Mikä jyrsintäprosessi on helppoa tai mikä haastavaa – tähän ei ole mitään yksinkertaista määritelmää. Usein haasteet alkavat kuitenkin siinä kohtaa, kun muodot muuttuvat monimutkaisemmiksi, tarvitaan pitkiä ulottumia tai muodot ovat syviä ja ahtaita puhumattakaan tilanteesta, jossa näihin yhdistetään vaikeasti työstettävä materiaali.
Usein valitaan houkuttelevin vaihtoehto, joka on helppo, nopea ja yksinkertainen toteuttaa, ja se voikin toimia tietyissä tilanteissa. Kun kaikki ei menekään odotetusti, prosessi edellyttää monimutkaisempaa ja syvällisempää lähestymistapaa – kuinka löydetään tehokkain keino toteuttaa haluttu muoto sekä siihen sopivat työkalut?
Eri osatekijät vaikuttavat toisiinsa ja usein järkevin tapa on lähteä purkamaan prosessia auki pala kerrallaan, valitusta työstötavasta alkaen. Ratkaisu, joka ensivaikutelman perusteella vaikuttaa hyvältä, saattaa osoittautua virheelliseksi esimerkiksi konekannan rajoitteiden tai liian korkeiden kokonaiskustannusten vuoksi.
Jyrsinnän onnistuminen, eli kustannustehokkaasti toteutettu laadukas kappale, on kiinni valitusta työstötavasta sekä työstökeskuksen ja työkalun kokonaisuudesta. Muutama asia kannattaa erityisesti huomioida jo etukäteen ennen kuin työkappaletta aletaan jyrsiä, tai tarkistaa viimeistään silloin, kun ongelmia tulee vastaan:
Työkalupidin on yleensä ensimmäinen kohta, jota lähdetään tarkastelemaan silloin, kun jyrsinnässä ilmenee haasteita. Pientenkin yksityiskohtien muuttaminen voi muuttaa tilannetta, kuten terän ulottuman pienentäminen käyttämällä hoikempaa työkalupidintä.
Toinen tarkasteltava kysymys on, onko kyse sisä- tai ulkopuolisesta jyrsinnästä, joka vaikuttaa siihen, millaisia haasteita jyrsinnässä voi tulla vastaan lastunhallinnan näkökulmasta. Ulkopuolisessa jyrsinnässä lastutukosten riski on pienempi, sillä lastuilla on tilaa evakuoitua pois, mutta sisäpuolisessa jyrsinnässä lastut saattavat aiheuttaa ongelmia. Työstettävän kappaleen asento vaikuttaa myös – vaaka-asento helpottaa lastujen poistumista, mutta pystyasento voi aiheuttaa sen, että lastut muodostavat tukoksen.
Lastutukosten ehkäisyssä auttaa usein leikkuunesteiden käyttö, mutta tämä riippuu työstettävästä materiaalista sekä käytössä olevasta työstökoneesta. Mikäli ajo tehdään kuivana, pitää lastunhallinnan eri keinoihin kuten työkalun geometriaan ja lastuamisarvoihin, kiinnittää erityistä huomiota.
Kolmantena tarkasteltavana asiana on syvyys, sillä usein haasteita alkaa tulla vastaan siinä vaiheessa, kun syvyys on yli 5XD. Tällöin pelkästään pidemmän varren käyttäminen ei ratkaise tilannetta, vaan tulisi myös huomioida geometriat ja leikkuutapa. Mitä pidempiä ulottuvuuksia jyrsinnältä vaaditaan, sitä kriittisempää on ehkäistä värinöiden syntymistä.
Työkalun valinta riippuu materiaalista, käytettävissä olevista koneista, jyrsintätavasta ja työstön vaiheesta.
Täyskovametalliset jyrsintapit ovat usein pienempiä työkaluja, joita käytetään yksityiskohtien jyrsintään tai viimeistelyyn. Vaihtopalajyrsintää käytetään taso-, olake-, ura- ja muotojyrsintään. Se on usein kustannustehokkain vaihtoehto rouhintavaiheen työstöön.
