Gratowanie to proces usuwania drobnych i ostrych nierówności, znanych jako zadziory, z obrabianych produktów metalowych. Jeśli w Twoim warsztacie regularnie obrabia się części to prawdopodobnie miałeś do czynienia z niepożądanymi zadziorami na obrabianych przedmiotach. Te niedoskonałości są nieestetyczne, a co ważniejsze, zmniejszają funkcjonalność i bezpieczeństwo każdej z nich. Potrzebujesz niezawodnego sposobu na usunięcie zadziorów i zapewnienie gładkich, wysokiej jakości komponentów. Mogą służyć do tego narzędzia ręczne zwane gratownikami z odpowiedniki końcówkami - ostrzami.

Procesy obróbki skrawaniem kształtują kawałek metalu w różny sposób. Tłoczenie, na przykład, polega na wciskaniu obrabianego przedmiotu w matrycę, podczas gdy frezowanie wykorzystuje obracające się narzędzie do usuwania metalu z obrabianego przedmiotu. Procesy takie jak ten nie zawsze działają idealnie - mogą pozostawiać małe narosty lub wypukłości metalu, znane jako zadziory. Zadziory inaczej grat pogarszają jakość gotowej części, jeśli nie zostaną usunięte. Po obróbce skrawaniem lub spawaniu, gratowanie usuwa te niedoskonałości, aby uzyskać gładką, niezawodną część metalową.

Co powoduje powstawanie zadziorów?

Zadziory są bardzo częstym zjawiskiem podczas procesu obróbki skrawaniem. Zadziory mogą pojawić się na kilku różnych etapach obróbki:

• tłoczenie,
• formowanie,
• odlewanie,
• spawanie,
• prasowanie,
• toczenie,
• frezowanie,
• szlifowanie,
• wiercenie,
• grawerowanie,
• cięcie plazmowe,
• cięcie strumieniem wody,
• cięcie laserem.

Jak usunąć zadziory z metalu?

Na szczęście gratowanie jest stosunkowo łatwe przy użyciu odpowiednich narzędzi i technik. Gratowanie może przybierać kilka różnych form w zależności od metalu i danego zastosowania.

Gratowanie ręczne

Gratowanie ręczne jest najbardziej powszechną i ekonomiczną metodą usuwania zadziorów. Przy gratowaniu ręcznym doświadczeni technicy skrobią lub polerują zadziory z kawałków metalu ręcznie, przy użyciu prostych narzędzi. Choć proces ten jest łatwy, jest czasochłonny i może znacznie obniżyć wydajność.

Gratowanie mechaniczne

Mechaniczne gratowanie używa maszyny do gratowania, aby zetrzeć zadziory. Metoda ta jest droższa, ale znacznie bardziej efektywna niż gratowanie ręczne, dlatego jest popularną opcją w obróbce skrawaniem.

Gratowanie termiczne

Gratowanie termiczne wykorzystuje gazy palne do generowania energii cieplnej i zasadniczo wypala zadziory z metalu. Proces ten jest często idealny do usuwania najtrudniej dostępnych zadziorów - na przykład tych w pęknięciach lub szczelinach - lub do usuwania zadziorów na wielu powierzchniach jednocześnie.

Gratowanie elektrochemiczne

Gratowanie elektrochemiczne wykorzystuje roztwór soli lub glikolu do przewodzenia energii przez zadziory. Energia elektrochemiczna usuwa zadziory, pozostawiając otaczający metal w stanie nienaruszonym. Proces ten jest najbardziej przydatny przy obróbce bardzo trudnych metali, przy docieraniu do trudno dostępnych miejsc lub przy zapewnieniu wysokiej precyzji usuwania zadziorów.

Jak działa gratownica?

