Wycinanie otworów w metalu na obrabiarkach CNC wykonuje się trzema głównymi metodami: wierceniem, frezowaniem z interpolacją kołową oraz wykrawaniem. Wybór metody zależy od średnicy otworu, grubości materiału, wymaganej tolerancji i wielkości serii. W tym materiale pokazujemy, kiedy stosujemy każdą z nich i na co zwrócić uwagę przy zlecaniu obróbki.
Wycinanie otworów w metalu - jakie metody stosuje się w CNC
Każda z metod obróbki otworów ma inne ograniczenia technologiczne. Dobór narzędzia i parametrów skrawania zależy od tego, czy otwór ma być okrągły, czy o nietypowym kształcie, oraz od tego, ile sztuk trzeba wykonać.
Wiercenie CNC
Wiercenie to najszybsza metoda wykonywania okrągłych otworów o stałej średnicy. Wiertło skrawa materiał osiowo, dlatego sprawdza się przy otworach prostych, bez podcięć i bez dodatkowych kształtów. Przy większych średnicach stosuje się wiercenie wstępne mniejszym wiertłem, a następnie rozwiercanie do docelowego wymiaru – dzięki temu narzędzie mniej się odchyla i otwór wychodzi dokładniejszy.
Frezowanie CNC i interpolacja kołowa
Frezowanie otworów w metalu metodą interpolacji kołowej polega na tym, że frez porusza się po torze kołowym, jednocześnie zagłębiając się w materiał. Ta metoda pozwala uzyskać dowolną średnicę bez konieczności posiadania wiertła o dokładnie takim rozmiarze, a przy okazji daje gładszą powierzchnię ścianki otworu niż samo wiercenie. Sprawdza się też przy otworach z tolerancją kształtu, gdzie liczy się okrągłość, a nie tylko sama średnica.
Wykrawanie i wycinanie otworów
Wykrawanie otworów w metalu wykorzystuje nacisk stempla i matrycy zamiast skrawania – materiał zostaje przecięty siłą, a nie usunięty w postaci wióra. To rozwiązanie opłaca się przy dużych seriach i cienkich blachach, bo pojedynczy cykl trwa ułamek sekundy. Przy pojedynczych sztukach lub grubszych profilach częściej stosujemy obróbkę otworów skrawaniem, ponieważ przygotowanie oprzyrządowania do wykrawania nie zwraca się przy krótkich seriach.
Sam przebieg obróbki CNC krok po kroku – od przygotowania modelu, przez dobór narzędzia i parametrów skrawania, aż po wykonanie otworów na maszynie – decyduje o tym, ile czasu zajmie realizacja zlecenia i czy detal wymaga dodatkowej obróbki wykańczającej.
Wycinanie otworów w różnych metalach
Rodzaj materiału zmienia dobór prędkości skrawania, chłodziwa i geometrii narzędzia. Stal i aluminium wymagają zupełnie innego podejścia, mimo że efekt końcowy – gotowy otwór – wygląda podobnie.
Stal i stal nierdzewna
Stal konstrukcyjna skrawa się przy niższych prędkościach niż aluminium, a stal nierdzewna dodatkowo generuje więcej ciepła i szybciej utwardza się na powierzchni skrawania, jeśli narzędzie zbyt długo tarło o materiał bez posuwu. Z tego powodu przy nierdzewce stosujemy ostrzejsze narzędzia i intensywne chłodzenie, a parametry dobieramy tak, by unikać przestojów narzędzia w otworze.
Aluminium i metale kolorowe
Wycinanie otworów w aluminium przebiega szybciej niż w stali, ale materiał ten jest bardziej podatny na odkształcenia przy cienkich ściankach i skłonny do przywierania do ostrza narzędzia (tzw. narost), jeśli prędkość skrawania i chłodzenie nie są dobrane do konkretnego stopu. Przy elementach aluminiowych o delikatnej konstrukcji stosujemy frezowanie elementów aluminiowych z dobranymi parametrami posuwu, żeby detal nie stracił geometrii podczas obróbki. Mosiądz i miedź obrabia się podobnie do aluminium, choć zwykle przy niższych prędkościach posuwu.
Dokładność i tolerancje otworów
Obróbka otworów na obrabiarkach CNC pozwala uzyskać tolerancje w klasach IT7-IT9 według normy ISO 286, czyli odchyłki rzędu kilku do kilkudziesięciu mikrometrów, w zależności od średnicy. Wiercenie bez rozwiercania daje zwykle szersze tolerancje, frezowanie z interpolacją kołową i rozwiercanie pozwalają zejść niżej.
Co wpływa na dokładność wymiarową otworu
Na dokładność otworu wpływa sztywność mocowania detalu, stan narzędzia, temperatura materiału podczas obróbki oraz sama metoda skrawania. Otwory wiercone na dużej głębokości mają tendencję do odchylania się od osi – im głębszy otwór, tym większe znaczenie ma prowadzenie wiertła i ewentualne nawiercenie punktu startowego. Kontrola wymiaru po obróbce, na przykład sprawdzianem tłoczkowym lub na maszynie pomiarowej, pokazuje, czy otwór mieści się w zadanej tolerancji.
Otwory gwintowane - kiedy gwintować, kiedy wytaczać
Gwintowanie stosuje się, gdy w otworze ma się później osadzić śruba lub inny element złączny – gwint nacina się gwintownikiem lub frezem gwintującym po wcześniejszym wykonaniu otworu bazowego. Wytaczanie stosuje się wtedy, gdy otwór trzeba doprowadzić do dokładnej średnicy i gładkiej powierzchni bez nacinania gwintu – nożem wytaczakiem powiększa się i wygładza wcześniej wykonany otwór bazowy. Przy elementach osiowosymetrycznych, gdzie otwór ma być współosiowy z zewnętrznym zarysem detalu, wytaczanie wykonuje się na obracającym się detalu, bez przezbrajania go na inną maszynę – wtedy mówimy o obróbce otworów na tokarce, czyli toczeniu otworów.
Jak dobrać metodę wycinania otworów do projektu
Przy pojedynczej sztuce lub krótkiej serii prototypowej najczęściej sprawdza się wiercenie lub frezowanie – nie wymagają dedykowanego oprzyrządowania i pozwalają szybko zmienić parametry. Przy dużej serii blach o stałej grubości wykrawanie skraca czas cyklu do minimum. Jeśli otwór ma nietypowy kształt albo wymaganą wysoką okrągłość, wybieramy frezowanie z interpolacją kołową. Przy detalach obrotowych, gdzie otwór musi być współosiowy z zewnętrzną średnicą, zostajemy przy jednym zamocowaniu i wykonujemy toczenie otworów na tokarce.
W XANTI dobieramy metodę do konkretnego rysunku i wielkości zamówienia – to detal i tolerancja decydują o tym, jaką obróbkę zaproponujemy. Jeśli nie masz pewności, która metoda pasuje do Twojego projektu, prześlij nam rysunek techniczny, a wskażemy najbardziej opłacalne rozwiązanie.
Lokalne firmy produkcyjne chętnie wybierają naszą obróbkę metali CNC w województwie łódzkim, gdy kluczowe są dla nich krótkie terminy dostaw detali oraz bezpośredni, sprawny kontakt z warsztatem realizującym zlecenie.