23 października 2021


Obróbka szybkościowa (ang. HSM – High Speed Machining, HSC – High Speed Cutting) kojarzona jest przede wszystkim z obróbką wykańczającą, ze względu na dokładność obróbki i możliwe do osiągnięcia chropowatości powierzchni obrobionej. Specyficzną odmianą obróbki szybkościowej jest zgrubna obróbka wydajnościowa HPM (ang. High Performance Machining).

Radosław Morek

Obróbka HPM to obróbka z możliwie największymi wartościami głębokości i szerokości skrawania. Celem jest osiągnięcie jak największego tempa usuwania materiału [cm3/min], a taka obróbka sprawdza się w zakresie obróbki zgrubnej. Z założenia obróbka zgrubna nie stanowi etapu końcowego i konieczna jest po niej obróbka kształtująca oraz wykańczająca, które to realizuje obróbka szybkościowa HSM. Połączenie HPM i HSM, tam gdzie to jest uzasadnione, stanowi ciekawe rozwiązanie podnoszące wydajność i skracające czas obróbki, np. formy.  
W obróbce HSM każdy przypadek należy rozpatrywać indywidualnie, ze względu na wieloczynnikowy charakter jej definiowania. HSM umożliwia obróbkę zróżnicowanych gabarytowo przedmiotów, elementów cienkościennych, materiałów twardych (o twardości powyżej 45 HRC). Określenie czy coś stanowi obróbkę HSM czy nie, bazuje na arbitralnie przyjętych założeniach, które ulegają zmianom. Przykładem jest poniższe zestawienie [5, 6]:

  • prędkość obrotowa napędu głównego n > 10.000 obr/min,
  • umowny wskaźnik określany jako iloczyn średnicy wewnętrznej i maksymalnej prędkości obrotowej wrzeciona – jeżeli wartość iloczynu przekracza 2.000.000,
  • częstotliwość zagłębiania się ostrzy narzędzia w przedmiot obrabiany – zbliżona do częstotliwości drgań własnych układu,
  • stosunek mocy napędu do wartości prędkości obrotowej wrzeciona < 0,0005 kW|obr/min ,
  • prędkość skrawania: vc >1000 m/min, przy czym dla różnych obrabianych materiałów mogą to być inne wartości graniczne;

Korzyści ze stosowania obróbki szybkościowej są oczywiste. Jednak aby je uzyskać należy odpowiednio wdrożyć tę obróbkę oraz właściwie opracować procesy technologiczne z jej wykorzystaniem.

zmiennosc kata opasania
Rys. 1   Zmienność kąta opasania narzędzia przy obróbce: a) powierzchni wypukłej, b) naroża, c) płaszczyzny, d) powierzchni wklęsłej;

Obróbka form i matryc polega często na frezowaniu kieszeni w opcji 2 i 2,5D. Typowa, określana mianem klasycznej, to obróbka, w której przebieg ścieżki narzędzia odpowiada zarysowi konturu kieszeni. Odległość między kolejnymi przejściami narzędzia jest stała i taki układ jest realizowany na każdej głębokości obróbki. Przy frezowania kieszeni w formach wykorzystywany jest przede wszystkim frez palcowy, który w obróbce zgrubnej pracuje z reguły połową szerokości narzędzia i ze stałą głębokością skrawania. W programach i systemach CAM każde przejście jest definiowane z tą samą wartością posuwu. Przy takich założeniach nie ma korelacji z obciążeniem, jakiemu poddawany jest frez w danym punkcie obróbki.


cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (96) wrzesień 2015