OD-vändning

Utvändig svarvning är en av de mest centrala processerna inom skärande bearbetning, där arbetsstyckets ytterdiameter bearbetas för att uppnå önskad form och mått. Genom att använda olika svarvverktyg möjliggör denna metod tillverkning av en mängd olika komponenter, från enkla axlar till komplexa former. Kraven på kvalitet, effektivitet och kostnadseffektivitet inom utvändig svarvning ökar ständigt, vilket gör förståelse för processens grundläggande principer och användning av moderna tekniker avgörande.

De grundläggande metoderna för utvändig svarvning inkluderar längdsvarvning, profilsvarvning och plansvarvning. Vid längdsvarvning fokuserar man på att bearbeta arbetsstyckets längsgående diameter, medan man vid profilsvarvning skapar komplexa former på arbetsstyckets yta och vid plansvarvning bearbetas axelns ändytor eller axelns front så att dessa blir plana. Valet av metod beror på arbetsstyckets krav och vilken typ av komponent som ska tillverkas.

Under de senaste åren har PrimeTurning™-metoden inneburit en betydande innovation inom utvändig svarvning. Med denna teknik kan svarvning utföras i alla riktningar, vilket ger stora fördelar jämfört med traditionella metoder. En av de största fördelarna är möjligheten till högre spånvolym, vilket snabbar upp bearbetningsprocessen och därmed ökar produktiviteten avsevärt. Dessutom möjliggör PrimeTurning™ en mer effektiv spånkontroll, vilket minskar verktygsslitage och förbättrar processens tillförlitlighet.

Spånbrytning är särskilt viktig vid utvändig svarvning, eftersom otillfredsställande spånuppbrytning och bortforsling kan orsaka förslitning på verktyget, försämra ytjämnheten och till och med leda till avbrott i bearbetningsprocessen. Väl utformad spånbrytning förbättrar arbetsstyckets kvalitet och förlänger verktygets livslängd, vilket är särskilt viktigt vid stora serier och krävande material.

En annan avgörande faktor vid utvändig svarvning är processäkerhet. Moderna bearbetningscenter och svarvmetoder (PrimeTurning™) erbjuder avancerade styrsystem och verktyg som säkerställer hög processäkerhet. Detta är särskilt viktigt vid tillverkning av högkvalitativa komponenter där noggranna toleranser och höga krav på ytfinish gäller.

Längdsvarvning

Längdsvarvning är den mest förekommande svarvningsmetoden, kännetecknad av verktygets matningsrörelse parallellt med arbetsstyckets axel. Denna rörelse medför en minskning av arbetsstyckets diameter i takt med bearbetningen. Även om processen kan låta enkel beror dess effektivitet och kvalitet på flera faktorer, bland annat valet av rätt verktyg. Här går vi igenom hur man väljer ett lämpligt verktyg för längdsvarvning och vilka faktorer som är viktiga att ta hänsyn till.

Första steget är att välja verktygsuppspänningssystem. Det valet avgörs främst av bearbetningsfasen. Olika steg, som grovbearbetning och finbearbetning, kräver olika uppspänningssystem. Även arbetsstyckets storlek påverkar valet av uppspänningssystem. Generellt kräver bearbetning av större arbetsstycken ett robustare system än vid precisionsfinbearbetning av små detaljer.

Centrala faktorer vid verktygsval är verktygets form och inställningsvinkel. När det gäller verktygsform är det viktigt att välja så stor spetsvinkel som möjligt. Det förbättrar verktygets hållfasthet och gör bearbetningen mer ekonomisk. Inställningsvinkeln påverkar direkt spånbildningen. En inställningsvinkel på 90 grader ger en spåntjocklek som motsvarar matningen. Mindre inställningsvinklar, som 75-45 grader, ger tunnare spånor och möjliggör därigenom en högre matningshastighet.

Utöver dessa allmänna riktlinjer måste även hållarvalet, det vill säga verktygets orientering i förhållande till arbetsstycket, beaktas. Vid bearbetning mot axelansatser rekommenderas en inställningsvinkel på 91–95 grader. Vanligen rekommenderas modell C (80°) eftersom den ger en bra balans mellan effektivitet och flexibilitet. Modell D (55°) gör det möjligt att både profilsvarva och plansvarva.

Om det inte finns några axlar kan produktiviteten ökas genom att välja en fyrkantig skärinsats och en inställningsvinkel på 75 grader. I detta fall är den extra inställningsvinkeln 15 grader, vilket förbättrar spånbildningen och möjliggör en högre matning.

