Rodzaje przemysłowej obróbki mechanicznej

Metal jest znakomitym materiałem, z którego można wykonywać różnego rodzaju trwałe i odporne elementy. Różne stopy żelaza w postaci stali, aluminium czy innych metali nieżelaznych jak np. miedź, są wykorzystywane do produkcji części maszyn, różnych konstrukcji, urządzeń oraz przedmiotów codziennego użytku. Jedną z większych zalet metalu jest to, że stosunkowo łatwo poddawać go obróbce mechanicznej lub termicznej. Dzięki temu łatwo nadawać mu dowolny kształt, a także dodatkowo zwiększać jego wytrzymałość lub inne parametry użytkowe. Sprawdźmy, jakie są najczęściej stosowane metody obróbki mechanicznej i co można za ich pomocą uzyskać.

Obróbka ubytkowa

Obróbka ubytkowa jest jedną z najpopularniejszych metod kształtowania metalu. Polega ona na usuwaniu zbędnego materiału, tzw. naddatku. Dzięki tego rodzaju procesom, o podobnym charakterze jak w przypadku rzeźbienia w drewnie lub kamieniu, z przygotowanego wcześniej kawałka metalu można uzyskać przedmiot o określonych wcześniej wymiarach. Najważniejszymi rodzajami obróbki ubytkowej jest skrawanie oraz szlifowanie.

Obróbka skrawaniem polega na wykorzystaniu specjalnych urządzeń do pozbywania się naddatku w określony sposób. Wyróżniamy toczenie, podczas którego metal jest obracany wokół osi, a specjalny nóż oddziela fragmenty metalu w postaci wiórów w ściśle określonych miejscach. Istnieje również frezowanie, w ramach którego specjalnie ukształtowane ostrze usuwa warstwę metalu, pozostawiając powierzchnię o zaplanowanym kształcie. Stosowane jest też często wiercenie, przy pomocy którego uzyskuje się okrągłe otwory o potrzebnej średnicy i głębokości.

Do wykańczania powierzchni używa się szlifowania, które jest prowadzone przy wykorzystaniu materiału ściernego o różnej charakterystyce. Celem tego procesu jest uzyskanie powierzchni o zaplanowanej gładkości.

Obróbka plastyczna

Obróbka plastyczna polega na zmianie wymiarów elementów metalowych, za sprawą podziału ich na mniejsze fragmenty lub kształtowaniu za pomocą odpowiednio wybranego nacisku. Wśród tego rodzaju procesów wyróżniamy np. różne rodzaje cięcia, a także gięcie i kucie. W ramach gięcia metal w postaci blach jest najczęściej zaginany na specjalnych prasach. W przypadku kucia chodzi o wywarcie nacisku, który powoduje trwałe odkształcenie i nadanie oczekiwanego kształtu obrabianemu elementowi.

Obróbka mechaniczna przez ściskanie i walcowanie

Kolejnym ważnym typem obróbki mechanicznej jest walcowanie, czyli kształtowanie metalu przez jego przeciąganie między obracającymi się walcami. Proces ten może odbywać się na gorąco lub na zimno, w zależności od tego, czy materiał poddawany walcowaniu został wcześniej nagrzany do odpowiedniej temperatury. Walcowanie pozwala uzyskać bardzo precyzyjne profile o wymaganych wymiarach, a przy tym zwiększa gęstość i wytrzymałość metalu poprzez zmianę jego struktury wewnętrznej. Jest to technika chętnie stosowana do produkcji blach, taśm, prętów czy kształtowników, które następnie wykorzystywane są w dalszych etapach produkcji przemysłowej.

Walcowanie zaliczane jest do obróbki plastycznej, jednak ze względu na swoją skalę przemysłową oraz złożoność technologiczną, często stanowi osobną kategorię. Metoda ta wymaga stosowania specjalistycznych maszyn – walcarek – i odpowiednich układów sterowania procesem. Walcowanie umożliwia uzyskanie bardzo dużej powtarzalności oraz wysokiej jakości powierzchni, co jest istotne w przypadku elementów wykorzystywanych w branży motoryzacyjnej, budownictwie czy energetyce.

Nowoczesne techniki obróbki z wykorzystaniem CNC

Współczesna obróbka mechaniczna coraz częściej wykorzystuje technologie numeryczne, określane jako CNC (Computerized Numerical Control). Dzięki sterowaniu komputerowemu możliwe jest wykonanie bardzo precyzyjnych i powtarzalnych operacji skrawania, wiercenia, frezowania czy toczenia bez udziału operatora w trakcie pracy maszyny. CNC umożliwia także znaczne przyspieszenie procesu produkcji oraz eliminację błędów wynikających z czynnika ludzkiego.

Maszyny CNC są szczególnie przydatne w produkcji seryjnej oraz przy wykonywaniu skomplikowanych geometrii wymagających dużej dokładności. Programowanie obrabiarek numerycznych pozwala na zautomatyzowanie całego cyklu technologicznego, od pobrania surowca, przez jego obróbkę, aż po końcowe pomiary kontrolne. Dzięki temu możliwe jest nie tylko zwiększenie efektywności zakładów produkcyjnych, ale także uzyskanie komponentów spełniających rygorystyczne normy jakościowe obowiązujące m.in. w lotnictwie, przemyśle medycznym czy precyzyjnej mechanice.