Sekalaista tietoa työstöstä

Tälle sivulle kerään tietoa jyrsimisestä.  Täydentelen sitä tarpeen mukaan
Käsitteitä
Yleisesti käytössäoleva mittayksikkö on hakasuluissa [ ]
Kaavat on laadutettu siten, että kun niihin annetaan arvot yleisesti käytössäolevina yksikköinä, tulokset ovat myös.
Terän halkaisija D [mm] Terän halkaisija on terän pyöriessä suurimman leikkavan särmän piirtämän ympyrän halkaisja.  Esim kartiomallisilla terillä halkaisija riippuu siitä kuinka syvällä työstetään. Eli terän halkaisja ei välttämättä ole suurin halkaisija, vaan se riippuu tyästötavasta ja terän muodosta
Kierrosluku n [r/min] (G-koodissa S) Yleensä karan pyörimisnopeus.
Leikkuunopeus v [m/min]
Lastuamisnopeus
Leikkuunopeus on terän leikkaavan särmän kehänopeus. Leikkuunopeus riippuu useista eri tekijöistä mm. työstettävästä materiaalista, terän geometriasta ja terän materiaalista.  Terän valmistaja antaa yleensä leikkuunopeudelle suositukset eri materiaaleille ja työstötavoille. Näitä voi pitää ohjeellisina arvoina.  Oman kokemuksen mukaan kannattaa aloittaa 50-70% suositelluista arvoista ja lisätä vauhtia sitten, kun saadaan lisää kokemuksia.

Voidaan laskea edellisistä:
v = 3,14 * D * n / 1000 [m/min]

Toisinpäin:
n = v *1000 / (3,14 * D ) [r/min]
Hammasluku zn [kpl]
Tehollinen hammasluku zc [kpl]
Jyrsimen leikkaavien hampaiden lukumäärä.  Hammaluku ei aina ole sama kuin esim. teräpalojen lukumäärä.  Esim kiekkomallisessa urajyrsimessä saattaa olla 10 teräpalaa, joita jokatoinen leikkaa vasemman reunan ja jokatoinen oikean reunan. Tällöin tehollinen hammasluku on 5. Näissä tapauksissa valmistaja yleensä ilmoittaa tehollisten hampaiden määrän. Yleensä zc=zn
Hammassyöttö fz  [mm/hammas] Useimmiten terävalmistajien luetteloissa syöttö ilmoitetaan hammasta kohti.
Syöttö f [mm/min] (G koodissa F) Tarkoittaa yleisesti ratanopeutta. Nopeus jolla terää syötetään työkappaleeseen. Akselin suuntaisissa liikkeissä akselin nopeus on sama kuin ratanopeus. Ympyrän ajossa akselien nopeudet muuttuvat, mutta ratanopeus pysyy vakiona.

Voidaan laskea edellisistä:
f = n * fz * zc [mm/min]
Kierroskohtainen syöttö fn [mm/r] Matka, jonka työkalu  liikkuu yhden kierroksen aikana.

Voidaan laskea edellisistä:
fn = fz * zc [mm/r]
Terän kulmia
Teräkulmatalfa on päästökulma, aina positiivinen. Suurempi päästökulma => kevyempi leikkuu, huonompi kestävyys

gamma on rintakulma. Voi olla sekä positiivinen, että negatiivinen. Suurempi rintakulma => kevyempi leikkuu, huonompi kestävyys
Nirkko, nirkon säde re [mm]
NirkkoNirkko on  teräpalan tai jyrsimen leikkava nurkka. Nirkonsäteet ovat yleensä sarjassa 0,4, 0,8, 1,2, 1,6 mm.  Nirkko voi olla suurempikin palatyypistä riippuen.
Jyrsimen osia Otsa, lieriöpinta, varsi (lieriä, Weldon)
Myötä- ja vastajyrsintä
JyrsintäJyrsittäessä työkappaleen syöttösuunta on jyrsimen pyörimisuunnan kanssa joko myötä- tai vastakkaisuuntainen.
Myötäjyrsinnässä (oikeanpuoleinen kuva) syöttöliike on samansuuntainen kuin jyrsimen pyörimisliike, vastajyrsinnässä vastakkainen.