Att välja verktyg för längdsvarvning är inget enkelt beslut. Det är avgörande att ta hänsyn till många olika faktorer – allt från verktygets fastspänningssystem, dess form och variationer i inställningsvinkeln – för att åstadkomma ett kvalitativt och effektivt resultat. Rätt verktyg snabbar inte bara upp arbetsprocessen, utan förbättrar även ytfinishen på den bearbetade delen och förlänger verktygets livslängd. Inom bearbetning är det samspelet mellan kunnande, erfarenhet och rätt verktyg som säkerställer bästa möjliga resultat.

Formsvarvning

Formsvarvning är en svarvmetod som skiljer sig från traditionell svarvning eftersom arbetsstyckets form, skärdjup, matning och hastighet varierar. Detta gör formsvarvning mer utmanande, eftersom svarvriktning och arbetsstyckets diameter kan variera mycket, vilket ställer höga krav på verktygen. Verktygen måste klara av varierande skärkrafter och skärdjup.

Verktygets egenskaper har stor betydelse för slutresultatets kvalitet vid formsvarvning. När man väljer verktygsform är det viktigt att hitta en balans mellan styrka och ekonomi. Vanliga spetsvinklar är 35° och 55°, där den större vinkeln ger bättre hållfasthet, men är inte lika lämplig för olika former som den mindre vinkeln. Spetsvinkeln har direkt inverkan på verktygets räckvidd, vilket är viktigt att tänka på vid formsvarvning av komplexa former.

Vid val av inställningsvinkel måste arbetsstyckets form beaktas. Målet är att möjliggöra en högkvalitativ ytfinish och optimera verktygets livslängd. Vanligtvis lämnas minst 2° frigång mellan verktyget och arbetsstycket, men för bättre ytjämnhet och längre livslängd rekommenderas minst 7° frigång. Det innebär att inställningsvinkeln (extra inställningsvinkel) blir 83°, vilket bidrar till att minska slitaget på verktyget och höja kvaliteten på arbetet.

Spännet väljs utifrån hur verktyget fungerar bäst mot arbetsstycket. Typiska val är ett spänn med 93° inställningsvinkel (extra inställningsvinkel –3°), vilket passar för de flesta formsvarvningsuppgifter, samt ett D-modell (55°) verktyg, som ger bra styrka och ekonomi. Om verktyget behöver föras in i arbetsstycket i snäv vinkel, är ett V-modell (35°) verktyg ett bättre alternativ. Om spännet behöver arbeta i motsatt riktning mot formsvarvningsriktningen eller vid planspårsvarvning väljs en inställningsvinkel på 107–117° (extra inställningsvinkel –17...27°).

Plansvarvning

Vid plansvarvning, även kallat tvärsvarvning, matas verktyget radiellt mot detaljens centrum. Detta är en av de vanligaste svarvmetoderna, men dess genomförande kräver precision och rätt verktygsval. Vid denna metod uppstår betydande radiella skärkrafter som kan göra att arbetsstycket böjs och börjar vibrera, vilket kan försämra arbetskvaliteten.

Den valda verktygsformen beror till stor del på den önskade inställningsvinkeln samt verktygets räckvidd eller mångsidighet. Det är viktigt att välja så stor spetsvinkel som möjligt för att optimera verktygets styrka och kostnadseffektivitet. Exempelvis påverkar den profil man vill bearbeta direkt valet av verktyg.

Inställningsvinkeln har stor betydelse för hur lyckad plansvarvningen blir. Inställningsvinkeln 75° (extra inställningsvinkel 15°) fungerar ofta som utgångspunkt, men genom att minska inställningsvinkeln (och därmed extra inställningsvinkel) kan en del av de radiella krafterna styras axiellt mot chucken. Detta ger bättre stöd vid bearbetningen och minskar risken för vibrationer. Därför kan en mindre inställningsvinkel i vissa fall vara fördelaktig, särskilt om arbetsstycket lätt böjer sig.

Vid optimering av bearbetning är valet av hållare lika viktigt som valet av verktyg. En fyrkantig skärinsats kombinerad med en inställningsvinkel på 75° (extra inställningsvinkel 15°) ger en bra allmän lösning för många svarvningsuppgifter. Andra mångsidiga lösningar inkluderar en 80° rombisk insats eller en trigoninsats kombinerad med en inställningsvinkel på 95°, där den extra inställningsvinkeln är –5°. Valet av dessa beror på det material som ska bearbetas och arbetsstyckets geometri. Hållaren väljs ofta utifrån hur enkel verktygsbytet är samt hur säkert verktyget sitter fast i hållaren under svarvningen.