Obróbka skrawaniem to jedna z najpopularniejszych metod wytwarzania części metalowych. Polega ona na usuwaniu materiału z obrabianego przedmiotu przy pomocy narzędzia skrawającego. Optymalizacja wspomnianego procesu opiera się o znalezienie takich parametrów obróbki, które zapewnią wymaganą jakość i wydajność przy możliwie jak najniższych kosztach.
Cele optymalizacji procesu obróbki skrawaniem
Celem optymalizacji procesu obróbki skrawaniem jest:
- Poprawa wydajności, czyli skrócenie czasu obróbki i zwiększenie liczby produkowanych części.
- Poprawa jakości, przez którą rozumie się uzyskanie wymaganych wymiarów, kształtu oraz właściwości powierzchni obrabianych części.
- Zmniejszenie kosztów, czyli redukcję zużycia narzędzi skrawających, energii i innych zasobów.
Czynniki wpływające na optymalizację procesu obróbki skrawaniem
Chcąc zoptymalizować proces, jakim jest obróbka skrawaniem, pod uwagę należy wziąć następujące czynniki:
- Właściwości obrabianego materiału, takie jak twardość, wytrzymałość na rozciąganie, gęstość czy przewodność cieplna.
- Geometria narzędzia skrawającego — kształt ostrza, kąty natarcia oraz materiał wykonania.
- Warunki obróbki typu prędkość i głębokość skrawania czy posuw.
Metody optymalizacji procesu obróbki skrawaniem
Do optymalizacji procesu obróbki skrawaniem wykorzystuje się metody:
- Doświadczalne, które polegają na przeprowadzaniu różnego rodzaju testów i pomiarów.
- Analityczne, czyli takie, które wykorzystują modele matematyczne do obliczania parametrów obróbki.
- Symulacyjne, w których wykorzystuje się oprogramowanie komputerowe w celu symulacji procesów obróbki.
Metody doświadczalne
Metody doświadczalne to najprostszy sposób optymalizacji procesu obróbki skrawaniem. Opierają się one o wykonywanie testów oraz pomiarów poszczególnych parametrów obróbki, w celu znalezienia takich, które zagwarantują należytą jakość oraz wydajność. Metody te są jednak czasochłonne i wymagają dużej ilości materiału.
Metody analityczne
Metody analityczne to takie, które wykorzystują modele matematyczne do obliczania parametrów obróbki. Uwzględniają one właściwości obrabianego materiału, geometrię narzędzia skrawającego oraz warunki obróbki. Są one dokładniejsze od metod doświadczalnych, lecz wymagają znajomości zasad fizyki i mechaniki.
Metody symulacyjne
Metody symulacyjne opierają się o wykorzystywanie oprogramowania komputerowego w celu symulacji procesów obróbki. Uwzględnia ono zarówno właściwości obrabianego materiału, jak i geometrię narzędzia skrawającego oraz warunki obróbki. Metody te są najdokładniejsze, a co więcej — pozwalają na szybkie i łatwe testowanie poszczególnych parametrów obróbki.
Nowe technologie w optymalizacji procesu obróbki skrawaniem
W ostatnich latach udało się opracować szereg nowych technologii, które znacząco zwiększają wydajność oraz jakość procesu obroki skrawaniem. Są nimi:
- Techniki obróbki hybrydowej — to takie, które łączą ze sobą dwie lub więcej tradycyjnych metod obróbki skrawaniem. Przykładem jest obróbka skrawaniem z laserowym wspomaganiem stanowiąca połączenie obróbki skrawaniem oraz obróbki laserowej.
- Techniki obróbki z użyciem narzędzi skrawających o geometrii zmiennej — pozwalają one dostosować geometrię narzędzia do wymagań procesu obróbki.
- Techniki obróbki z wykorzystaniem układów chłodzenia o zmiennym strumieniu — dzięki nim możliwe staje się dostosowanie strumienia chłodziwa do wymagań procesu obróbki.
Na zlecenie Metikam Sp. z o.o.
