Jakie narzędzia są potrzebne do obróbki skrawaniem metali?

Wyposażenie stanowiska do obróbki skrawaniem zależy przede wszystkim od rodzaju obrabiarki, wykonywanych operacji oraz materiałów, z których powstają detale. Zakład wykorzystujący głównie centrum frezarskie będzie potrzebował innego zestawu narzędzi niż firma pracująca przede wszystkim na tokarkach. Inne wymagania będzie miał także warsztat wykonujący pojedyncze elementy, a inne przedsiębiorstwo prowadzące produkcję seryjną.

Można jednak wskazać kilka podstawowych grup narzędzi, które znajdują zastosowanie w większości procesów związanych z profesjonalną obróbką metali. Obróbka skrawaniem polega na kontrolowanym usuwaniu nadmiaru materiału za pomocą odpowiednio ukształtowanej krawędzi skrawającej. Do najczęściej stosowanych procesów należą frezowanie, toczenie, wiercenie, rozwiercanie oraz gwintowanie.

W AG-Tools dostępne są narzędzia do skrawania metali przeznaczone zarówno do zakładów produkcyjnych, jak i warsztatów wykorzystujących obrabiarki konwencjonalne oraz CNC. 

Podstawowe narzędzia do obróbki skrawaniem

Rodzaj potrzebnego narzędzia wynika bezpośrednio z wykonywanej operacji. Niektóre elementy mogą wymagać tylko frezowania, natomiast bardziej skomplikowany detal może być kolejno frezowany, wiercony, rozwiercany i gwintowany.

W praktyce same narzędzia skrawające są tylko częścią całego systemu. O jakości pracy decydują również obrabiarka, mocowanie detalu, oprawka, parametry skrawania oraz właściwe dopasowanie narzędzia do materiału.

Frezy – podstawowe narzędzia frezarki

Frezarka wymaga przede wszystkim odpowiednio dobranych frezów. W zależności od wykonywanej operacji mogą to być frezy walcowo-czołowe, kuliste, promieniowe, zgrubne, do wykonywania rowków, fazowania oraz narzędzia składane wykorzystujące wymienne płytki. Przy wyborze frezu należy zwrócić uwagę nie tylko na jego średnicę. Znaczenie mają również długość części roboczej, liczba ostrzy, geometria, materiał wykonania oraz zastosowana powłoka.

Do profesjonalnej pracy na obrabiarkach CNC bardzo często stosuje się frezy pełnowęglikowe VHM. Ich wysoka sztywność pozwala wykorzystywać duże parametry skrawania, szczególnie gdy maszyna, oprawka i mocowanie detalu zapewniają stabilne warunki pracy. Nie ma jednak jednego frezu odpowiedniego do każdego materiału. Innej geometrii może wymagać stal, a innej aluminium.

Zobacz frezy i narzędzia do frezowania. 

Noże tokarskie i płytki skrawające

Tokarka wymaga narzędzi odpowiednich do konkretnej operacji. Inne konstrukcje wykorzystuje się do toczenia zewnętrznego, inne do obróbki wewnętrznej, przecinania, rowkowania czy wykonywania gwintów. W produkcji przemysłowej bardzo popularne są narzędzia składane wyposażone w wymienne płytki wieloostrzowe. Po zużyciu krawędzi skrawającej nie trzeba wymieniać całego noża – wystarczy obrócić płytkę lub zastąpić ją nową.

Dobór płytki nie powinien jednak ograniczać się do sprawdzenia jej wymiarów. Znaczenie mają również geometria, promień naroża, gatunek materiału płytki, powłoka oraz grupa materiałowa, do której została zaprojektowana.

Zobacz narzędzia tokarskie oraz płytki do toczenia 

Wiertła do obróbki metalu

Do wykonywania otworów można wykorzystać wiele konstrukcji wierteł. Klasyczne wiertła HSS dobrze sprawdzają się w typowych zastosowaniach warsztatowych. Narzędzia HSS-Co zapewniają większą odporność na temperaturę, natomiast wiertła VHM pozwalają osiągać wysoką wydajność w stabilnych warunkach obróbki CNC. Przy większych średnicach stosowane są również wiertła składane wyposażone w wymienne płytki.

Wybierając wiertło, trzeba uwzględnić materiał detalu, średnicę i głębokość otworu, możliwości maszyny oraz sposób odprowadzania wiórów. Szczególnie przy głębokich otworach skuteczne usuwanie materiału ze strefy skrawania ma duży wpływ na trwałość narzędzia.Zobacz narzędzia do otworów. 

Jeżeli obrabiasz przede wszystkim stal, pomocny będzie także poradnik „Narzędzia skrawające do stali – jak dobrać odpowiedni frez, wiertło i płytkę?”

Rozwiertaki, nawiertaki i pogłębiacze

Samo wiertło nie zawsze pozwala uzyskać otwór o wymaganej dokładności oraz jakości powierzchni. Dlatego w profesjonalnej obróbce stosuje się również narzędzia uzupełniające. Nawiertak służy przede wszystkim do przygotowania miejsca rozpoczęcia wiercenia i pomaga prawidłowo ustalić położenie otworu. Rozwiertak umożliwia dokładne wykończenie istniejącego otworu i uzyskanie bardziej precyzyjnej średnicy. Pogłębiacze stosowane są natomiast między innymi do wykonywania gniazd pod łby śrub oraz przygotowywania faz.

