Lastuavat puuntyöstömenetelmät


Puuntyöstökoneella tarkoitetaan konetta, jota käytetään puun muotoilemiseen jollain menetelmällä, joka poistaa puutuotteesta materiaalia. Tällaisissa koneissa tuotetaan jollakin keinolla ohjattua liikettä, jonka avulla voidaan saada aikaiseksi haluttu muoto työstettävään puukappaleeseen. Työstökone voi olla esimerkiksi lastuava, kuten muun muassa sorvi, jyrsin tai pora.

Lastuamista voidaan suorittaa joko määrämuotoisella terällä tai epämääräisen muotoisilla hiomarakeilla, jotka voivat olla kiinnitettyinä kiinteään kappaleeseen tai tahnaan. Kiinteä kappale voi olla esimerkiksi hiomapaperi tai hiomalaikka. Metallintyöstössä lastuamisella valmistetaan yleensä tarkkamittaisia koneiden osia, kuten esimerkiksi polttomoottorin osia. Nykyisissä lastuavaa työstöä suorittavissa koneissa on monesti käytössä paikanmittausjärjestelmä ja tietokoneohjaus.

Lastuamismenetelmät

Hiomarakeilla suoritettavassa lastuamisessa rakeita käytetään erilaisissa hiontamenetelmissä. Näitä ovat esimerkiksi tasohionta, jossa hiomalaikalla pyritään hiomaan sileä ja tasomainen pinta, joka on tasainen ja tarkkamittainen, sekä sylinterien pintojen viimeistelyyn käytettävä laahinta ja hiomatahnan avulla suoritettava hiertäminen.

Terällä suoritettavassa lastuamisessa työstön suorittamiseksi kappaleen ja terän on liikuttava toisiinsa nähden määrätyllä tavalla. Nämä liikkeet ovat päätyöstöliike sekä syöttöliike. Päälastuamisliike irrottaa kappaleesta lastua, ja tämän nopeus on lastuamisnopeus. Että kappaleesta irrotettavan lastuamisen työstö etenee jonnekin suuntaan, tarvitaan syöttöliike, jonka nopeus vaikuttaa syötön suuruuteen.

Lastuamisessa käytettävien terien muodot ovat riippuvaisia käyttötarkoituksestaan. Monesti terä on muotoiltu yksinkertaisuuden ja lastuamisominaisuuksien ehdoilla, jolloin kappale saa lopullisen muotonsa työstön aikana tapahtuvien terän liikkeiden perusteella. Erikoisempia teriä ovat muototerät, jotka antavat työstettävälle kappaleelle oman terägeometriansa mukaisen muodon. Näitä saatetaan käyttää esimerkiksi vain joidenkin yksityiskohtien työstämiseksi.

Jyrsiminen

Jyrsinnässä käytettävä työkalu pyörii akselinsa ympäri akselin ollessa monesti kohtisuoraan työstettävään pintaan. Erilaisia jyrsintyyppejä ovat polvityyppiset, runkotyyppiset ja kopiojyrsinkoneet. Käsin liikuteltavaa jyrsintä kutsutaan käsiyläjyrsimeksi. Polvityyppisessä jyrsimessä kaikki syöttöliikkeet suorittaa perinteisesti koneen työkappale, mutta on kehitetty myös konetyyppejä, joissa poikittaisliikkeen suorittaa rungon päällä oleva karalaatikko. Polvityyppinen jyrsin toimii parhaiten käsikäyttöisenä, eikä sovellu automatisoitavaksi niin hyvin kuin muut konetyypit.

Poraaminen

Poraaminen on lastuava työstömenetelmä, jolla materiaaliin tehdään reikä pyörittämällä työkalua tai työkappaletta tehtävän reiän akselin ympäri. Porakoneessa työkalu pyörii reiän akselin ympäri ja työstövaiheen syöttöliike tehdään akselin suuntaisesti. Poran terän valinnalla on merkitystä lopputuloksen tarkkuuteen, mutta terävyydellä on suurin merkitys porattavan materiaalin pehmeyden perusteella. Puun pehmeyden ja syyrakenteen vuoksi puuporissa on yleensä terän vaeltamista ehkäisevä keskipiikki ja leikkuusärmä, joka katkaisee ulkokehällä puun kuidut ennen terän tekemää varsinaista lastuamista. Puun poraaminen vaatii huomattavasti pienempiä työstövoimia kuin esimerkiksi metallien poraaminen.

Sorvaaminen

Sorvaamisessa lastuavana päätyöstöliikkeenä toimii kappaleen pyörimisliike. Lastun koon taas määrittää syöttöliikkeenä toimiva terän liike. Sorvaamalla valmistettavat tuotteet ovat monesti pyörähdyssymmetrisiä, mutta muidenkin muotojen valmistus on mahdollista epäkeskosorvauksella. Puuta sorvatessa lastuavana teränä voidaan usein käyttää käsissä pidettävää talttaa, joka on tuettu talttatukeen, kappaleen pyöriessä sorvissa. Puuta voi sorvata muun muassa lieriö-, taso- tai ontelosorvauksella. Lieriösorvauksella valmistettavia kappaleita ovat esimerkiksi pöytien ja tuolien jalat tai kaulimet. Taso- ja ontelosorvauksella voidaan taas vastaavasti valmistaan esimerkiksi kulhoja ja lautasia. Nämä menetelmät eroavat toisistaan aihion syysuunnan mukaan, tasosorvauksessa johteet ovat kohtisuorassa syysuuntaa vastaan, ontelosorvauksessa syysuuntaisesti.

Hiominen

Hiominen on kappaleen pinnan tasoittamista tasaisemmaksi kappaleen viimeistelytekniikkana. Yleensä hiomisessa käytetään apuna erikseen valmistettua hiomapaperia. Hiomisen lastuamisnopeus on melko suuri, mutta lastuamissyvyys jää pieneksi. Hionta vaatii runsaasti energiaa, ja sen aiheuttama lastuamislämpötila on suuri. Hiomisessa hiovan aineen pienet särmät irrottavat työstökappaleen pinnasta pieniä määriä ainetta, joka varastoituu hionta-aineen rakeiden väliin. Hionta-aineen käyttökelpoisuuteen vaikuttaa merkittävimmin sen rakeiden välinen tila ja työstettävästä kappaleesta irtoavan aineen vastaanottokyky.