Typowa gratownica zawiera jedno lub więcej narzędzi do wygładzania nierówności z obrabianego metalu. Orientacja narzędzi pozwala na uzyskanie jednolitej, wysokiej jakości gratowania. Wiele maszyn do gratowania wykorzystuje głowice szczotkowe, tarczowe lub taśmowe do usuwania zadziorów z obrabianych elementów. Niektóre maszyny używają pojedynczej głowicy, podczas gdy inne, bardziej zaawansowane maszyny używają kilku:

Głowice szczotkowe

Obracające się głowice szczotkowe działają skutecznie na małych, delikatnych częściach, ponieważ mogą usunąć niepożądane zadziory bez uszkadzania metalu lub jego powłok powierzchniowych. Są one również bardzo skuteczne w zaokrąglaniu krawędzi i zazwyczaj mogą obracać się o 360 stopni, aby dotrzeć do trudno dostępnych miejsc na obrabianym przedmiocie.

Głowice tarczowe

Głowice tarczowe są również dobrze przystosowane do małych, delikatnych części. Ich obracające się podkładki tworzą charakterystyczny wzór, który pomaga zapobiegać pękaniu obrabianego elementu pod wpływem naprężeń.

Głowice taśmowe

Pasy poruszają się na stale obracających się bębnach. Mają one doskonały zasięg i mogą skutecznie usuwać zadziory z krawędzi i boków obrabianego przedmiotu. Ich wadą jest jednak to, że choć dobrze nadają się do usuwania zadziorów pionowych, mogą czasami przesuwać materiał na boki detalu, tworząc nowe zadziory boczne.

Jedną z zalet stosowania gratownicy jest różnorodność konfiguracji, jakie oferuje. W wielu maszynach narzędzia do gratowania składają się z włókien poliamidowych pokrytych szorstkimi materiałami ściernymi, podobnymi do ziaren papieru ściernego. Materiały ścierne ścierają zadziory, pozostawiając obrabiany metal gładkim.

Różne wielkości ziarna i materiały są odpowiednie dla różnych twardości metalu i wielorakich zastosowań. Maszyny do gratowania mogą być również pracować na mokro lub sucho. Niektóre pyły z obrabianych materiałów są łatwopalne, a iskra pochodząca ze szlifowania metalu może je łatwo zapalić. Maszyna do pracy na mokro w trakcie obróbki zwilża pył, aby zapobiec jego zapaleniu.

Jak można wybrać odpowiednią maszynę do danego zastosowania? Wybór będzie zależał od charakteru części, które najczęściej obrabiasz. Rozmiar części, rodzaj metalu, powłoki takie jak farba lub okładziny oraz pożądana jakość gotowego elementu określą poziom gratowania jakiego potrzebujesz. Na przykład, w przypadku niektórych części można jedynie usunąć zadziory pionowe, pozostawiając zadziory boczne. Przy wyższych wymagań jakościowych - w przemyśle lotniczym i kosmicznym lub medycznym - potrzebna jest bardziej zaawansowana maszyna, która może zapewnić zaawansowane, kompleksowe gratowanie.

Dlaczego gratowanie jest konieczne?

Obrabiany element, który zawiera zadziory jest wadliwy. Zadziory pogarszają funkcjonalność, żywotność i bezpieczeństwo obrabianej części. Mogą one powodować liczne problemy z jakością części, takie jak:

• pęknięcia i uszkodzenia materiału,
• zwiększone naprężenia miejscowe,
• zmniejszona odporność na pęknięcia,
• słabe osadzenie elementów złącznych
• uszkodzenie elementów złącznych,
• zwiększona podatność na korozję,
• zwiększone ryzyko wyładowań elektrostatycznych,
• niepożądane tarcie i ciepło,
• zwiększone zużycie powierzchniowe,
• problemy z smarowaniem,
• ogólne obniżenie bezpieczeństwa.

Gratowanie usuwa te wady, tworząc bezpieczniejszą, bardziej funkcjonalną i estetycznie wyglądającą część. Mechaniczne gratowanie za pomocą maszyny eliminuje również potrzebę ręcznego szlifowania i wygładzania. Zwiększa to wydajność, zmniejsza zużycie materiału i poprawia wyniki końcowe.

Gratowanie zazwyczaj odbywa się jako część bardziej kompleksowego procesu wykańczania, który zazwyczaj obejmuje inne techniki, takie jak:

• odżużlanie,
• łamanie krawędzi,
• szlifowanie,
• odkamienianie przed malowaniem i dalszą obróbką.

