W obróbce CNC jednym z obszarów, który wymaga bardzo wysokiej powtarzalności i kontroli, są operacje związane z wykonywaniem otworów.
To procesy, które łączą w sobie wymagania dotyczące dokładności wymiarowej, stabilności narzędzia oraz właściwego planowania kolejności operacji. Dopiero ich prawidłowe połączenie pozwala uzyskać otwór o parametrach zgodnych z założeniami projektowymi.
W SIM Gdynia na co dzień realizujemy obróbkę otworów w stalach, żeliwach i stopach aluminium – zarówno w prototypach, jak i w produkcji seryjnej.
Każdy z tych materiałów wymaga innego podejścia, a wybór między wierceniem, rozwiercaniem i roztaczaniem zawsze wynika ze specyfiki detalu oraz oczekiwanej dokładności.
W dalszej części artykułu omawiamy, jak w praktyce planuje się i prowadzi proces obróbki otworów w CNC oraz jakie techniki stosujemy, aby utrzymać wymiar, osiowość i jakość powierzchni na wymaganym poziomie.
Spis treści
Dlaczego otwory są tak krytyczne w obróbce CNC?
Otwory są elementem, który przenosi funkcję z projektu na realną część. W typowych komponentach maszynowych służą do:
- Łożyskowania wałków i osi,
- pozycjonowania kołkami i tulejami,
- realizacji połączeń śrubowych,
- prowadzenia mediów (olej, chłodziwo, powietrze).
Dla każdej z tych funkcji inne będą wymagania co do tolerancji, chropowatości i współosiowości.
Otwór pod zwykłą śrubę może mieć tolerancję „warsztatową”, ale gniazdo pod łożysko toczne w korpusie przekładni wymaga specyficznego pasowania z tolerancją rzędu kilku–kilkunastu mikrometrów.
To dlatego obróbka CNC otworów rzadko kończy się na samym wierceniu.
Wiercenie, rozwiercanie, roztaczanie – co, za co odpowiada?
W uproszczeniu można powiedzieć, że:
- Wiercenie tworzy otwór „bazowy”,
- roztaczanie koryguje jego tor i geometrię,
- rozwiercanie finalizuje wymiar i chropowatość.
Wiercenie zapewnia dokładność wystarczającą do większości otworów montażowych. Gdy wymagane są precyzyjne pasowania, proces rozszerza się o kolejne etapy: po wierceniu otwór roztacza się w celu skorygowania kierunku, a wymiar końcowy uzyskuje dzięki rozwiercaniu.
Roztaczanie jest szczególnie ważne tam, gdzie kilka otworów musi zachować wzajemną geometrię lub gdy otwór pełni funkcję pozycjonującą – pozwala usunąć błędy powstałe podczas wiercenia i przygotować otwór do dokładnego wykończenia.
Rozwiercanie – stabilny sposób na dokładny wymiar
Skuteczne rozwiercanie wymaga pozostawienia właściwego naddatku po wierceniu.
Zbyt mały naddatek uniemożliwia skrawanie, a zbyt duży powoduje drgania i pogorszenie jakości powierzchni. Odpowiednia wartość zależy od średnicy i materiału, dlatego dobiera się ją zgodnie z zaleceniami producenta narzędzia.
Parametry pracy rozwiertaka różnią się od wiercenia. Obroty są niższe, a posuw większy, co poprawia równomierność powierzchni i stabilność procesu.
Przy otworach głębokich lub w materiałach trudnych w obróbce stosuje się rozwiertaki z chłodzeniem wewnętrznym, które zapewniają lepsze odprowadzanie ciepła i dłuższą trwałość narzędzia.
Roztaczanie – precyzyjna korekcja geometrii
Roztaczanie stosuje się tam, gdzie samo wiercenie nie gwarantuje zachowania osiowości lub poprawnej geometrii otworu.
Pozwala skorygować tor otworu i przygotować go do dalszego wykończenia. Wykorzystujemy je m.in. przy gniazdach łożyskowych, otworach osiowych i układach, w których kilka otworów musi zachować dokładne wzajemne położenie.
Głowice roztaczające umożliwiają precyzyjne ustawienie średnicy, co ułatwia utrzymanie tolerancji nawet przy bardziej wymagających aplikacjach.
Pasowania i tolerancje – jak połączyć ISO fits z realiami obróbki CNC
System pasowań ISO z bazą na otworze (na przykład H7, H8) jest standardem w projektowaniu elementów maszynowych.
Dla średnic rzędu 10–50 mm tolerancja H7 to zazwyczaj kilka–kilkanaście mikrometrów – poziom, którego nie osiągniemy w powtarzalny sposób samym wierceniem.
W SIM Gdynia stosujemy prostą zasadę – jeżeli otwór ma krytyczne pasowanie, z założenia planujemy dodatkową operację rozwiercania lub roztaczania.
Konstruktor dzięki temu zyskuje pewność, że jego pasowanie będzie odzwierciedlone w realnym detalu, a my że proces obróbki CNC jest stabilny i przewidywalny.
Podsumowanie
Precyzyjna obróbka otworów wymaga dobrze zaplanowanej kolejności operacji i świadomego doboru narzędzi. W praktyce najważniejsze znaczenie ma jakość pierwszego przejścia, kontrola geometrii na etapie roztaczania oraz powtarzalność wymiaru uzyskiwana rozwiercaniem.
Najczęściej analizujemy:
- Wymagania funkcjonalne otworu i związane z nimi tolerancje
- przewidywany łańcuch operacji i dostępność narzędzi
- sposób pomiaru i kontrolę stabilności procesu
W SIM Gdynia łączymy te elementy w jeden spójny proces technologiczny, dzięki czemu jesteśmy w stanie utrzymać zarówno wymiar, jak i geometrię otworów w wymaganych tolerancjach – niezależnie od materiału, serii czy złożoności komponentu.