Proces dłutowania odbywa się przede wszystkim na maszynach technologicznych zwanych dłutownicami. Tego typu technika wytwarzania stosowana jest także w obróbce kół zębatych (dłutowanie metodą Maaga lub metodą Fellowsa). W omawianej obróbce wykorzystuje się również przystawki do dłutowania, których można użyć na frezarkach. Metodą stosowaną równolegle jest struganie – dłutowanie odróżnia się tym, że przeprowadzane jest przede wszystkim w kierunku pionowym i na krószych odcinkach. W każdym cyklu obróbczym wchodzi w materiał przedmiotu obrabianego i z niego wychodzi. Każdorazowo też zagłębia się w materiał nie w sposób stopniowy, lecz z pełnym przekrojem warstwy skrawanej, co znacząco – negatywnie – wpływa na okres trwałości ostrza narzędzia. Mankamentem tego rodzaju obróbki jest też występowanie ruchu powrotnego (jałowego), który obniża wydajność obróbki.

Powierzchnie i parametry obróbki

Dłutowanie wykorzystuje się do obróbki powierzchni o tworzących prostoliniowych, przede wszystkim zaś do wykonywania prostoliniowych rowków wpustowych zewnętrznych i wewnętrznych, a także do podcięcia, sfazowania i tworzenia kształtów profilowych. Wynika to z faktu, że ruch główny w tym procesie jest ruchem posuwisto-zwrotnym wykonywanym cyklicznie, co zapewnia zachowanie ciągłości obróbki.

W zależności od obrabianego kształtu konieczne może okazać się wykonanie narzędzi o określonej geometrii i zarysie ostrza. Stosowane techniki pozwalają dziś nawet na dłutowanie rowków o zarysie śrubowym, jednak zależy to od możliwości systemu sterowania danej obrabiarki. Ponadto wykonanie takie stoi w opozycji do klasycznej definicji dłutowania, w której podkreślana jest obróbka powierzchni o tworzących prostoliniowych.

 Do parametrów obróbkowych zalicza się grubość i szerokość warstwy skrawanej, prędkość posuwu, prędkość skrawania (roboczego) oraz prędkość ruchu jałowego (powrotnego). Grubość warstwy skrawanej z reguły wynosi od 0,05 do 0,15 mm w zależności od rodzaju obrabianego materiału. Z kolei długość dłutowanego zarysu mieści się przeważnie w zakresie od 2 do nawet 20 mm. W przypadku większych gabarytowo otworów do obrobienia zaleca się przeprowadzenie dłutowania dwuetapowo: obróbką zgrubną i wykańczającą. Etap pierwszy w zakresie jakościowym (dokładność geometryczna, chropowatość powierzchni) ma na celu obróbkę z jak największą wydajnością.

Narzędzia skrawające

Narzędziem skrawającym w procesie dłutowania jest nóż jednoostrzowy. Ponieważ jego szerokość musi odpowiadać żądanej szerokości wykonywanego rowka, można go uznać za narzędzie kształtowe. Fazowanie naroży płytek (0,1–0,2 × 45 stopni) zwiększa ich żywotność w porównaniu do płytek z krawędzią ostrą. Wpust wykonywany jest w kilku przejściach narzędzia.

Nóż jednoostrzowy ma stosunkowo niską cenę, dzięki czemu dłutowanie jest korzystne ekonomicznie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Zestaw obejmuje oprawkę, płytkę skrawającą i wybrany adapter (kwadratowy lub pryzmatyczny) umożliwiający również zastosowanie klasyczne w dłutownicy. Adapter pozwala na kątowe ustalenie narzędzia – w czterech pozycjach pod kątem 90 stopni względem siebie.

Wszechstronne maszyny CNC

Korzystanie z nowoczesnych frezarskich i tokarskich maszyn obróbkowych CNC przy użyciu odpowiednich narzędzi wraz z oprzyrządowaniem technologicznym umożliwia dłutowanie kanałów pod wpusty i wielowypusty (pojedynczo lub jednocześnie), w otworach cylindrycznych i stożkowych (przelotowych lub nieprzelotowych), z fazowaniem lub bez fazowania przy podstawie. Kluczowym aspektem jest tu wykorzystanie napędów posuwowych obrabiarek: w przypadku frezarki w osi Z, a tokarki – w osi X.

W przeszłości w skrajnych wypadkach dłutowanie odbywało się na tokarce z zablokowanym wrzecionem napędu głównego, a operator samodzielnie realizował posuwowy ruch roboczy i jałowy (powrotny) konika z nożem do dłutowania. Nowoczesny sprzęt pozwala na obróbkę otworów kształtowych (np. kwadratowych czy sześciokątnych), a także o zębach spiralnych. Obróbka otworów kształtowych przypomina proces przeciągania – z tą różnicą, że podczas przeciągania narzędzie dokonuje pełnej obróbki w jednym przejściu, a dłutowanie wymaga wielokrotnego powtórzenia cyklu.

Zdecydowanie coraz bardziej powszechne obrabiarki CNC ułatwiają procesy dłutowania i poszerzają możliwości technologiczne. W praktyce nadal wykorzystuje się techniki powszechnie uznawane za niszowe, coraz częściej jednak dokonywane są adaptacje tych bardziej tradycyjnych technik wytwarzania, by umożliwić ich przeprowadzanie na maszynach sterowanych numerycznie. Interesująca wydaje się przyszłość tego typu rozwiązań w kontekście opracowywanego standardu STEP-NC służącego m.in. do programowania obrabiarek CNC.

––--

Artykuł powstał na podstawie materiałów firm S.T.M. Systemy i Technologie Mechaniczne oraz Eurometal, Metaltrade i Jazon, a także publikacji: R. Filipowski, M. Marciniak, Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej, OWPW 2000.