ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

ul. Twardosławicka 101
97-300 Piotrków Trybunalski

  zmz@zmzcnc.com
  +48 606 934 054

Gratowanie i jego znaczenie w obróbce metali CNC

Gratowanie polega na wygładzaniu ostrych krawędzi oraz usuwaniu zadziorów i nierówności, które powstały w trakcie procesu, jakim jest szeroko rozumiana obróbka CNC. Pozostawienie tych niedoskonałości może utrudniać wykonywanie kolejnych etapów procesu produkcji danego elementu, aby ostatecznie uniemożliwić idealne jego dopasowanie do innych części. Usunięcie ostrych krawędzi, a dokładnie ich zaokrąglenie, stępienie lub sfazowanie pozwoli na prawidłowe połączenie wszystkich ujętych w projekcie detali.  Gratowanie minimalizuje także ryzyko uszkodzeń mechanicznych, które mogłyby być spowodowane właśnie przez zadziory i nierówności, a dodatkowo wpływa korzystnie na estetykę obrabianego przedmiotu. Jest niezwykle istotne w produkcji detali dla branż wymagających precyzji jak medycznej, motoryzacyjnej czy lotniczej.

Spis treści:

  1. Jak wykonać gratowanie?
  2. Czym charakteryzuje się dobry gratownik?
  3. Zadziory i ich rodzaje
  4. Gratowanie w procesie obróbki CNC
  5. Jakie metody gratowania wyróżniamy?
  6. Korzyści z gratowania

Jak wykonać gratowanie?

Do gratowania można użyć prostego narzędzie ręcznego, jakim jest gratownik, który składa się z oprawki i wymiennych ostrzy. Dobrej jakości gratownik pozwoli usunąć zadziory i wygładzić krawędzie z elementów miedzianych, aluminiowych czy żeliwnych, ale sprawdzi się również w przypadku wyrobów syntetycznych. Jest to metoda ręczna, która wymaga dokładności i dużej precyzji ze strony osoby ją wykonującej. Obróbkę manualną wykonuje się w przypadku produkcji jednostkowej. Przy seryjnej, ze względu na czas, już rzadziej, za wyjątkiem sytuacji, gdzie konieczne jest wytworzenie elementu o skomplikowanym kształcie. Można również wykonać gratowanie za pomocą obróbki ręczno-maszynowej przy użyciu prostych urządzeń jak szlifierki taśmowe, ściernice, frezy pilnikowe czy szczotki trzpieniowe.

gratowanie

Czym charakteryzuje się dobry gratownik?

By gratowanie było efektywne musi zostać wykonane przy użyciu odpowiednio dobranego narzędzia. Gratownik powinien być wykonany z wytrzymałych, odpornych na uszkodzenia materiałów. Ostrza są z reguły wykonane ze stali szybkotnącej HSS, którą wykorzystuje się również do produkcji innych narzędzi skrawających. Ostrza w gratowniku są zwykle wymienne, co znacząco zwiększa funkcjonalność oraz możliwości zastosowania narzędzia. Ważny jest również materiał, z którego wykonany jest uchwyt gratownika. Powinien to być materiał, który zapobiega ślizganiu się narzędzia w dłoni. Powinien też być w specjalny sposób wyprofilowany, aby pewnie leżał w dłoni osoby gratującej. W razie potrzeby warto mieć również opcję gratownika z trzpieniem teleskopowym, który umożliwia regulację zasięgu.

Zadziory i ich rodzaje

Gratowanie jest czynnością, w trakcie której oczyszcza się powierzchnię i krawędzie detalu z zadziorów. Są to małe, nierówne występy, które powstają podczas różnego rodzaju obróbki materiałów. Mogą mieć postać postrzępionych krawędzi czy fragmentów materiału, które nie oddzieliły się całkowicie w trakcie obróbki. Mogą to być również krople stopionego materiału, które ponownie zestaliły się wokół krawędzi wyciętej termicznie. Obróbka metali CNC to wszelkie usługi tokarskie, frezowanie, wiercenie, wytaczanie, cięcie, szlifowanie, cięcie laserowe czy obróbka elektroerozyjna. Powodują one regularnie powstawanie zadziorów. Ich kształt i częstotliwość powstawania zmieniają się w zależności od użytego materiału, stanu sprzętu tnącego i parametrów operacyjnych jak prędkość i głębokość cięcia, dopływ ciepła i in. Oczywiście wykwalifikowany mechanik może zminimalizować intensywność powstawania zadziorów, dysponując odpowiednią ilością czasu i precyzyjnym sprzętem. Zadziory są jednak nieuniknionym skutkiem ubocznym obróbki w warsztacie mechanicznym.