Vaihtopalajyrsimiä on tarjolla eri teräpalojen tiheyksillä: mitä harvemmassa teräpalat ovat, sitä paremmin työkalu soveltuu rouhintaan, sillä isot lastutilat mahdollistavat suuremman materiaalin poiston. Tiheämpi teräpalaväli soveltuu parhaiten viimeistelyajoon, jolloin lastutilaa tarvitaan vähemmän
Vaihtopalajyrsimien etuna on teräpalojen vaihdettavuus käsiteltävän materiaalin mukaan, jolloin jyrsintä tehostuu entisestään. Erityisesti tämä on huomioitava silloin, kun työstetään äärimmäisen kuluttavia materiaaleja, kuten kovia teräksiä tai kuumalujia seoksia.
Viimeistelyvaiheessa ja pinnanlaadun kannalta paras tulos saavutetaan usein kovametallisilla jyrsintapeilla, joissa on tiheä hammasväli. Näin saavutetaan paras tehokkuus, eli korkea pinnanlaatu suhteessa käytettyyn aikaan, kun syöttöä saadaan nopeammaksi.
Hyvän pinnanlaadun varmistamiseksi kannattaa työkalun materiaalin ja hammaslukumäärän lisäksi kiinnittää huomiota jyrsinnän tyyliin: vaihtopalajyrsinnässä voi olla ratkaisevaa kappaleen kääntö, eli käytetäänkö kylki- tai otsasyöttöä. Otsajyrsinnässä terien nirkonsäde vaikuttaa myös pinnanlaatuun, ja wiper-geometrioilla voidaan parantaa viimeistelyn pinnanlaatua ja tehokkuutta.
Teräpalojen valmistustavalla on vaikutusta saavutettavissa olevaan pinnanlaatuun. Sintrattu teräpala valmistetaan puristamalla tai kuumuuden avulla. Usein niissä on epätarkkuutta, jolloin jokin teräsärmä voi olla hiukan eri kulmassa raapien työkappaleen pintaa. Ne soveltuvat parhaiten rouhintaan, kun taas viimeistelyyn soveltuvat tarkkuushiotut teräpalat, joista jokainen on nimensä mukaisesti täsmälleen samanlainen.
Työkalun lisäksi tarkista työkalupitimen heitto, jonka tulisi olla mahdollisimman pieni, jotta terä ei pyöri epäkeskeisesti. Siitä syntyvä värinä romahduttaa pinnanlaadun.
Helpoin tapa korjata työkalujen liian nopeaa kulumista on hyödyntää kulutusta paremmin kestäviä työkalu-, pinnoite- ja särmävaihtoehtoja. Toinen keino on tarkastella itse jyrsintätapaa, jonka valinta vaikuttaa laadullisen lopputuloksen lisäksi työkalujen kestävyyteen.
Jos jyrsinnässä pyritään poistamaan liian paljon materiaalia kerralla, kuten jyrsimään koko ura tai kulma yhdellä kertaa, se aiheuttaa työkaluja kuluttavaa kuumenemista.
Dynaaminen jyrsintä on menetelmä, jolla voidaan oleellisesti lisätä työstön nopeutta ja moninkertaistaa työkalujen käyttöikä. Siinä jyrsintää ei tehdä työkalun koko leveydellä, mutta koitetaan hyödyntää työkalun pituus mahdollisimman tehokkaasti, eli käytetään suurta aksiaalista (ap) ja pientä radiaalista (ae) lastuamissyvyyttä. Jyrsintäradat ovat dynaamisessa jyrsinnässä mahdollisimman kaarevalinjaisia suoraviivaisten linjojen sijaan.
Dynaaminen jyrsintä vaatii osaamista ja ohjelmointia, mutta voi merkittävästi parantaa toteutuksen kustannustehokkuutta, vaikka työkappaleen materiaali ja käytettävä työkalu pysyisivät samoina.
