Sisäsorvaus

Sisäsorvaus, tuo koneistuksen tärkeä mutta samalla monille koneistajille päänvaivaa aiheuttava prosessi, on menetelmä, jossa tarkkuus ja huolellisuus palkitaan. Kun puhutaan sisäsorvauksesta, ollaan usein teknisesti vaativassa tehtävässä, jossa toleranssien hallinta ja prosessin sujuvuus ovat avainasemassa. Sisäsorvauksessa tyypillisimmät ja haastavimmat tilanteet liittyvät työkalun pitkiin vapaapituuksiin sekä lastunpoistoon, jotka molemmat voivat tuoda monenlaisia ongelmia prosessin aikana.

Kun sorvataan pitkää sisähalkaisijaa, yksi ensimmäisiä haasteita on työkalun taipuman ja värinöiden hallinta. Mitä pienempi sisäsorvaustyökalun varsi on ja mitä pidemmälle sen täytyy ulottua, on riski sitä suurempi, että sorvausprosessin aikana työkalu alkaa värähdellä. Tämä värähtely on haitallista monella tapaa: se voi aiheuttaa työkappaleen mittatarkkuuden ja pinnankarheuden heikkenemistä, työkalun nopeampaa kulumista tai pahimmassa tapauksessa jopa terärikkoja.

Värinöiden hillitsemiseksi on käyttää sopivia lastuamisnopeuksia ja syöttöjä sekä valita kulloinkin tehtävään sopiva terägeometria. Käytettävissä on myös kovametallisia tai värinävaimennettuja työkaluvarsia, joten avulla pitkästä vapaapituudesta johtuvaa värinää voidaan hillita.

Toinen yleinen haaste sisäsorvauksessa on lastunpoisto. Tehoton lastunpoisto voi aiheuttaa monenlaisia ongelmia, kuten työkalun liiallista kulumista, työkappaleen vaurioitumista tai jopa työkalun murtumisen. Jos lastut eivät poistu sorvattavasta reiästä tehokkaasti, se voi heikentää pinnankarheutta ja siten alentaa valmistettavan kappaleen laatua.

Lastunpoiston parantamiseksi on oleellista valita oikea terä sekä terämateriaali. Eri materiaaleja koneistettaessa lastun muodostus ja poistomekanismit voivat vaihdella suuresti, joten terävalinnan merkitys korostuu. Tehokas lastunpoisto edellyttää myös jatkuvaa huomiota lastunmuodostukseen ja mahdollisiin lastunmurtajiin, jotka auttavat rikkomaan lastua pienemmiksi paloiksi, helpottaen sen poistoa. Läpijäähdytetyt työkaluvarret ja riittävä lastuamisnestepaine auttaa lastujen pois kuljettamista koneistettavasta reiästä.

Sisäpuolinen pituussorvaus

Sisäpuolinen pituussorvaus on monimutkainen prosessi, jossa oikean työkalun valinta ja sen käyttö ovat kriittisen tärkeitä onnistuneen lopputuloksen saavuttamiseksi. Prosessissa sorvataan kappaleen reikien sisähalkaisijoita ja jotta työstö olisi mahdollisimman tehokasta ja tarkkaa, on työkalun varren koon ja vapaapituuden oltava optimaalinen suhteessa sorvattavaan reiän pituuteen ja halkaisijaan. Yleisenä nyrkkisääntönä on, että sisäsorvaustyökalun vapaapituus tulisi minimoida ja työkalun kokoa kasvattaa mahdollisuuksien mukaan. Näin voidaan vähentää työkalun taipumaa ja värinäalttiutta, mikä parantaa sorvauksen tarkkuutta.

Kun valitaan sisäpuoliseen pituussorvaukseen sopiva työkalu, on huomioitava useita tekijöitä, joista yksi tärkeimmistä on terän muoto. Positiivisia teriä suositaan sisäpuolisessa sorvauksessa, sillä ne aiheuttavat pienempiä lastuamisvoimia verrattuna negatiivisiin teriin. Lisäksi pieni kärkikulma ja nirkonsäde auttavat vähentämään lastuamisvoimia, mikä vaikuttaa paitsi työn laatuun myös työkalun kestävyyteen.