Mogą być podzielone na trzy poniższe typy:

  1. Zadziory rolowane to najczęstszy rodzaj zadziorów, a dokładnie mówiąc są to maleńkie kawałki poskręcanego metalu, które wystają z obrabianego przedmiotu,
  2. Zadziory Poissona powstają, gdy na końcu obrabianego przedmiotu gromadzi się zbyt dużo metalu i rozciąga się on na boki,
  3. Zadziory wyłamujące mają charakterystyczny, wznoszący się kształt, który sprawia, że wyglądają jak wyrwane z obrabianego przedmiotu.

Gratowanie w procesie obróbki CNC?

Przy dużym tempie produkcji, napiętym grafiku i mnogości innych obowiązków gratowanie może być postrzegane jako niepotrzebna czynność. Może się wydawać, że czas i wysiłek mu poświęcony nie jest wart „marginalnej” poprawie jakości detali. Jednak jest to błędne myślenie, gdyż istnieje przynajmniej kilka ważnych powodów, dla których warto je przeprowadzić:

  • zagrożenie zranieniem przez ostre nieobrobione krawędzie,
  • zadziory mogą uniemożliwić łatwe dopasowanie ze sobą współdziałających części,
  • w przypadku, gdy siły zewnętrzne zostaną przyłożone na powierzchnię wokół zadziora, to może on skoncentrować naprężenia w lokalnym obszarze, zwiększając ryzyko awarii sprzętu,
  • w elementach znajdujących się pod ciśnieniem jak hydraulika, zadziory mogą utrudniać prawidłowe uszczelnienie, powodując nieszczelności, które zakłócają utrzymanie ciśnienia w zespole oraz jednocześnie mogą zwiększać tarcie między elementami,
  • ograniczenie zużycia części i zminimalizowanie zagrożenia korozją.

Istnieją oczywiście również inne powody, dla których warto przeprowadzić gratowanie. Będą one specyficzne dla konkretnych zastosowań i branż.

Jakie metody gratowania wyróżniamy?

Istnieje wiele różnorodnych procesów gratowania części, a każdy z nich ma swoje zalety i wady. Zależnie od przeznaczenia detalu, materiału z którego jest wyprodukowany czy wielkości, warto przemyśleć sposób gratowania odpowiedni dla danego procesu obróbki CNC.

Gratowanie ręczne

Jest to najstarsza i najprostsza metoda, w której używa się ręcznych pilników, papieru ściernego czy skórzanego paska. Ogromną zaletą tej metody jest to, że można go dostosować do konkretnej obrabianej części. Mimo, że może być to skuteczna metoda, to jednak jest niezwykle czasochłonna i może być narażona na pojawienie się błędów jakościowych.

Gratowanie mechaniczne

Zaliczymy tu szlifowanie, walcowanie, szczotkowanie, polerowanie i gratowanie otworów. Wszędzie tam, gdzie możliwe będzie zastosowanie szybko poruszającej się tarczy ściernej, taśmy szlifierskiej czy narzędzia tnącego i usunięcie zadziorów oraz wygładzenie krawędzi. Narzędzia mechaniczne są droższe w zakupie od ręcznych, ale zdecydowanie skracają czas pracy i zwiększają wydajność. Należy też pamiętać, że każde z tych narzędzi nadaje się tylko do ograniczonego zakresu zastosowań. Mimo, że można je skalować, począwszy od szlifierki stołowej z tarczą ścierną po zautomatyzowany system wałków o dużej wydajności. Na przykład gratowanie otworów działa tylko na wewnętrznych krawędziach otworów, a taśmy i koła szlifierskie mogą dotrzeć tylko do określonych obszarów, w zależności od kształtu części.

