, również nierdzewna i hartowana, drewno, marmur, beton, kamień, glazura, ceramika, gres, dachówka, szkło i kryształ.

W ofercie firmy ART-MET znajdą Państwo szeroki wybór starannie wyselekcjonowanych narzędzi skrawających, zarówno uniwersalnych, jak i o specjalnym przeznaczeniu. Są to m.in. płytki wieloostrzowe, frezy węglikowe, wiertła, gwintowniki i noże tokarskie oraz oprzyrządowanie technologiczne. W trosce o zadowolenie naszych Klientów oferujemy wyroby renomowanych producentów krajowych i zagranicznych, takich jak: Sandvik coromant, Pafana, Mitsubishi, Vargus, Tungaloy, Baildonit, Dolfamex, Wiertła Baildom i wielu innych. Wykwalifikowany personel chętnie doradzi, odpowie na pytania i pomoże dobrać narzędzia najbardziej zaspokajające Państwa potrzeby.