W przypadku bardzo dokładnych otworów wykorzystywane mogą być również wytaczadła. Pokazuje to, że profesjonalne wykonywanie otworów często składa się z kilku następujących po sobie operacji, a samo wiercenie jest jedynie pierwszym etapem procesu.

Na blogu AG-Tools znajdują się już oddzielne poradniki dotyczące rozwiertaków, nawiertaków, pogłębiaczy i wytaczadeł. AG-Tools Profesjonalne narzędzia

Gwintowniki i narzędzia do wykonywania gwintów

Do wykonywania gwintów wewnętrznych najczęściej wykorzystuje się gwintowniki ręczne lub maszynowe. W profesjonalnej produkcji szczególnie istotne jest dopasowanie konstrukcji narzędzia do materiału oraz rodzaju wykonywanego otworu. Inne wymagania występują przy otworze przelotowym, a inne przy otworze nieprzelotowym. Znaczenie ma przede wszystkim właściwe kierowanie powstających wiórów.

Na centrach CNC alternatywą dla klasycznego gwintownika może być frezowanie gwintu. W przypadku tokarek gwinty mogą być natomiast wykonywane za pomocą odpowiednio dobranych noży oraz płytek skrawających.

Zobacz gwintowniki i narzędzia do gwintowania.

Oprawki i system mocowania

Nawet wysokiej jakości frez lub wiertło nie wykorzysta swoich możliwości bez odpowiedniego mocowania. Bicie promieniowe, niedostateczna sztywność albo niepotrzebnie duże wysunięcie narzędzia z oprawki mogą skracać trwałość krawędzi skrawających, powodować drgania oraz pogarszać jakość obrabianej powierzchni. Dlatego wyposażenie obrabiarki obejmuje również oprawki BT i SK, tulejki zaciskowe ER, trzpienie, uchwyty wiertarskie oraz pozostałe elementy systemu mocowania.

Zobacz oprzyrządowanie maszyn. 

Jak materiał wpływa na wybór narzędzia?

Ta sama operacja wykonywana w dwóch różnych materiałach może wymagać zupełnie innych narzędzi. Przy obróbce stali istotne są między innymi trwałość krawędzi, właściwa powłoka oraz odporność na temperaturę. Aluminium jest materiałem bardziej plastycznym i może przyklejać się do ostrza, dlatego duże znaczenie mają ostre krawędzie oraz odpowiednio duże przestrzenie wiórowe. Z tego względu firma obrabiająca głównie stal nie powinna kompletować dokładnie tego samego zestawu narzędzi co zakład specjalizujący się w aluminium.

Jeżeli pracujesz z metalami nieżelaznymi, przeczytaj „Narzędzia do obróbki aluminium – czym frezować, wiercić i gwintować?”.

Jakie narzędzia warto mieć na początku?

Nie warto rozpoczynać od zakupu dużej liczby przypadkowych produktów. Najpierw należy przeanalizować rzeczywiście wykonywane detale. W przypadku frezarki warto określić najczęściej wykorzystywane średnice frezów, wykonywane otwory, rodzaje gwintów oraz obrabiane materiały. W przypadku tokarki istotny będzie zakres średnic detali, rodzaje operacji tokarskich i wykorzystywane płytki.

Dopiero później można dobrać odpowiednie długości robocze, geometrie, gatunki węglika, powłoki oraz systemy mocowania. Takie podejście pozwala ograniczyć zakup narzędzi, które przez długi czas pozostawałyby niewykorzystane, a jednocześnie zapewnić podstawowe wyposażenie potrzebne do najczęściej realizowanych prac.

Czy najdroższe narzędzie zawsze będzie najlepsze?

Cena narzędzia nie powinna być jedynym kryterium wyboru. W produkcji szczególnie ważny jest koszt wykonania pojedynczego elementu. Narzędzie, które kosztuje więcej, ale pozwala pracować szybciej i wykonać większą liczbę części przed wymianą, może być w praktyce bardziej ekonomiczne niż produkt o niższej cenie zakupu. Z drugiej strony bardzo wydajne narzędzie przeznaczone do nowoczesnego centrum CNC może nie wykorzystać swoich możliwości na mniej sztywnej maszynie. Dlatego wybór powinien wynikać przede wszystkim z rzeczywistych warunków procesu.

Podsumowanie. Jakie narzędzia są potrzebne do obróbki skrawaniem metali

Do podstawowych narzędzi potrzebnych do obróbki skrawaniem metali należą frezy, noże tokarskie, płytki wieloostrzowe, wiertła, rozwiertaki, nawiertaki, pogłębiacze oraz gwintowniki. Nie można jednak zapominać o oprawkach i systemach mocowania, które mają bezpośredni wpływ na stabilność całego procesu. Nie istnieje jeden uniwersalny zestaw narzędzi odpowiedni dla każdego zakładu. Wyposażenie powinno wynikać z rodzaju obrabiarki, wykonywanych operacji, obrabianych materiałów oraz wymagań dotyczących dokładności i wydajności.

Najlepszym rozwiązaniem jest więc rozpoczęcie od analizy rzeczywistych potrzeb produkcyjnych, a następnie stopniowe rozbudowywanie zestawu narzędzi wraz z pojawianiem się nowych procesów i detali. Jeżeli chcesz poznać szerzej podstawowe technologie, przeczytaj także „Obróbka skrawaniem metali – frezowanie, toczenie, wiercenie i gwintowanie”.