Obrábění

Obrábění je technologický proces, kterým se vytváří požadovaný tvar obráběného předmětu (obrobku), v daných rozměrech, v daném stupni přesnosti a to odebíráním materiálu z původního polotovaru. Tím se liší od jiných technologií jako například od tváření nebo odlévání.

Ruční obrábění v současnosti ustupuje obrábění strojnímu, které nabízí mnohem vyšší produktivitu práce, vyšší přenost a tvarovou rozmanitost. V moderní době jsou obráběcí stroje převážně počítačem řízené. To však zvyšuje nároky na přípravu digitálních podkladů jako jsou 3D modely výráběných dílů nebo G-kód, podle kterého stroj pracuje.

Řezná síla, která způsobuje dělení materiálu při obrábění vychází z rotace řezného nástroje (např. u frézování) nebo obrobku (při soustružení). Při obrábění je důležité znát alespoň přibližné složení obráběného materiálu, podle kterého se nastavují řezné parametry jako rychlost obrábění a hloubka řezu. V případě nevhodně zvolených řezných podmínek může vlivem velkého tření a tepla dojít k zadření (doslova spečení) nástroje a obrobku nebo jejich vylomení / vystřelení a tím k havári drahého stroje případně škodě na zdraví.

Při obrábění figurují ohromné síly a proto je velmi důležité brát ohled na bezpečnost práce.

Frézování. Chladicí kapalina umožní použití vyšších řezných rychlostí

Číslicově řízené souřadnicové frézovací centrum

Soustružení velkého obrobku

Stolní hrotový soustruh pro domácí dílnu

Bruska na plocho s elektromagnetickým upínáním obrobku (detail vpravo nahoře)

Bruska na kulato

Způsoby

• Tradiční
  • ruční obrábění
  • třískové mechanické obrábění
  • řezání
• Netradiční nebo nekonvenční obrábění:
  • elektrojiskrové (elektroerozivní)
  • chemické (leptání - nápř. u palubek automobilů)
  • světelným paprskem – laserem
  • vysokotlakým proudem vody (vodním paprskem)

Ruční obrábění

• Pilování – ruční obrábění, kdy se používá pilníků různých délek, tvarů a hrubostí.
• Zaškrabávání – ruční obrábění, při němž se škrabákem dosahuje co nejkvalitnějšího povrchu obráběné plochy (nikoliv drsnosti, ale geometrické kvality). Pro výsledné vlastnosti se někdy používá na vodících plochách obráběcích strojů.

Třískové obrábění

Břit nástroje vniká do materiálu a odděluje od něj třísky. Základem obrábění je teorie vzniku třísky - je žádoucí aby se tříska pravidelně lámala a nevznikala dlouhá tříska, která by se mohla namotat na nástroj nebo obrobek a způsobit tak poškození.

Při obrábění rozlišujeme 2 pohyby:

• Přísuv (pohyb směrem k obráběnému dílu - přisunutí), který určuje hloubku řezu. Při soustružení jde o přisunutí nože k ose obrobku.
• Posuv (vedlejší pohyb) je k přísuvu zpravidla kolmý a nástroj se jím posouvá v délce obrobku. Posuv určuje rychlost, kterou se bude nástroj v dané hloubce řezu posouvat. Posuv může být podélný a příčný, plynulý nebo přerušovaný.

