Im bardziej złożona geometria części, tym większe znaczenie ma sposób jej wykonania. Wąskie rowki, głębokie otwory, ostre naroża, powierzchnie pod różnymi kątami czy kontury wewnętrzne mogą ograniczyć dostęp narzędzia i wymusić zmianę technologii. Przy wyborze metody trzeba więc analizować materiał, wymagane wymiary, kształt detalu, tolerancje oraz liczbę sztuk. Czasem jedna część wymaga połączenia kilku procesów.
Geometria wyznacza dostęp narzędzia
Frez lub wiertło musi fizycznie dotrzeć do obrabianej powierzchni. Jeżeli detal ma głębokie kieszenie, bardzo wąskie szczeliny albo cechy ukryte za innymi powierzchniami, standardowa obróbka skrawaniem może wymagać kilku zamocowań i różnych narzędzi. Każde kolejne bazowanie wydłuża proces i zwiększa ryzyko błędu położenia między poszczególnymi powierzchniami.
Przy ocenie geometrii technolog analizuje przede wszystkim:
dostęp narzędzia do obrabianego miejsca,
minimalne promienie naroży,
głębokość kieszeni i otworów,
grubość ścianek,
kąty oraz powierzchnie przestrzenne,
wymagane tolerancje i chropowatość.
Już na tym etapie często widać, czy wystarczy frezowanie lub toczenie, czy potrzebna będzie inna technologia.
Frezowanie CNC przy złożonych powierzchniach 3D
Frezowanie CNC sprawdza się przy częściach z kieszeniami, otworami, płaszczyznami i powierzchniami krzywoliniowymi. Obróbka 4- i 5-osiowa pozwala prowadzić narzędzie pod różnymi kątami, dzięki czemu technolog może ograniczyć liczbę zamocowań. Ma to znaczenie przy formach, oprzyrządowaniu, częściach maszyn i detalach o rozbudowanej geometrii przestrzennej.
Ograniczeniem pozostaje jednak średnica frezu i jego długość. Narzędzie o określonym promieniu nie wykona idealnie ostrego naroża wewnętrznego. Bardzo smukły frez może też tracić sztywność przy dużym wysunięciu. Wtedy rośnie ryzyko drgań, pogorszenia jakości powierzchni oraz odchyłek wymiarowych. Konstruktor powinien uwzględnić te zależności już podczas przygotowania modelu części.
Jeżeli detal ma głównie kształt osiowo-symetryczny, technolog zwykle rozważa toczenie. Technolog często wykonuje rowki, stopnie, stożki czy powierzchnie cylindryczne szybciej na tokarce niż na frezarce, a frezowanie uzupełnia wtedy cechy nieobrotowe.
WEDM przy wąskich szczelinach i złożonych konturach
Jeżeli detal powstaje z materiału przewodzącego prąd, rozwiązaniem może być obróbka WEDM. Drut elektrodowy wycina kontur dzięki kontrolowanym wyładowaniom elektrycznym, bez mechanicznego nacisku narzędzia na część. Z tego powodu twardość stali po obróbce cieplnej nie ogranicza procesu w taki sposób jak przy klasycznym skrawaniu.
WEDM nadaje się do wykonywania wąskich szczelin, precyzyjnych profili, wykrojników, matryc i części o trudnym konturze wewnętrznym lub zewnętrznym. Technologia wymaga jednak przeprowadzenia drutu przez obrabiany przekrój. Gdy geometria obejmuje zamknięte wnęki, technolog może rozważyć elektrodrążenie wgłębne, które wykorzystuje elektrodę o kształcie odpowiadającym geometrii wnęki.
Materiał i tolerancje wpływają na decyzję
Ten sam kształt można wykonać różnymi metodami, ale wynik zależy też od materiału. Aluminium, stal konstrukcyjna, stal narzędziowa po hartowaniu czy stopy trudnoobrabialne wymagają innych parametrów i narzędzi. Technolog bierze pod uwagę również tolerancje, stan powierzchni, ilość materiału do usunięcia oraz przewidywaną serię produkcyjną. Inne rozwiązanie może wybrać dla pojedynczego prototypu, a inne dla powtarzalnej serii.
Często korzystne okazuje się połączenie procesów. Frezowanie może nadać części główny kształt, WEDM wykonać precyzyjny kontur, a szlifowanie przygotować powierzchnie wymagające małej chropowatości i ścisłej tolerancji.
Wybór technologii powinien wynikać z całego rysunku części
Skomplikowana geometria nie wskazuje automatycznie jednej metody obróbki. Liczy się wzajemne położenie powierzchni, dostęp narzędzia, materiał, tolerancje i liczba detali. Jeśli szukasz wykonawcy, który może połączyć frezowanie, toczenie, szlifowanie oraz technologie elektroerozyjne, zapoznaj się z ofertą TOOLE. Szeroki zakres obróbki ułatwia zaplanowanie kolejności operacji dla konkretnej części bez podporządkowywania projektu jednej technologii.
