Znaczenie gratowania: Co rozumiemy pod pojęciem gratowania?

• Gratowanie metalowych przedmiotów obrabianych jest wymagającym, ale niezbędnym etapem procesu produkcyjnego. Jeśli gratowanie nie zostanie wykonane, ucierpi na tym jakość i funkcjonalność przedmiotu obrabianego.
• Zadziory powstają jako produkt uboczny obróbki skrawaniem. Najtrudniejsze do usunięcia zadziory znajdują się na wewnętrznych lub tylnych stronach przedmiotów obrabianych.
• Do gratowania stosuje się różne metody i procesy, które dobiera się w zależności od materiałów i wymagań dotyczących wyniku.

Gratowanie odgrywa kluczową rolę w wielu gałęziach przemysłu, w tym w obróbce metali, drewna i tworzyw sztucznych. Niniejszy raport skupia się na branżach produkujących metale, takich jak motoryzacja, lotnictwo czy pneumatyka.

Ale czym dokładnie jest gratowanie? Podczas gratowania usuwa się odpryski, strzępienia lub wióry, tak zwane zadziory, z ostrej krawędzi lub powierzchni przedmiotu obrabianego. Ma to wpływ nie tylko na wygląd przedmiotu obrabianego, ale przede wszystkim na jego funkcjonalność i bezpieczeństwo. W zależności od materiału elementu konieczne są różne procesy.

Jak powstaje zadzior? Ten aspekt omówimy w następnej części.

Różne czynniki wpływają na wielkość i charakter zadzioru. Należą do nich rodzaj obróbki (np. zbyt wysokie prędkości posuwu), stan używanego narzędzia (np. tępe ostrze), błędne ustawienia maszyny oraz materiał przedmiotu obrabianego. Istnieją sposoby na uniknięcie lub ograniczenie powstawania zadziorów. Należą do nich wysokiej jakości narzędzia.

Istnieje wiele powodów, dla których zadzior musi zostać usunięty z elementu. Omówimy je w następnej części.

Jeśli zadziory nie zostaną usunięte, funkcjonalność przedmiotu obrabianego może być ograniczona lub mogą wystąpić problemy w dalszej obróbce. Możliwe, że część nie będzie już pasować do innych elementów lub zmniejszy się wydajność gotowego produktu.

Ponadto zadzior stanowi ryzyko dla bezpieczeństwa, a także ryzyko obrażeń dla pracownika. Jeśli zadziory nie zostaną usunięte profesjonalnie, ostre krawędzie mogą prowadzić do skaleczeń u użytkownika. Aby zminimalizować ryzyko obrażeń, niezbędne jest profesjonalne gratowanie ostrych krawędzi.

Jako trzeci aspekt wymieniamy estetykę elementu, która jest zaburzona.

Skoro już zrozumieliśmy powody, przyjrzyjmy się różnym metodom gratowania.

Do gratowania metalu stosuje się różne procesy i metody, które wykorzystuje się w zależności od sytuacji i wymagań. Najpierw należy wybrać między usuwaniem zadziorów na krawędziach zewnętrznych, otworach lub powierzchniach. Dla każdego odchylenia kształtu istnieją odrębne procesy, np. interpolacja, obróbka wibracyjna lub wiercenie stopniowe.

Do procesów gratowania otworów należą:

• Gratowanie ręczne
• Gratowanie mechaniczne
• Gratowanie termiczne (TEM)
• Gratowanie elektrochemiczne (ECM)
• Gratowanie strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem
• Śrutowanie granulatami
• Gratowanie szczotkowe

Poniżej przyjrzymy się tym metodom bliżej.

Gratowanie ręczne

Gratowanie ręczne jest najpowszechniejszą metodą usuwania zadziorów. Wykonuje się je ręcznie i stosuje się je szczególnie w przypadku pojedynczych części lub małych serii. Operator narzędzi do gratowania potrzebuje dużej koncentracji i umiejętności rzemieślniczych. Jest to prosta, elastyczna metoda dla małych partii i niskich wymagań jakościowych, która jednak wiąże się również z pewnymi wadami:

• Gratowanie ręczne jest bardzo czasochłonne
• Wysokie koszty przy dużych seriach
• Odchylenia jakościowe, nieregularne wyniki pracy
• Wysokie ryzyko obrażeń dla operatora

Gratowanie termiczne (TEM)

Podczas gratowania termicznego (TEM) usuwany materiał odparowuje pod wpływem wysokiej temperatury wywołanej reakcją chemiczną. TEM stosuje się szczególnie w przypadku skomplikowanych geometrii, trudno dostępnych obszarów lub dużej liczby otworów. Zewnętrzne i wewnętrzne ostre krawędzie są gratowane jednocześnie w trakcie procesu. Można obrabiać prawie wszystkie materiały utleniające się. W rezultacie otrzymuje się ostre lub lekko zaokrąglone krawędzie otworów. Wielkość komory gratowania ogranicza wielkość lub ilość obrabianych przedmiotów. Należy sprawdzić wpływ ciepła na materiał i geometrię elementu.