Myötäjyrsintä, suositelyava työstötapa
+ Aluksi suuri lastunpaksuus => ei hankausta
+ Voimat painavat kappaletta alustaa vastaan
+ Terään tarttuneet lastut katkeavat
+ Voidaan käyttää lähes kaikilla koneilla pienillä lastun paksuuksilla, esim viimeistelyyn
- Vaatii tukevan kiinnityksen ja koneen (ei välyksiä)

Vastajyrsintä:
+ Sopii "väljille" koneille
- Aluksi pieni lastunpaksuus => hankausta, lämpöä
- Suuret lastuamisvoimat painavat jyrsintä ja kappaletta erilleen toisistaan
- Lastuamisvoimat pyrkivät nostamaan työkappaleen alustasta
- Terään tarttuneet lastut saattavat rikkoa työkalun
Erilaisia teriä
TappijyrsinTappijyrsin, halkaisja alue 25 mm asti. Varsi lieriömäinen. Materiaalina pikateräs (HSS) tai kovametalli. VarsijyrsinVarsijyrsin, halkaisijat jopa 50 mm asti. Pikateräksisissä usein morse-kartio, nykyisin useimmiten kääntöpaloilla varustettuja "Turbo"-jyrsimiä KiekkojyrsinKiekkojyrsin. Pienimmät (< 50 mm) pikateräksestä, suuremmat  kovametallikääntöpalolla.  Urien ja olakkeiden  jyrsintään
TeräpääTeräpää. Varustettu kääntöpaloilla. Asetuskulma 10 - 75 astetta. Halkaisjat 40 - 500 mm. Tasojen jyrsintään SiilijyrsinSiilijyrsin Halkaisijat 20 - 80 mm. Käytetään reunojen jyrsintään. KulmajyrsinKulmajyrsin, kuten teräpää, mutta asetuskulma 90 astetta. Halkaisijat 50 - 250 mm. Olakkeiden ja tasojen jyrsintään
Teräaineita
Pikateräs, HSS Pikateräksiä käytetään pehmeiden teräksien sekä  ei rautametallien koneistukseen silloin, kun koneen teho ei riitä kovametalliterien täyskäyttöön.  Pikateräksiset porat ja kierretapit ovat yleisesti käytössä. Leikkuunopeus teräksellä 15-30 m/min

HSS Co. Kobolttiseosteinen pikateräs, Yleisimmät seossuhteet ovat 5% ja 8%.  Hyvä lämmönkestävyys, sallii 20-30% suuremman leikkunopeuden.

HSS-E. Runsaammin vanadiinilla seostettu pikateräs. Erittäin kestävä leikkausterävyys. Sopii hyvin hienotyöstöön ja kalvintaan.

