Ulkosorvaus

Ulkosorvaus on yksi koneistuksen keskeisimmistä prosesseista, jossa työkappaleen ulkohalkaisijaa muokataan haluttuun muotoon ja mittaan. Käyttämällä erilaisia sorvaustyökaluja tämä menetelmä mahdollistaa laajan valikoiman osien valmistusta, aina yksinkertaisista akseleista monimutkaisiin muotoihin. Ulkosorvauksen prosessin laatuun, tehokkuuteen ja taloudellisuuteen kohdistuu jatkuvasti kasvavia vaatimuksia, minkä vuoksi sen perusperiaatteiden ymmärtäminen ja nykyaikaisten tekniikoiden hyödyntäminen ovat avainasemassa.

Ulkosorvauksen perusmenetelmiä ovat pituussorvaus, muotosorvaus ja tasosorvaus. Pituussorvauksessa keskitytään työkappaleen pituussuuntaisen halkaisijan muokkaamiseen, kun taas muotosorvauksessa luodaan monimutkaisia muotoja työkappaleen pintaan ja tasosorvauksessa tasataan työkappaleen olakkeiden päätypintoja tai tasataan akselin otsapinta. Kunkin menetelmän käyttö riippuu työkappaleen vaatimuksista sekä valmistettavan kappaleen tyypistä.

Viime vuosina PrimeTurning™-menetelmä on tuonut merkittävän mullistuksen ulkosorvauksen alalle. Tämän teknologian avulla on mahdollista sorvata kaikkiin suuntiin, mikä tarjoaa merkittäviä etuja perinteisiin menetelmiin verrattuna. Yksi suurimmista eduista on kyky tuottaa suurempi lastuvirta, mikä nopeuttaa työstöprosessia ja parantaa siten merkittävästi tuottavuutta. Lisäksi PrimeTurning™ mahdollistaa tehokkaamman lastunhallinnan, mikä vähentää työkalun kulumista ja parantaa prosessivarmuutta.

Lastunhallinta on erityisen tärkeää ulkosorvauksessa, sillä epäoptimaalinen lastun muodostus ja poisto voivat aiheuttaa työkalun kulutusta, pinnanlaadun heikkenemistä ja jopa työstöprosessin keskeytymisiä. Hyvin suunniteltu lastunhallinta parantaa työkappaleen laatua ja pidentää työkalun käyttöikää, mikä on erityisen tärkeää suurten sarjojen ja vaativien materiaalien kohdalla.

Toinen keskeinen tekijä ulkosorvauksessa on prosessivarmuus. Modernit koneistuskeskukset ja sorvausmenetelmät (PrimeTurning™) tarjoavat edistyneitä ohjauksia ja työkaluja, jotka varmistavat korkean tason prosessivarmuuden. Tämä on erityisen tärkeää, kun tuotetaan laadukkaita osia tiukkojen toleranssien ja pinnanlaatuvaatimusten mukaisesti.

Pituussorvaus

Pituussorvaus on yleisin sorvausmenetelmä, jolle on tyypillistä työkalun syöttöliike työkappaleen pituusakselin suuntaisesti. Tämä toimenpide saa aikaan työkappaleen halkaisijan pienentymisen työn edetessä. Vaikka prosessi saattaa kuulostaa suoraviivaiselta, sen tehokkuus ja laatu riippuvat monista tekijöistä, kuten oikean työkalun valinnasta. Tässä käymme läpi, miten valitaan sopiva työkalu pituussorvaukseen ja mitä seikkoja on hyvä ottaa huomioon.

Ensimmäinen askel on valita terän kiinnitysjärjestelmä. Tämä valinta riippuu ensisijaisesti koneistusvaiheesta. Eri vaiheet, kuten rouhinta ja viimeistely, vaativat erilaisia kiinnitysjärjestelmiä. Sen lisäksi, myös työkappaleen koko vaikuttaa kiinnitysjärjestelmän valintaan. Yleensä suurten kappaleiden koneistaminen edellyttää tukevampaa kiinnitysjärjestelmää kuin pienten kappaleiden tarkka viimeistely.

Terän valinnassa keskeisiä tekijöitä ovat terän muoto ja asetuskulma. Terän muodon kannalta on tärkeää valita suurin mahdollinen kärkikulma. Tämä parantaa terän lujuutta ja tekee koneistuksesta taloudellisempaa. Asetuskulma puolestaan vaikuttaa suoraan lastunmuodostukseen. 90 asteen asetuskulma tuottaa lastun, jonka paksuus vastaa syöttönopeutta. Pienempi asetuskulma, kuten 75-45 astetta, pienentää lastunpaksuutta, mahdollistaen syöttönopeuden kasvattamisen.

Näiden yleisten ohjeiden lisäksi, tulee ottaa huomioon pidin eli työkalun suuntaus suhteessa työkappaleeseen. Jos työskennellään olakkeita vasten, asetuskulmaksi suositellaan 91–95 astetta. Tyypillisessä käytössä terämalli C (80°) on suositeltava, sillä se tarjoaa hyvän tasapainon tehokkuuden ja monipuolisuuden välillä. D-terämalli (55°) puolestaan mahdollistaa sekä muotosorvauksen että pääteurien sorvauksen.

Mikäli olakkeita ei ole, voi tuottavuutta kasvattaa valitsemalla neliönmuotoinen terä ja 75 asteen asetuskulma. Tällöin asetuslisäkulma on 15 astetta, mikä tehostaa lastunmuodostusta ja mahdollistaa suuremman syöttönopeuden.

