Wymagana wysoka jakość wyrobów, nierzadko o złożonej i zarazem lekkiej konstrukcji oraz nietypowych kształtach, wymusza na producentach stosowanie coraz lepszych materiałów konstrukcyjnych oraz precyzyjnych, wydajnych i opłacalnych sposobów ich kształtowania. W odniesieniu do obróbki skrawaniem wiąże się to, zwłaszcza w ostatnim dziesięcioleciu, z intensywnym rozwojem materiałów narzędziowych (w tym powłok), ciągłym unowocześnianiem konstrukcji narzędzi i obrabiarek oraz systemów sterowania procesem technologicznym i wspomagających jego projektowanie.
Kazimierz Czechowski
Podstawowymi materiałami stosowanymi na ostrza narzędzi są węgliki spiekane i stal szybkotnąca, stosowane w ok. 90% narzędzi skrawających; przy tym udział narzędzi ze stali szybkotnących szacuje się na ok. 40%. W raporcie Global Industry Analysts, Inc., jednej z największych firm w zakresie badań rynku, pt. „High Speed Steel (HSS) Metal Cutting Tools: A Global Strategic Business Report” (kwiecień, 2009), przewiduje się, że udział na rynku narzędzi skrawających ze stali szybkotnących przekroczy globalnie w 2015 roku 6,2 mld USD. Nawet w obliczu zwiększania się popytu na narzędzia z węglików spiekanych, co wynika m.in. ze stosowania wysokich prędkości w obróbce skrawaniem, prowadzonej na obrabiarkach CNC, narzędzia ze stali szybkotnących są nadal ekonomiczną alternatywą, szczególnie w aplikacjach, gdzie jest istotna wytrzymałość narzędzia na zginanie; przy tym coraz częściej na narzędzia wykorzystywane są stale szybkotnące otrzymywane metodą spiekania proszków, a na ich ostrza nanoszone są złożone powłoki dedykowane do konkretnych zastosowań [1].
Przykładem efektywnego wykorzystania stali szybkotnących w obróbce skrawaniem mogą być następujące narzędzia:
- do obróbki kół zębatych; np. frezy ślimakowe i dłutaki Fellowsa,
- do obróbki płaszczyzn i powierzchni krzywoliniowych; np. frezy walcowo-czołowe, frezy kuliste, itd.,
- do obróbki otworów: okrągłych i z rowkami (jednym lub wieloma; prostymi lub śrubowymi) oraz prostokątnych; tj. przeciągacze i przepychacze,
- oraz inne typowe; np. wiertła, rozwiertaki, gwintowniki, pogłębiacze, ostrza pił, itd.
Efektywne wykorzystanie narzędzi wykonanych ze stali szybkotnących uwarunkowane jest właściwym doborem rodzaju (spiekane lub konwencjonalne) i gatunku stali, w wielu przypadkach odpowiednim wyborem rodzaju i struktury powłoki, a także zastosowaniem dostosowanej do przeznaczenia narzędzia geometrii i mikrogeometrii ostrza.
W niniejszym artykule omówiony został rozwój narzędzi skrawających ze stali szybkotnących na przykładzie frezów ślimakowych (w szczególności w wersji klejonej, wykonywanych przez Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania - IZTW), przeznaczonych do obróbki różnego rodzaju uzębień, głównie kół zębatych walcowych, ale także wałków wielowypustowych.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 6 (45) Czerwiec 2011