PM-HSS.  Pulverimeneteömällä valmistettu hienorakeinen pikateräs.  Keskikovien ja kovien aineden vaikeasti työstettävien aineiden työstöön.
Kovametalli Kovuutensa ja kulumiskestävyyden sekä korkeissakin lämpötiloissa lastuavana säilymisensä ansiosta kovametalli on yleisin teräaine.  Käytännössä se esiintyy teräpaloina, jotka eri menetelmin kiinnitetään teräpäihin. Kovametalli säilyttää leikkaavat ominaisuutensa vielä noin 900-1000 celsius-asteen lämpötiloissa ja siten sallii suuria lastuamisnopeuksia ja –tehoja. Kovametalli on kuitenkin iskun- ja tärinäkestävyydeltään huonompi kuin esimerkiksi pikateräs.  Kovametalli päällystetään usein erilaisilla monikerrospäällysteillä, jotka parantavat kulumiskestävyyttä ja parantaa pinnan liukominaisuuksia.  
Leikkuunopeus teräksellä 70-400 m/min
Keraami Keraamit ovat kehittyneet voimakkaasti ja niiden käyttö lisääntyy erityisesti valurautojen ja kovien teräksien lastuamisessa sarjatuotannossa. Keraamisten teräaineiden suuri etu on hyvä lämmönkestävyys. Tästä syystä niillä voidaan lastuta kaksin- tai kolminkertaisilla nopeuksilla kovametalliin nähden. Tosin keraamiset teräaineet eivät kestä värähtelyjä yhtä hyvin kuin kovametallit, joten ne vaativat teränpitimiltä ja koneilta jäykempää rakennetta värähtelyn estämiseksi. Leikkuunopeus valuraudalla 300-1200 m/min
Boorinitridi, CBN Keinotekoinen,  superkova  aine, joka valmistetaan heksagonaalista boorinitridistä eli valkoisesta grafiitista korkean paineen ja lämpötilan alaisuudessa. Tällöin muodostuu hyvin kestävän boori- ja typpiatomin välinen kemiallisen sidoksen kautta kova timantin kaltainen kidemäinen aine. Boorinitridi esiintyy kääntöpaloissa joko kovametallipalaan istutettuna nurkkana tai koko rintapinnan päällysteenä.  Käytetään viimeistellyyn, koska kestää erittäin hyvin kulumista.
Leikkuunopeus valuraudalla 1000-2000 m/min
Cermet Cermetit ovat keraamisten kovien faasien, kuten nitridien, karbonitridien ja karbidien sekä sideaineen (metalli) muodostamia monimutkaisia seoksia. Ne valmistetaan kovametallien ja keramiikkojen tapaan pulverimetallurgisesti.  Cermetit ovat hauraita ja siksi soveltuvat hyvin rautametallien työstöön edullisissa olosuhteissa esim viimeistelyyn.
Laikkuunopeus teräksellä 80-500 m/min
Pinnoitteet
TiN Tin -pinnoite on hyvä yleispinnoite moneen käyttötarkoitukseen. Alhainen kitka helpottaa lastun kulkua ja pienentää leikkuuvoimia, sekä ehkäisee kappaleen lämpenemistä. Vahva adheesio perusaineeseen ja tiheä mikrorakenne sekä suuri kovuus ehkäisevät kulumista ja halkeilua leikkuu- ja kulutuspinnoissa. Varsi- ja otsajyrsimissä on mitattu 2-5 kertaisia käyttöikiä verrattuna pinnoittamattomaan. Kierretyökaluissa päästään 4-10 kertaisiin kestävyyksiin. Muovaavissa työkaluissa ja kone-elimissä voidaan saavuttaa jopa 50 kertaisia pinnan kestävyyksiä. Nämä ominaisuudet korostuvat vaillinaisesti jäähdytetyissä/voidelluissa kohteissa. Lisäksi myös pinnanlaatu ja mittatarkkuus paranevat.  Pinnoitteen väri on kullan keltainen.
TiCn TiCN -pinnoite tarjoaa suuremman kovuuden ja matalamman kitkakertoimen kuin TiN pinnoite. Alhaisempi käyttölämpötila (380 °C) rajoittaa kuitenkin TiCN:n käytön kohteisiin jossa lämpötila ei nouse liian korkeaksi, tai joissa hyvä jäähdytys on mahdollinen. Leikkurin ja lävistimen terät ovat hyvä esimerkki.. Useimmiten TiCN pinnoite esiintyy monikerrospinnoitteissa johtuen huonosta lämmön kestosta.
TiAlN Pronssin värinen tai musta pinnoite on kova ja lämmönkestävyydeltään pinnoitteista paras. TiAlN -pinnoitteella on myös matala lämmönjohtavuus. Tämä on eduksi kun työstetään korkeissa lämpötiloissa. TiAlN -pinta eristää työkalun ja lämpö jää poistettavaan lastuun. Erityisesti irtosärmää vastaan kamppailtaessa voidaan särmän lämpötila usein nostaa riittävän korkealle, jotta ongelmasta päästään. Käyttöesimerkeistä tyypillisiä ovat suurnopeustyöstöön tarkoitetut lastuavat terät, kuumat taontamuotit ja puristus- ja valumuotit.
Työstöarvoja Leikkuunopudet riippuvat suuresti materiaalista, jyrsimen mallista, työstötavasta, koneen tukevuudesta jäähdytyksestä....
Alueen pienemmät nopeudet  ja suuremmat syötöt rouhintaan, suuremmat nopeudet ja pienemmät syötöt viimeistelyyn.  Syötöt pätee yli 6 mm jyrsimille
Normaali rakenneteräs Kovametalli 100 - 400 m/min, syöttö 0,05 - 0,30 mm/hammas
HSS 15 - 30 m/min, syöttö 0,05 - 0,20 mm/hamma
Ruostumaton teräs Kovametalli 80 - 200 m/min
HSS  10 - 20 m/min
Harmaa valurauta Kovametalli 100 - 250 m/min, syöttö 0,10 - 0,25 mm/hammas
HSS  10 - 25 m/min, syöttö 0,10 -0,15 mm/hammas
Alumiini Kovametalli 700 - 800 m/min, syöttö 0,05 - 0,30 mm/hammas
HSS  50 - 130 m/min, syöttö 0,05 - 0,30mm/hammas
Kupari Kovametalli  100 - 400 m/min, syöttö 0,05 - 0,15 mm/hammas
HSS 20 -  40, syöttö 0,05 - 0,20 mm/hammas
Muovit Suositellaan 1- tai 2-leikkuinen terä, leikkuusyvyys 0,2- 0,3*D
Kovametalli  500 - 1000 m/min, syöttö 0,05 - 0,10 mm/hammas

HSS 80 - 150, syöttö 0,05 - 0,20 mm/hammas

Lähteet:
Sandvik Coromant
Grinding Center GC Oy