Wykończenie służy również jako ostateczny punkt kontroli jakości części przed malowaniem lub wysyłką.

4 proste wskazówki dotyczące gratowania metalu

Teraz, gdy już omówiliśmy podstawy gratowania metalu, przejdźmy do kilku prostych strategii, które możesz wykorzystać, aby uczynić ten proces szybszym i bezpieczniejszym.

1. Rozważ automatyczne gratowanie

Po zakończeniu cięcia blachy lub innej części przez maszynę, wielu metalowców ręcznie gratuje ją, czekając na zakończenie obróbki kolejnego elementu. Problem z tym podejściem polega na tym, że żaden człowiek nie może dorównać tempu i spójności automatycznego systemu gratowania. Ręczne szlifowanie metalowych części w celu ich gratowania wymaga dużych ilości czasu i wysiłku, spowalniając proces produkcyjny. Gratowanie części ręcznie prowadzi również do różnych wykończeń dla każdego produktu, zmniejszając spójność i ogólną jakość elementów, które wykańczasz. Wreszcie, co nie mniej ważne, ręczne szlifowanie może z czasem powodować powtarzające się urazy ruchowe, co czyni je zagrożeniem dla bezpieczeństwa pracowników obróbki metali.

Jeśli chcesz zmaksymalizować wydajność, powtarzalność i bezpieczeństwo swoich procesów gratowania, zalecamy rozważenie automatycznego gratowania. Automatyczne maszyny do gratowania mogą wykańczać elementy metalowe znacznie szybciej niż systemy szlifowania ręcznego, zapewniając jednocześnie gładkie, jednolite wykończenie każdego elementu.

2. Stosowanie cieczy chłodząco-smarujących

Płyny i smary chłodząco-smarujące są zwykle sprzedawane jako oleje, ale występują również w postaci żeli, past i aerozoli. W odniesieniu do gratowania metalu, celem płynu jest złagodzenie poziomu oporu i ciepła pomiędzy metalem a gratownikiem. W dłuższych okresach użytkowania, maszyny do gratowania metalu generują ogromne ilości ciepła. Często zmusza to metalowców do wyłączenia swoich systemów do gratowania, aby umożliwić schłodzenie narzędzia w celu uniknięcia odprysków i uszkodzeń spowodowanych tarciem. Zastosowanie w tych maszynach cieczy chłodząco-smarujących pozwala na dłuższe działanie operacji szlifowania. Płyny chłodząco-smarujące mogą również zwiększyć szybkość gratowania, redukując jednocześnie zużycie narzędzia i tarcie, co skutkuje szybszą i bardziej ekonomiczną obróbką części.

3. Używaj szczotek obrotowych do części metalowych z powłokami powierzchniowymi

Jeśli Twój warsztat koncentruje się na produkcji części metalowych z okładzinami, powłokami cynkowymi lub laserowymi powłokami powierzchniowymi, prawdopodobnie przekonasz się, że większość gratowników uszkadza te powłoki. Tu z pomocą przychodzą szczotki obrotowe. Te wielokierunkowe maszyny szczotkowe równomiernie gratują i wykańczają krawędzie elementów wycinanych laserowo, wykrawanych i obrabianych maszynowo w jednym przejściu, oszczędzając czas i pieniądze. Co ważniejsze, maszyny te są stosunkowo nieszkodliwe dla powłok powierzchni metalowych, co pozwala na zwiększenie wydajności systemu gratowania bez uszczerbku dla jakości.

4. Równoczesne gratowanie i wykańczanie

Jednym z największych błędów produkcyjnych popełnianych przez metalowców jest rozdzielanie procesów wykańczania, które mogą być wykonywane w tym samym czasie. Z odpowiednim sprzętem, można gratować i wykańczać części metalowe jednocześnie. Może to być osiągnięte np. poprzez konfigurację maszyny z kombinacją głowic taśmowych i szczotkowych. Maszyny takie mogą zaoszczędzić Twojemu warsztatowi znaczną ilość czasu i wysiłku poprzez wykonanie dwóch istotnych etapów wykańczania jednocześnie, zwiększając wydajność procesu i rentowność.