Työkalun valinta pituussorvaukseen ei ole aivan yksinkertainen päätös. Monen eri tekijän huomiointi - terän kiinnitysjärjestelmästä, sen muotoon ja asetuskulman vaihteluihin - on ratkaisevaa laadukkaan ja tehokkaan lopputuloksen kannalta. Oikea työkalu ei ainoastaan nopeuta työprosessia, vaan myös parantaa käsiteltävän kappaleen pintalaatua ja pidentää työkalun käyttöikää. Koneistustöissä osaaminen, kokemus ja oikeat välineet yhdessä takaavat parhaan lopputuloksen.

Muotosorvaus

Muotosorvaus on sorvausmenetelmä, joka eroaa perinteisestä sorvauksesta sillä, että siinä työstettävän kappaleen muoto, lastuamissyvyys, syöttö ja nopeus vaihtelevat. Tämä tekee muotosorvauksesta haastavamman, sillä sorvaussuunta ja työkappaleen halkaisija voivat vaihdella suuresti, mikä asettaa korkeat vaatimukset työkaluille. Työkalujen tulee pystyä selviytymään vaihtelevista lastuamisvoimista ja -syvyyksistä.

Muotosorvauksen työkalulla ja sen ominaisuuksilla on suuri merkitys lopputuloksen laatuun. Terän muodon valinnassa keskeistä on löytää tasapaino terän lujuuden ja taloudellisuuden välillä. Yleisesti käytetyt kärkikulmat ovat 35° ja 55°, joista suurempi kärkikulma tarjoaa paremman lujuuden, mutta se ei sovellu niin laajasti eri muotoihin kuin pienempi kärkikulma. Terän kärkikulma vaikuttaa suoraan terän ulottuvuuteen, mikä on tärkeää ottaa huomioon muotosorvattaessa monimutkaisia muotoja.

Asetuskulman valinnassa huomioon tulee ottaa työkappaleen muoto. Tarkoituksena on mahdollistaa mahdollisimman laadukas pinnan viimeistely ja optimoida terän käyttöikä. Tyypillisesti terän ja työkappaleen välille jätetään vähintään 2° päästö, mutta parempaa pinnankarheutta ja pidempää terän kestoa tavoiteltaessa suositellaan käyttämään vähintään 7° päästöä. Tämä tarkoittaa, että asetuskulma (asetuslisäkulma) olisi 83°, joka auttaa vähentämään terän kulumista ja parantamaan työn laatua.

Pidin valitaan sen mukaan, miten terä toimii parhaiten kappaleen kanssa. Tyypillisiä valintoja ovat 93° asetuskulman pidin (asetuslisäkulma –3°), joka soveltuu useimpiin muotosorvaustöihin, sekä D-mallin (55°) terä, joka tarjoaa hyvän lujuuden ja taloudellisuuden. Kun vaaditaan terän syöttämistä vinosti kappaleeseen jyrkässä kulmassa, V-mallin terä (35°) on parempi valinta. Jos pidimeltä vaaditaan toimintaa muotosorvauksen vastakkaiseen suuntaan ja pääteuran koneistuksia, asetuskulmaksi valitaan 107–117° (asetuslisäkulma –17...27°).

Tasosorvaus

Tasosorvauksessa, joka tunnetaan myös nimellä poikittaissorvaus, terää syötetään halkaisijasuuntaisesti kohti kappaleen keskiötä. Tämä on yksi yleisimmistä sorvausmenetelmistä, mutta sen toteuttaminen vaatii tarkkuutta ja oikeita valintoja työkalujen suhteen. Menetelmässä radiaaliset lastuamisvoimat ovat suuret, mikä voi aiheuttaa työkappaleen taipumista ja värinää, jolloin työn laatu kärsii.

Valittavan terän muoto riippuu suuresti vaadittavasta asetuskulmasta sekä työkalulta edellytettävästä ulottuvuudesta tai monipuolisuudesta. On tärkeää valita mahdollisimman suuri kärkikulma, jotta terän lujuus ja kustannustehokkuus olisivat optimaaliset. Esimerkiksi, se, millaisen profiilin haluat työstää työkappaleeseen, vaikuttaa suoraan terän valintaan.

Asetuskulma vaikuttaa suuresti tasosorvauksen onnistumiseen. Asetuskulma 75° (asetuslisäkulma 15°) on usein käytetty lähtökohta, mutta pienentämällä asetuskulmaa (ja siten asetuslisäkulmaa), voidaan osa radiaalivoimista ohjata aksiaalisesti kohti istukkaa. Tämä tukee koneistusta paremmin ja vähentää värinäalttiutta. Pienempi asetuskulma voi siis joissakin tapauksissa olla edullinen, erityisesti jos työkappale on altis taipumiselle.

Koneistuksen optimoimisessa pidinten valinta on yhtä tärkeää kuin terän valinta. Neliönmallinen terä yhdistettynä 75°:n asetuskulmaan (asetuslisäkulma 15°) tarjoaa hyvän yleisratkaisun moniin sorvaustöihin. Muita monipuolisia ratkaisuja ovat 80°:n rombinen terä tai trigonterä sekä 95°:n asetuskulma, jossa asetuslisäkulma on –5°. Näiden valinta riippuu siitä, mitä materiaalia työstetään ja millainen on työkappaleen geometria. Pidin valitaan usein myös sillä perusteella, kuinka helposti terän vaihto onnistuu ja kuinka tukevasti terä on kiinni pidtimessä sorvauksen aikana.