Forgácsolóképesség

A forgácsolóképesség a szerszámra vonatkozó  komplex jellemző, amely az eszköz forgácsolás közbeni viselkedésének és az előállított  felület minőségének megítélésére vagy minősítésére szolgál vagy

A fenti definíció az alábbi részleteket tartalmazza:

  • a szerszámra vonatkozik, amelybe beletartozik az eszköz élének geometriája, minősége, anyaga és bevonata is;

  • a komplex jelleg azt fejezi ki, hogy nem tanácsos egyetlen jellemzőt kiragadni a forgácsolóképesség jellemzésére;

  • a forgácsolás közbeni viselkedés azt jelenti, hogy  egyszerre kell a különböző jellemzőket figyelni (például erőhatások, anyagleválasztási sebesség, a szerszámot ért koptató hatás stb.);

  • a forgácsolóképesség fogalmába tartozik még a forgácsolással előállított felület minőségét kifejező különböző jellemzők (pontosság, mikrogeometria, rétegtulajdonságok stb.);

  • a forgácsolóképesség megítélése tapasztalati (kvalitatív) úton, verbálisan történik és általában négy tényezőre vonatkozik. Általánosságban jól (kedvezően) forgácsolóképességű az a szerszám, amely kis erőkkel, kedvező forgácsalak képződése közben, megfelelő felületi érdességet állít elő, miközben éltartóssága is kedvező;

  • a forgácsolóképesség minősítése műszeres mérésekkel alátámasztva, kvantitatív úton történik. A minősítés fő és kiegészítő jellemzők meghatározását foglalja magában (lásd 1. ábra).

    1. ábra. A forgácsolóképességet befolyásol és jellemző tényezők rendszere

    A szerszám élgeometriáját az alábbi meghatározó jellemzők alkotják: a homlok- és hátfelület kiképzése, az élszögei, a fő- és mellékél kialakítása stb.. Az élminőség komplex fogalom, amelybe a szabályos élgeometriájú szerszámok élén a forgácsoló pont kis környezetének (vagy bizonyos élszakaszának) mikrogeometriai jellemzői (homlok- és hátfelületének érdessége, éllekerekedése, sorjás volta stb.) és rétegtulajdonságai tartoznak bele.

    A forgácsolóképesség fő jellemzői a kopás és az ebből származtatható éltartam. Az utóbbi - kettős (műszaki és gazdasági) természetéből következően - a legfőbb jellemző.

    A kiegészítő jellemzők egy része a forgácsolás termelékenységével kapcsolatos, mint például a forgácsolási hőmérséklet, az anyagáram (percenként leválasztott forgácstérfogat) stb., másik részük viszont a munkadarab minőségi jellemzőivel (méret-, alak- és helyzetpontosság, hullámosság, érdesség) függenek össze (forgácsolóerő, forgácsalak, felületi érdesség ).

    A szerszámok forgácsolóképessége használat közben folyamatosan változik és ez nagyon fontos értékelési szempont, amikor az eszköz tartós viselkedéséről van szó. A kopás előrehaladásával jellemezhető folyamatot aforgácsolóképesség romlásának,vagy más szavakkal a forgácsolóképesség degradációjának nevezzük. A képesség degradációja mindazon kedvezőtlen hatások összessége, amelyek a szerszám kopása miatt jelentkeznek, vagy - áttételesen - szerepet játszhatnak benne. Ennek felismerhető, mérhető és számításba veendő jelei az alábbiak: a kopás következtében növekvő hőmérséklet, az erő-, a nyomaték- és teljesítményigény fokozódása, a megmunkált felület pontosságának, érdességének és/vagy hullámosságának romlása, a rezgési hajlam növekedése, a forgácsolás keltette erősödő zajhatás stb..

    A szerszám kedvező forgácsolóképessége a kedvező folyamatbiztonság garanciája. A gyártmány előállításakor figyelembe kell venni azt, hogy a szerszám érdesség-előállító képességét milyen mértékben tartja meg, illetve azt, hogy a fellépő erőhatások mennyire függenek a bekövetkező kopástól. Ez egyben a folyamatbiztonság minőségi megfelelőségenek, illetve a gazdaságossági - termelékenységi elvárások feltétele is.

    A 2. ábra a forgácsolási idő (tc, min) függvényében mutatja az esztergált felület ún. magasságirányú érdességjellemzőit (Ra, Rz, Rm, µm), illetve a forgácsoló erőkomponensek (Fc, Fp, N) alakulását. A diagramokból az állapítható meg, hogy a legkorszerűbb bevonatú lapkák érdességtartó képessége az átlagos érdességet tekintve kiemelkedő, az erőhatások pedig csupán az éltartamvég utolsó perceiben növekszenek meg.

    2. ábra. Esztergalapkák forgácsolóképességének romlása
    Munkadarab:     C60 szerkezeti acél (HB220)
    Szerszám:     CNMG 120408-MP alakú, UF1A alapanyagú lapka (gyártó: TaeguTec)
    PVD eljárással felvitt nanokompozit (nACo3) bevonattal
    Forgácsolási körülmények: vc=200 m/min; a=1,5 mm; f=0,2 mm, szárazon

    Amennyiben sikerül modellezni a forgácsolóképesség romlását, a szerszám állapotfelügyeletére kínálkozik lehetőség.