Struganje je jedna od najzastupljenijih vrsta obrade rezanjem. Primenjuje se u svim vidovima proizvodnje, od pojedinačne pa do visokoserijske proizvodnje. Glavno kretanje u obradi struganjem je obrtno kretanje i izvodi ga predmet obrade dok pomoćno kretanje po jednoj osi ili po određenoj konturi (kretanje po više osa) izvodi alat, najčešće jednosečni alat. Struganje se u osnovi smatra kao kontinualni proces rezanja.

U obradi struganjem (slika 1.) zastupljene su sledeće operacije:

uzdužno struganje (spoljašnje i unutrašnje struganje), poprečno struganje (čeono struganje), obrada konusnih površina, profilno struganje, ukopavanje i odsecanje

Geometrija alata ima jednu od ključnih uloga u procesu rezanja. Na slici 4. prikazana je geometrija strugarskog noža u tehnološkom koordinatnom sistemu.

Slika ima za cilj da istakne sve uglove strugarskog noža i odnosi se na strugarske noževe starije konstruktivne izvedbe. Međutim, i najsavremeniji rezni alati sa izmenljivim pločicama i specijalno dizajniranim lomačima strugotine (dizajn grudne površine pločice) u sklopu sa adekvatnim nosačima alata poseduju iste uglove.

Kod savremenih reznih alata u obradi struganjem (alati sa izmenljivim reznim pločicama) geometrija alata je u osnovi definisana na samoj reznoj pločici (slike 5 i 6). Postoje dve vrste pločica i to:

pločice sa osnovnom negativnom geometrijom (slika 5),

pločice sa osnovnom pozitivnom geometrijom (slika 6).

Negativno Pozitivno

Rezne pločice sa osnovnom negativnom geometrijom karakteriše: jaka rezna ivica;

izrađuju se kao jednostrane i kao dvostrane;

izrađuju se sa i bez WIPER geometrije,

ove pločice su najbolji izbor za spoljašnje struganje.

Rezne pločice sa osnovnom pozitivnom geometrijom karakteriše: mala vrednost sila rezanja;

izrađuju se samo kao jednostrane pločice;

dostupne su sa i bez WIPER geometrije;

ove pločice su najbolji izbor za unutrašnje struganje i spoljašnje struganje pri obradi tankozidnih komponenti.

Sa prethodnih slika se može uočiti reljefni oblik grudne povšine rezne pločice. Na grudnoj površini su u obliku složenog reljefa implementirani lomači strugotine. Lomljenje strugotine nastaje i u sledećim uslovima:

1. Pri obradi krtih materijala. Struktura ovih materijala i naponsko deformaciono stanje koje nastaje u zoni smicanja pogoduju nastanku lomljene strugotine.

2. Pri obradi tvrdih čelika i obradi materijala koji u sebi sadrže nečistoće koje aktivno podstiču lomljenje strugotine.

3. Pri obradi veoma malim ili veoma velikim brzinama rezanja. Naime, u spektru brzna rezanja granične oblasti malih ili velikih brzina rezanja podspešuju lomljenje strugotine.

4. Pri obradi alatom koji ima male vrednosti grudnog ugla čime se smanjuje prijanjanje susednih slojeva pri formiranju strugotine.

5. Pri oskudnom hlađenju i malom udelu ulja u emulziji.

6. Pri obradi na mašinama male krutosti, odnosno pri obradi u obradnom sistemu male krutosti.

Pri izboru geometrije alata treba razmotriti:

1. materijal predmeta obrade (obradivost materijala, stanje materijala i njegove mehaničke i fizičke karakteristike),

2. geometriju predmeta obrade (oblik, dimenzije, dodatak za obradu),

3. ograničenja (zahtevana tačnost, tekstura i integritet površine),

4. mašinu na kojoj se izvodi obrada (tip mašine, snaga mašine i stanje mašine),

5. stabilnost obradnog sistema: mašina - alat - predmet obrade - pribor, od tačke rezanja do temelja mašine,

6. podešavanje (način stezanja, zamena alata i dr.),

7. programiranje alata (ispravno vođenje alata),

8. mogućnost nabavke alata (cena, zamena, servis)

9. performanse (parametri režima rezanja i ekonomičnost alata).

Veličina grudnog ugla, koji predstavlja nagib grudne površine u odnosu na osnovnu ravan rezanja veoma puno zavisi od obrađivanog materijala. Generalno, kod rastegljivih materijala ovaj ugao je pozitivan iz razloga što su naponi pri smicanju ovih materijala znatno niži, pa će oštriji rezni klin lakše prodirati u obrađivani materijal (manji otpori rezanja). Kod manje rastegljivih i krtih materijala ovaj ugao ima tendenciju ka neutralnoj odnosno nultoj vrednosti.