Terän asetuskulmalla on myös merkittävä vaikutus sorvauksen onnistumiseen. Asetuskulma vaikuttaa lastuamisvoimien suuntaan ja suuruuteen. Ideaalisesti asetuskulman tulisi olla lähellä 90 astetta, jotta aksiaalinen lastuamisvoima olisi suurimmillaan, kun taas pienempi asetuskulma lisää radiaalista lastuamisvoimaa. Tämä tekijä on oleellinen etenkin, kun työstetään työkappaleita, joissa vaaditaan erityistä tarkkuutta ja hyvää pinnanlaatua.

Sisäsorvauksen pidinvalintaan tulee kiinnittää huomiota. Työkappaleessa olevan olakkeen sorvaamiseen suositellaan käytettäväksi 91–95 asteen asetuskulmaa, mikä auttaa välttämään turhia virheitä ja parantaa lopputuloksen laatua. Kolmikulmaisen tai D-mallin (55°) terän käyttö on myös suositeltavaa. Vahvempaa teräsärmää tarvittaessa C-mallin (80°) terä on oikea valinta. Neliönmallisen terän ja 75 asteen asetuskulman (asetuslisäkulma 15°) valinta taas voi lisätä tuottavuutta, jos olosuhteet ovat tukevat ja olaketta ei ole.

Sisäpuolinen muotosorvaus

Sisäpuolinen muotosorvaus on tarkkuutta vaativa prosessi, missä työkaluun kohdistuu sekä radiaalisia että tangentiaalisia lastuamisvoimia. Radiaaliset lastuamisvoimat pyrkivät siirtämään työkalun pois työkappaleesta, kun taas tangentiaaliset voimat vääntävät työkalua alaspäin ja keskilinjalta pois. Tällaiset voimat asettavat vaatimuksia niin työkalun geometrialle kuin asetuksillekin ja näiden optimointi on avain laadukkaaseen lopputulokseen.

Kun työskennellään pienten reikien koneistuksen parissa on erityisen tärkeää kiinnittää huomiota terän päästökulmaan. Riittävän suuri päästökulma varmistaa, että terä ei ota kontaktia kappaleen seinämään, mikä minimoi terän kulumisen ja mahdollisten valmistusvirheiden syntymisen. Terän muodon valinnassa tulee ottaa huomioon lastuamissyvyys, syöttö ja lastuamisnopeus ja valita kärkikulma, joka tukee parhaiten näiden tekijöiden kombinaatiota. Yleisesti ottaen suositaan suurimpia mahdollisia kärkikulmia, jotka tyypillisesti ovat 55° ja 35°, sillä ne tarjoavat parhaan yhdistelmän terän lujuutta, kustannustehokkuutta ja ulottuvuutta.

Asetuskulman ja nirkonsäteen merkitys ulottuvuuden kannalta on myös huomion arvoinen. Työkappaleen muodon mukaan määräytyvän sopivan teräpalan kulman valitseminen auttaa saavuttamaan tarkat lopputulokset. Terän ja työkappaleen väliin tulee jättää vähintään 2°:n päästö, mutta parhaan pinnankarheuden ja terän kestoiän saavuttamiseksi suositellaan käyttämään vähintään 7°:n päästökulmaa.

Pidintä valitessa ensisijaisiksi vaihtoehdoiksi nousevat usein 93° asetuskulmalla varustetut sorvausteräpitimet sekä D-mallin (55°) terät. Mikäli tarvetta on suuremmalle sisäänsyöttökulmalle, V-mallin (35°) terä voi olla sopivampi valinta. Erikoistapauksissa, kuten päädyn muotosorvauksen ja pääteuran koneistamisen yhteydessä, käyttöön voi ottaa sisäsorvausteräpitimen, jonka asetuskulma on 107–117° (asetuslisäkulma –17...–27°). Nämä työkalut on erityisesti suunniteltu takasorvaukseen ja olakkeen koneistukseen vastakkaisessa suunnassa, tarjoten lisäjoustavuutta ja tarkkuutta monenlaisiin koneistustarpeisiin.