Gratowanie uderzeniowe

Możemy zastosować piaskowanie lub czyszczenie wodą pod wysokim ciśnieniem, co będzie szybkie i skuteczne, ale wymaga nieco większej precyzji. Bębnowanie natomiast jest wolniejsze, ale można je zastosować do szerszego zakresu kształtów części i nie wymaga stałego nadzoru w trakcie procesu.

Gratowanie elektrochemiczne

Tu istotny jest materiał z jakiego wykonane są detale, gdyż w tym procesie obszar z zadziorami jest zanurzany lub przepłukiwany przepływającym elektrolitem. Może to być roztwór soli lub glikolu. Następnie jest on elektrycznie podłączony do katody i przy dokładnej kontroli napięć i prądów roboczych „szczyty” zadziorów są powoli rozpuszczane. Trwa to do momentu, gdy osiągną tę samą wysokość co otaczający je materiał. Można to traktować jako przeciwieństwo galwanizacji. Jest to bardzo precyzyjny proces, zapewniający doskonałą jakość.

Gratowanie termiczne

Jest to dość unikalny proces, który ma tę zaletę, że może usunąć zadziory z bardzo trudno dostępnych miejsc. Zalicza się do nich wewnętrzne wloty i komory. Metoda ta wykorzystuje gazy palne do wytwarzania energii cieplnej, która następnie wypala zadziory z metalu. Wszędzie tam, gdzie może przedostać się gaz palny, może on usunąć zadziory poprzez odparowanie niepotrzebnych nadwyżek. Istnieją oczywiście ograniczenia dotyczące wielkości części w zależności od wymiarów komory zapłonowej. Po zakończeniu procesu warto wyczyścić detale z pozostałości po gratowaniu termicznym. Proces ten jest idealny do usuwania najbardziej trudno dostępnych zadziorów, jak choćby z pęknięć czy szczelin, ale również z wielu powierzchni jednocześnie.

Korzyści z gratowania

Jak widać gratowanie metalu jest ważne z wielu powodów. Poprawia ogólne bezpieczeństwo w firmie, gdyż od produkcji aż po montaż zmniejsza ryzyko obrażeń spowodowanych ostrymi krawędziami i zadziorami. Dzięki gratowaniu chroni się również inne maszyny i urządzenia przed uszkodzeniem. Nie będzie żadnych ostrych krawędzi, które mogłyby zaczepić się o inne części maszyn i przerwać proces lub spowodować awarię. Zmniejsza się również podatność maszyn na zużycie. Poprawia się wygląd detali poprzez lepsze wykończenie, jak i poprawienie przylegania dodatkowych powłok zabezpieczających. Skraca się też czas montażu, gdyż elementy lepiej do siebie przylegają i mogą być lepiej zwymiarowane. Pozostawienie zadziorów spowoduje uniemożliwienie prawidłowego dopasowania sprawdzianów do gwintów i zatyczek, co może spowodować odrzucenie części lub kolizję z innymi materiałami. Branże wykorzystujące obróbkę metali często wymagają precyzji i dbałości o szczegóły. Nieusunięte zadziory mogą się oderwać i przemieszczać, a tym samym stworzyć ogromne zagrożenie choćby w przemyśle spożywczym. Łatwo sobie wyobrazić co stałoby się, gdyby kawałek metalu przedostał się do produktu spożywczego np. w trakcie transportu, a następnie zagroził zdrowiu, a nawet życiu konsumenta. Podobnie z wyrobami medycznymi wykonanymi z metalu. Szorstkie i ostre krawędzie mogłyby zranić pacjenta lub pracownika medycznego. Nie warto więc oszczędzać na dopracowaniu detalu.

ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c. - obróbka CNC, usługi frezowania CNC

© 2024 All rights Reserved. Designed and powered by ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

Projekt graficzny: Magdalena Mirowska, Zdjęcia: Agnieszka Seklecka

This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.