CNC obrábací výrobok zo sivej liatiny

Obrábanie je proces, pri ktorom sa materiál (často kov) reže do požadovaného konečného tvaru a veľkosti riadeným procesom odstraňovania materiálu. Procesy, ktoré majú túto spoločnú tému, riadené odstraňovanie materiálu, sú dnes súhrnne známe ako subtraktívna výroba, na rozdiel od procesov riadeného pridávania materiálu, ktoré sú známe ako aditívna výroba. Presne to, čo znamená „riadená“ časť definície, sa môže líšiť, ale takmer vždy to znamená použitie obrábacích strojov (okrem iba elektrického náradia a ručného náradia).

Obrábanie je súčasťou výroby mnohýchkovové výrobkyale dá sa použiť aj na materiály ako drevo, plast, keramika a kompozity. Osoba, ktorá sa špecializuje na obrábanie, sa nazýva strojník. Miestnosť, budova alebo spoločnosť, kde sa obrábanie vykonáva, sa nazýva strojáreň. Veľká časť moderného obrábania sa vykonáva počítačovým numerickým riadením (CNC), v ktorom sa počítače používajú na riadenie pohybu a prevádzky fréz, sústruhov a iných rezacích strojov. To zvyšuje efektivitu, pretože CNC stroj beží bez obsluhy, čím sa znižujú náklady na pracovnú silu pre strojárne.

Tri hlavné procesy obrábania sú klasifikované ako sústruženie, vŕtanie a frézovanie. Ďalšie operácie spadajúce do rôznych kategórií zahŕňajú tvarovanie, hobľovanie, vyvrtávanie, preťahovanie a pílenie.

Sústružnícke operácie sú operácie, ktoré otáčajú obrobok ako primárny spôsob pohybu kovu proti reznému nástroju. Sústruhy sú hlavným obrábacím strojom používaným pri sústružení.

Frézovacie operácie sú operácie, pri ktorých sa rezný nástroj otáča, aby sa rezné hrany dotýkali obrobku. Frézky sú hlavným obrábacím strojom používaným pri frézovaní.

Operácie vŕtania sú operácie, pri ktorých sa vytvárajú alebo zušľachťujú otvory uvedením rotujúcej frézy s reznými hranami na dolnom konci do kontaktu s obrobkom. Vŕtacie operácie sa vykonávajú predovšetkým vo vŕtacích lisoch, ale niekedy aj na sústruhoch alebo frézach.

Rôzne operácie sú operácie, ktoré prísne vzaté nemusia byť obrábacími operáciami, pretože nemusia byť operáciami na produkciu triesok, ale tieto operácie sa vykonávajú na typickom obrábacom stroji. Leštenie je príkladom rôznej operácie. Leštenie neprodukuje žiadne triesky, ale môže sa vykonávať na sústruhu, fréze alebo vŕtačke.

Nedokončený obrobok vyžadujúci opracovanie bude musieť mať odrezaný nejaký materiál, aby sa vytvoril hotový výrobok. Hotový výrobok by bol obrobok, ktorý spĺňa špecifikácie stanovené pre tento obrobok technickými výkresmi alebo plánmi. Napríklad sa môže vyžadovať, aby mal obrobok špecifický vonkajší priemer. Sústruh je obrábací stroj, ktorý možno použiť na vytvorenie tohto priemeru otáčaním kovového obrobku, takže rezný nástroj môže odrezať kov a vytvoriť hladký, okrúhly povrch zodpovedajúci požadovanému priemeru a povrchovej úprave. Na odstránenie kovu v tvare valcového otvoru možno použiť vŕtačku. Ďalšími nástrojmi, ktoré možno použiť na rôzne druhy odstraňovania kovov, sú frézky, píly a brúsky. Mnohé z týchto techník sa používajú pri spracovaní dreva.

Pokročilé techniky obrábania zahŕňajú presnosťCNC obrábanie, elektroerozívne obrábanie (EDM), elektrochemická erózia, rezanie laserom alebo rezanie vodným lúčom na tvarovanie kovových obrobkov.

Ako komerčný podnik sa obrábanie vo všeobecnosti vykonáva v strojárni, ktorá pozostáva z jednej alebo viacerých dielní obsahujúcich hlavné obrábacie stroje. Aj keď strojová dielňa môže byť samostatnou prevádzkou, mnohé podniky prevádzkujú interné strojárne, ktoré podporujú špecializované potreby podniku.