Hlavní druhy třískového obrábění

• Soustružení – obrobek rotuje a nůž se posouvá po jeho povrchu (strojním nebo ručním posuvem).
• Frézování – nástroj (fréza) rotuje a upnutý obrobek se posouvá k nástroji. Obráběcí stroj se nazývá frézkou.
• Vrtání – nástroj (vrták) se otáčí a posouvá se k obrobku. Vrtat se může i na soustruhu, kdy se vrták upne do koníku stroje.
• Vystružování je dokončovací operace, která následuje po vrtání (nebo vyhrubování), když je třeba docílit přesný rozměr díry a zároveň kvalitní povrch. Nástroj – výstružník se posouvá k obrobku. Díra musí být předvrtána s relativně malým přídavkem, několika desetin mm.
• Řezání – se ve strojírenské výrobě používá většinou pro dělení dlouhých pásovin, kulatin a jiných profilových tyčí na požadovanou délku (s ponecháním přídavku na další obrábění). Dnes se většinou používá pásová pila.
• Hoblování – obrábění rovinných ploch, obrobek je upnut a vykonává hlavní řezný pohyb, nůž vykonává posuv a přísuv, v současnosti se používá jen ojediněle (např. upínací stoly některých obráběcích strojů se hoblují).
• Obrážení – obrábění ploch, obrobek je upnut a hlavní řezný pohyb vykonává nástroj. Používá se například pro výrobu ozubených kol.
• Broušení je odebírání materiálu nástrojem s množstvím nahodile orientovaných břitů.
  • Na kulato – používá se pro výrobu rotačních součástí o vysoké přesnosti. Obrobek, většinou upnut mezi hroty ve středících důlcích, se pomalu otáčí. K němu se přisouvá brusný kotouč o vysokých otáčkách. Brousí se předem osoustružené povrchy, při ponechání přídavku několik desetin mm. Patří sem i broušení otvorů.
  • Na plocho – používá se pro výrobu rovinných, někdy i tvarových ploch. Obrobek je upnut a vykonává pomalý přímočarý vratný pohyb. K němu se přisouvá brusný kotouč, který se otáčí vysokým počtem otáček.
• Superfinišování – používá se pro dosažení co nejlepší drsnosti povrchu u rotačních součástí, za pomocí vibrujícího nástroje
• Lapování – Používají se při něm jemné brusné lapovací pasty, pro dosažení kvalitní jemné drsnosti povrchu a výborné geometrické přesnosti.
• Honování – Dokončovací obrábění vnitřních nebo vnějších povrchů válcových součástí.

Jiné druhy obrábění

Princip elektrojiskrového řezání

Elektrojiskrové obrábění

Také elektroerozivní obrábění, zkratka EDM (z anglického Electric Discharge Machining) je technologie, při níž odběr materiálu působí drobné elektrické výboje mezi obráběcí elektrodou a obrobkem v prostředí kapalného dielektrika. Přerušovaný výboj zajišťuje pulzní zdroj proudu s intenzitou až desítek ampér a odebraný materiál je třeba odplavovat proudem dielektrika. Obrobek může být libovolně tvrdý kov, ale i další materiály. Podmínkou je, že materiál musí být elektricky vodivý. Hlavní metody jsou:

• Elektrojiskrové řezání, při němž je elektrodou tenký, obvykle mosazný drát. Drát se pomalu odvíjí a protože stroj je přesně řízen CNC, může v materiálu vyřezávat téměř libovolné tvary, včetně zkosených stěn.
• Elektrojiskrové hloubení, při němž se měděná nebo grafitová elektroda výboji jakoby zabořuje do obrobku, až v něm vytvoří přesnou negativní kopii. Užívá se zejména pro výrobu vstřikovacích forem na umělé hmoty a je dnes jednou z nejpoužívanějších technologií.

Řezání laserem

Odběr materiálu působí úzký svazek laserového záření o vysoké hustotě energie (příkon typicky několik kW). Odebíraný materiál se přitom taví a vyfukuje, pálí nebo sublimuje. Užívá se k přesnému řezání a vyřezávání kovů i jiných materiálů, umožňuje však na stejném stroji i jednostranný odběr materiálu, například gravírování. U oceli a železa lze řezat plechy až do 50 mm tloušťky, rychlost řezu až 10 m/min, u plechů pod 1 mm až 250 m/min. Šířka řezu u tenkých plechů 0,1–0,8 mm. Přesnost řezání je zhruba 0,05–0,5 mm, řez je velmi čistý, takže často nevyžaduje další obrábění. Laserové řezání rozlišujeme vláknové (fiber) nebo CO₂.

Řezání vodou o vysokém tlaku

Tenký proud vody působí podobně jako paprsek laseru a protože stroj je také řízen počítačem, může vyřezávat téměř libovolné tvary.

Chemické obrábění

Spočívá v chemickém odběru materiálu, například leptáním.

Odkazy

Literatura

• Ottův slovník naučný nové doby, heslo Obrábění. Sv. 7, str. 679
• J. Řasa – V. Gabriel, Strojírenská technologie 3/1. Praha: Scientia 2005

Související články

• Obráběcí stroj

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu obrábění kovů na Wikimedia Commons
• Elementary knowledge of metalworking
• Machining (introduction)

Autoritní data	NKC: ph126139 GND: 4055957-9 LCCN: sh85079399 NARA: 10647040 NDL: 00565749 NLI: 987007541040105171