Ledjni ugaoAko je leđni ugao veliki on će znatno oslabiti reznu ivicu. Mala vrednost leđnog ugla pojačava trenje leđne površine alata i predmeta obrade i negativno utiče na izlazne efekte obradnog procesa (uvećane vibracije, pojačano habanje, lošiji kvalitet obrađene površine).

RADIJUS VRHA REZNE PLOČICEVećina jednosečnih alata i izmenljivih pločica izrađuju se sa radijusom vrha koji je inkorporiran (pripojen) između glavne i pomoćne rezne ivice. Veličina radijusa veoma bitno utiče na stabilnost alata-rezne pločice. Kod nekih reznih pločica radijus je izrađen u obliku „brisača“ - “wiper” geometrije u cilju poboljšanja kvaliteta obrađene površine.Treba naglasiti da grudni ugao i radijus vrha rezne pločice imaju dominantan uticaj na formiranje strugotine, posebno u operacijama profilnog struganja.Tekstura obrađene površine generiše se u velikoj meri u zavisnosti od odnosa radijusa vrha rezne pločice i veličine koraka (slika 8.). Tekstura obrađene površine u manjoj meri zavisi od brzine rezanja i habanja alata.

Način ostvarivanja kontakta između jednosečnog alata i predmeta obrade definisan je napadnim uglovima alata (uglovima postavljanja alata). Ovi uglovi definisani su na slici 9 Oni imaju veliki uticaj na dužinu rezne ivice koja je u zahvatu i šemu raspodele otpora rezanja, odnosno sila koje opterećuju predmet obrade.

Napadni ugao noža se najčešće bira od 45°-90°.

1. Napadni ugao od 45° prouzrokuje približno podjednake vrednosti otpora prodiranja i otpora pomoćnog kretanja.

2. U drugom slučaju (κr=75°) povećava se otpor pomoćnog kretanja a smanjuje se otpor prodiranja.

3. U trećem slučaju (κr=90°) dolazi do velikog povećanja otpora pomoćnog kretanja i velikog smanjenja otpora prodiranja.

4. U četvrtom slučaju κr=105° dolazi do povećanja otpora pomoćnog kretanja, smanjenja otpora prodiranja i promene smera otpora prodiranja.

Uticaj napadnog ugla na formiranje strugotine prikazan je na slici 10 U osnovi, veliki napadni ugao karakterišu manje tendencije ka vibracijama, visoke vrednosti sile rezanja, posebno pri izlazu alata iz zahvata i habanje rezne pločice u vidu zareza pri obradi tvrdih materijala.

Oblik rezne pločice (slika 14.) treba, u osnovi, birati u vezi sa pristupačnošću predmetu obrade odnosno u vezi zahteva proizvodne operacije (zahtevani ugao pri krajnjem položaju alata koji je definisan konstruktivnim crtežom obrađivanog elementa).

Definisanje oblika pločice je jedan od najvažnijih koraka izbora alataVarijacija uslova proizvodne operacije (materijal predmeta obrade, stabilnost obradnog sistema i sl.) uslovljava različite zahteve koji se odnose na oblik i uopšte geometriju rezne pločice. Na primer, obrada tvrdih materijala se principski razlikuje od obrade mekih materijala. U principu, bira se geometrija pločice u zavisnosti od oblasti koraka, dubine rezanja i drugih karakteristika proizvodne operacije.

Slika 14 ilustrativno pokazuje da se fleksibilnost i pristupačnost rezne pločice povećava kod oštrijih uglova vrha reznih pločica (graf 1-desno) dok istovremeno pločice sa većim uglovima vrha imaju veću dinamičku čvrstoću (graf 1-levo). Takođe, (graf 2-desno) pločice oštrijeg vrha zahtevaju manje angažovane snage mašine i imaju manju sklonost ka vibracijama dok pločice sa većim uglom vrha (graf 2-levo) zahtevaju veću angažovanu snagu mašine i imaju veću tendenciju ka vibracijama.

Izbor radijusa vrha rezne pločiceRadijus vrha rezne pločice je ključni faktor u operacijama obrade struganjem. Njegova veličina bira se u zavisnosti od dubine rezanja i veličine koraka kao i od faktora vezanih za kvalitet obrađene površine, lomljenje strugotine i stabilnost rezne pločice.