Obrábanie vyžaduje pozornosť venovanú mnohým detailom, aby obrobok spĺňal špecifikácie stanovené v technických výkresoch alebo plánoch. Okrem zjavných problémov súvisiacich so správnymi rozmermi je tu problém dosiahnutia správnej povrchovej úpravy alebo hladkosti povrchu obrobku. Horšia povrchová úprava nachádzajúca sa na obrobenom povrchu obrobku môže byť spôsobená nesprávnym upnutím, tupým nástrojom alebo nevhodnou prezentáciou nástroja. Táto nedostatočná povrchová úprava, známa ako chvenie, sa často prejavuje zvlnenou alebo nepravidelnou povrchovou úpravou a výskytom vĺn na opracovaných povrchoch obrobku.

Obrábanie je akýkoľvek proces, pri ktorom sa rezný nástroj používa na odstránenie malých triesok materiálu z obrobku (obrobok sa často nazýva „dielo“). Na vykonanie operácie je potrebný relatívny pohyb medzi nástrojom a dielom. Tento relatívny pohyb sa pri väčšine operácií obrábania dosahuje pomocou primárneho pohybu, nazývaného "rýchlosť rezania" a sekundárneho pohybu nazývaného "posuv". Tvar nástroja a jeho prienik do pracovnej plochy v kombinácii s týmito pohybmi vytvára požadovaný tvar výslednej pracovnej plochy.

Obrábacie operácie
Existuje mnoho druhov obrábacích operácií, z ktorých každá je schopná generovať určitú geometriu časti a textúru povrchu.

Pri sústružení sa rezný nástroj s jednou reznou hranou používa na odoberanie materiálu z rotujúceho obrobku na vytvorenie valcového tvaru. Primárny pohyb je zabezpečený otáčaním obrobku a posuvný pohyb sa dosahuje pomalým pohybom rezného nástroja v smere rovnobežnom s osou otáčania obrobku.

Na vytvorenie okrúhleho otvoru sa používa vŕtanie. Dosahuje sa to rotačným nástrojom, ktorý má zvyčajne dve alebo štyri špirálové rezné hrany. Nástroj je privádzaný v smere rovnobežnom s jeho osou otáčania do obrobku, aby sa vytvoril kruhový otvor.

Pri vyvrtávaní sa nástroj s jedným ohnutým hrotom posúva do nahrubo vytvoreného otvoru v rotujúcom obrobku, aby sa otvor mierne zväčšil a zlepšila sa jeho presnosť. Je to jemná dokončovacia operácia používaná v záverečných fázach výroby produktu.

Vystružovanie je jednou z kalibračných operácií, ktorá odstraňuje malé množstvo kovu z už vyvŕtaného otvoru.

Pri frézovaní sa rotujúci nástroj s viacerými reznými hranami pohybuje pomaly vzhľadom na materiál, aby sa vytvoril rovný alebo rovný povrch. Smer posuvu je kolmý na os otáčania nástroja. Rýchlosť pohybu zabezpečuje rotačná fréza. Dve základné formy frézovania sú: obvodové frézovanie a čelné frézovanie.

Ďalšie konvenčné obrábacie operácie zahŕňajú tvarovanie, hobľovanie, preťahovanie a pílenie. Do kategórie obrábania sa často zaraďuje aj brúsenie a podobné brúsne operácie.

Rezný nástroj má jednu alebo viac ostrých rezných hrán a je vyrobený z materiálu, ktorý je tvrdší ako pracovný materiál. Rezná hrana slúži na oddelenie triesky od materského pracovného materiálu. S reznou hranou sú spojené dva povrchy nástroja:

Čelo a bok.
Čelo čela, ktoré usmerňuje tok novovytvorenej triesky, je orientované pod určitým uhlom, sa nazýva uhol čela "α". Meria sa vzhľadom na rovinu kolmú na pracovnú plochu. Uhol sklonu môže byť kladný alebo záporný. Bok nástroja poskytuje vôľu medzi nástrojom a novovytvorenou pracovnou plochou, čím chráni povrch pred odieraním, ktoré by znehodnotilo povrchovú úpravu. Tento uhol medzi pracovným povrchom a povrchom boku sa nazýva uhol reliéfu. Existujú dva základné typy rezných nástrojov:

Jednobodový nástroj a nástroj s viacerými reznými hranami
Jednobodový nástroj má jednu reznú hranu a používa sa na sústruženie, vyvrtávanie a hobľovanie. Pri obrábaní hrot nástroja preniká pod pôvodnú pracovnú plochu obrobku. Bod je niekedy zaoblený na určitý polomer, ktorý sa nazýva polomer nosa.

Nástroje s viacerými reznými hranami majú viac ako jednu reznú hranu a zvyčajne dosahujú svoj pohyb vzhľadom k obrobku otáčaním. Na vŕtanie a frézovanie sa používajú rotačné nástroje s viacerými reznými hranami. Hoci tvary týchto nástrojov sú odlišné od jednobodového nástroja, mnohé prvky geometrie nástroja sú podobné.