Gratowanie elektrochemiczne (ECM)

Podczas gratowania elektrochemicznego (ECM) usuwanie zadziorów odbywa się poprzez anodowe rozpuszczanie metalu. Stosuje się je do prawie wszystkich metali, nawet do hartowanych przedmiotów obrabianych. Ponieważ jest to proces bezkontaktowy z bardzo małym dopływem ciepła, nie dochodzi do zużycia narzędzia, powstawania zadziorów wtórnych ani obciążeń mechanicznych. Maksymalna długość zadzioru jest ograniczona do około 0,3 mm. Część metalowa musi zostać dokładnie oczyszczona przed i po obróbce.

Gratowanie strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem

Podczas gratowania strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem (HDW) jednocześnie gratowane są liczne krawędzie oraz trudno dostępne otwory. Strumień wody pod ciśnieniem do 1000 bar jest precyzyjnie kierowany na obrabiane miejsca elementu. Należy sprawdzić, czy pod wpływem obciążenia mechanicznego nie dochodzi do odrywania się cząstek na krawędzi otworu oraz czy niedostateczne usunięcie zadziorów nie powoduje powstawania szorstkich powierzchni.

Śrutowanie granulatami

Podczas śrutowania granulatami materiały takie jak np. piasek są kierowane z prędkością do 80 m/s na krawędź otworu. Wpływowi podlegają również sąsiednie obszary. Czyszczenie po gratowaniu może stanowić wyzwanie.

Gratowanie szczotkowe

Podczas gratowania szczotkowego zadziory z przedmiotu obrabianego są usuwane za pomocą specjalnych narzędzi szczotkowych. Obsługa jest prosta, a spektrum zastosowań szerokie dzięki różnorodnym wariantom narzędzi. Ograniczenia gratowania szczotkowego dotyczą większych zadziorów, bardzo twardych materiałów oraz trudno dostępnych miejsc.

HEULE opracowuje i produkuje rozwiązania narzędziowe wyłącznie do gratowania mechanicznego z zdefiniowaną krawędzią skrawającą. Ta technologia oferuje liczne zalety w porównaniu z alternatywnymi metodami, takimi jak interpolacja, szczotkowanie, wiertła stopniowe, gratowanie elektrochemiczne czy gratowanie ręczne.

1. Zwiększenie niezawodności procesu: Lepsza jakość dzięki stałemu wynikowi gratowania dzięki zdefiniowanej krawędzi skrawającej
2. Oszczędność kosztów: Niskie koszty kontroli jakości, zmniejszone nakłady logistyczne, niższe koszty inwestycyjne
3. Zmniejszone ryzyko błędów: Eliminacja ręcznych interwencji, takich jak mocowanie przedmiotu obrabianego
4. Skrócenie czasu cyklu: Zautomatyzowany proces we własnym zakresie i eliminacja zewnętrznie wykonywanych operacji gratowania
5. Mniejsze obciążenie maszyn: Wydajniejsze gratowanie zapewnia wolne moce produkcyjne maszyn i mniejsze potrzeby inwestycyjne
6. Zadowoleni pracownicy: Prosta i bezpieczna obsługa narzędzi podczas konserwacji, uruchamiania i eksploatacji

HEULE oferuje różne możliwości usuwania zadziorów. Istnieją narzędzia do różnych średnic otworów, a także do części z otworami poprzecznymi. W razie potrzeby narzędzia są również indywidualnie dostosowywane lub opracowywane.

COFA: Od Ø otworu 2,0 mm: Gratowanie przednie i tylne płaskich i nierównych otworów w jednym przejściu

DL2: Ø otworu od 1,0 mm do Ø 2,1 mm: Gratowanie przednie i tylne płaskich i lekko nierównych otworów w jednym przejściu

X-BORES: Indywidualne rozwiązania do gratowania krzyżujących się otworów, tzw. otworów poprzecznych

Rozwiązania dla Państwa specyficznej aplikacji: Państwa sytuacja aplikacyjna nie jest uwzględniona? Chętnie doradzimy i opracujemy rozwiązanie dostosowane do Państwa aplikacji.

Zakres zastosowania mechanicznych narzędzi do gratowania w praktyce jest szeroki. Szczególnie w produkcji wielkoseryjnej pożądana jest bezpośrednia [integracja z maszyną CNC](https://www.heule.com/de/cnc-entgraten), ponieważ skraca to czasy procesu i znacznie zwiększa niezawodność procesu.

Do klientów HEULE należą znane firmy z następujących branż: motoryzacyjna, lotnicza i kosmiczna, budowa maszyn i urządzeń, transport, technika medyczna. Typowe części mają trudno dostępne krawędzie otworów lub wymagające geometrie. Klasycznym przykładem są widełki, wały korbowe lub felgi aluminiowe.

Często w przemyśle istniejące metody produkcji są zastępowane gratowaniem mechanicznym. Klient zyskuje dzięki gładkim krawędziom poprawę w zakresie czasów procesu i niezawodności procesu.

Podsumowując, można stwierdzić, że części metalowe w przemyśle po produkcji w większości przypadków muszą być gratowane. Z jednej strony ze względów jakościowych, z drugiej strony ze względów bezpieczeństwa. Do gratowania stosuje się różne metody, które wykorzystuje się w zależności od sytuacji i wymagań. Prawidłowy wybór metody gratowania ma kluczowe znaczenie, ponieważ ma ona znaczący wpływ na jakość wyniku i niezawodność procesu.