19.3 Scula de tăiere

Forma de bază a sculei de tăiere este o pană. Cuțitul de bucătărie și foarfecele de birou sunt exemple de unelte de tăiere obișnuite care au o formă de pană (Fig. 3) cu două fețe care se întâlnesc la o muchie ascuțită numită muchie de tăiere. Muchia și ascuțimea sa concentrează energia mecanică în material, facilitând îndepărtarea. În timp ce cuțitul de bucătărie este subțire (unghi mic de pană între cele două fețe ale uneltei) și este suficient de puternic pentru a tăia materiale moi, materialele de inginerie sunt mult mai rezistente și, prin urmare, este nevoie de a face scule mai puternice atât din punct de vedere geometric, cât și folosind materiale care sunt în mod inerent mai puternice. Rezistența geometrică poate fi conferită sculei de tăiere în mai multe moduri:
• Prin creșterea unghiului panei și cele mai practice unelte de tăiere sunt de această formă (Fig. 3).
• Prin modificarea formei geometrice a feței sculei; muchia de tăiere nu trebuie să fie dreaptă, poate fi curbată; uneltele de formă rotundă au în mod obișnuit rezistențe mari la impact (Fig. 4).
• Prin modificarea
ascuțimii muchiei de tăiere. O muchie ascuțită este susceptibilă de a se rupe, în timp ce o muchie relativ tocită poate prelua bine forțele de impact.

Fig. 3 Forma de bază a sculei de tăiere este pana. Un material moale, cum ar fi brânza, poate fi tăiat cu un cuțit subțire și ascuțit, în timp ce materialele de inginerie au nevoie de scule de tăiere mai groase și uneori tocite.

Fig. 4 Forma și ascuțimea sculei de tăiere sunt factori importanți de luat în considerare pentru puterea sculei de tăiere

Fig. 5 Particulele abrazive minuscule de formă neregulată pot fi, de asemenea, utilizate pentru îndepărtarea materialului în prelucrare pe lângă sculele de tăiere cu formă geometrică bine definite

Pe lângă puținii parametri geometrici introduși ai sculei, sunt multi alții de luat în considerare la fabricarea sculelor, la evacuarea așchiilor. Tratamentul geometric detaliat al sculelor de tăiere poate fi văzut în literatură (Bhattacharya 1984). Pe lângă sculele de tăiere cu formă geometrică bine definite, particule abrazive de formă neregulată, cu dimensiuni variate de la câțiva milimetri la câțiva micrometri sau mai puțin, pot fi, de asemenea, utilizate pentru a efectua îndepărtarea materialului (Fig. 5). Când se folosesc astfel de granule abrazive mici, se pune întrebarea cum se rețin aceste particule și să le furnizeze energia cinetică/de impact necesară pentru a provoca îndepărtarea materialului. Există diferite moduri de a realiza acest lucru. Procesele care folosesc astfel de granule abrazive se încadrează în două categorii: șlefuire și lustruire. În procesele de șlefuire, miile de particule abrazive sunt legate împreună folosind lianți pentru a forma forme geometrice aspre, cum ar fi cilindrii. Suprafața acestor geometrii va avea puncte ascuțite de abrazive care ies în afară, iar atunci când (de obicei) sunt rotite la viteze mari, vitezele tangențiale furnizează energiile cinetice/de impact necesare. În procesele de lustruire, se folosește un singur strat (pe hârtie sau pânză) de abrazivi sau abrazivi liberi sau sub formă de șlam pentru a provoca îndepărtarea materialului. Energia necesară este furnizată prin rotirea unei plăci de suport sau abrazivii sunt pur și simplu proiectați pe suprafața de lucru folosind aer de înaltă presiune sau mediu gazos. Diverse procese care utilizează astfel de abrazivi includ șlefuirea, lustruirea discurilor, lustruirea curelelor, finisarea cu medii vibratoare, prelucrarea cu jet abraziv, lepuirea și prelucrarea cu ultrasunete. Un capitol separat din acest volum ia în considerare utilizarea unor astfel de procese.

O mare cantitate de materiale pentru scule de tăiere au fost dezvoltate de la oțeluri rapide la mai popular utilizate carburi iar acum sunt disponibile ceramice (de exemplu, oxid de aluminiu) și chiar nitrură de bor cubică și scule de tăiere pe bază de diamant. Mai multe detalii despre materialele sculelor de tăiere sunt disponibile în cărți și manuale (Oberg et al. 2008; Trent 1991) și de la producătorii de scule de tăiere (Kennametal 2013).