Technologiczne Przygotowanie Produkcji
toczenie - obróbka zewnętrznych powierzchni walcowych

Toczenie powierzchni walcowych – wałki

Toczenie zewnętrznych powierzchni walcowych (obróbka skrawaniem) jest typowym zabiegiem technologicznym realizowanym na obrabiarce. Obróbka powierzchni toczeniem polega na złożeniu dwóch ruchów składowych:

  • ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego (ruch główny);
  • ruchu posuwowego narzędzia.

Do wykonywania zabiegów toczenia i wytaczania służą przede wszystkim maszyny technologiczne – tokarki (ilustracja 1a i b). Toczenie i wytaczanie oraz wiercenie realizowane na tokarkach pozwala na kształtowanie powierzchni brył obrotowych.

toczenie - Ilustracja 1.a. Strefa obróbkowa dwuwrzecionowego centrum tokarskiego CNC

Ilustracja 1.a. Strefa obróbkowa dwuwrzecionowego centrum tokarskiego CNC

toczenie - Ilustracja 1.a. Tokarka konwencjonalna

Ilustracja 1.b. Tokarka konwencjonalna

W kontekście jakościowym (dokładnościowym) wyróżnia się trzy następujące rodzaje obróbki:

  • zgrubna – uzyskiwane klasy dokładności IT13-16;
  • średnio dokładna (kształtująca) – uzyskiwane klasy dokładności IT11-12;
  • dokładna (kształtująca) – uzyskiwane klasy dokładności IT8-10;
  • bardzo dokładna – uzyskiwane klasy dokładności IT6-7.

Ze względu na kształt przedmiotu obrabianego, obrabianą powierzchnię wyróżnia się następujące rodzaje zabiegów toczenia:

  • wzdłużne: powierzchnie wewnętrzne i zewnętrzne – wytaczanie, roztaczanie, gwintowanie, wykonanie rowków czołowych (ilustracja 2 a i b);
  • poprzeczne: powierzchnie czołowe (planowanie), przecinanie, podcinanie, wykonanie rowków wewnętrznych oraz zewnętrznych;
  • kształtowe: narzędzia (noże) kształtowe, punktowe, obróbka obwiedniowa narzędziami kształtowymi – wykorzystanie kopiału oraz sterowania numerycznego.
toczenie - Ilustracja 2a. Toczenie wzdłużne zgrubne - (c) SANDVIK Sp. z o.o.

Ilustracja 2a. Toczenie wzdłużne zgrubne – (c) SANDVIK Sp. z o.o.

toczenie - Ilustracja 2b. Toczenie wzdłużne kształtujące - (c) SANDVIK Sp. z o.o.

Ilustracja 2b. Toczenie wzdłużne kształtujące – (c) SANDVIK Sp. z o.o.

Obróbka zgrubna i kształtująca

Powierzchnie walcowe (wewnętrzne i zewnętrzne) występują w takich klasach części jak: wał, tuleja i tarcza oraz w częściach o przecinających się osiach, a także w półfabrykatach typu pręt.

Toczenie wykorzystywane jest przede wszystkim do obróbki zgrubnej (ilustracja 3) i kształtującej. Obróbka wykańczająca jest przeprowadzana z wykorzystaniem głównie szlifowania. Współczesne możliwości technologiczne tokarek CNC pozwalają na przeprowadzanie obróbki bardzo dokładnej.

toczenie - Ilustracja 3. Toczenie wzdłużne - obróbka zgrubna - (c) SANDVIK Polska Sp. z o.o.

Ilustracja 3. Toczenie wzdłużne – obróbka zgrubna – (c) SANDVIK Polska Sp. z o.o.

Rodzaje tokarek:

  • tokarki kłowo-uchwytowe (ilustracja 1.b) uniwersalne ze śrubą pociągową;
  • tokarki produkcyjne, bez śruby pociągowej;
  • tokarki wielonarzędziowe;
  • tokarki kopiarki;
  • automaty tokarskie wzdłużne;
  • tokarskie centra obróbkowe CNC.
Parametry obróbkowe

Jak pokazuje ilustracja 3 toczenie zgrubne jest obróbką intensywną o dużym przekroju warstwy skrawanej co oznacza duże siły skrawania i znaczną zapotrzebowanie na moc napędu głównego. W przypadku obróbki zgrubnej dokładność geometryczna oraz chropowatość powierzchni nie są czynnikami najistotniejszymi. Wstępnie głębokość skrawania przyjmuje się jako równą naddatkowi. W przypadku dużej ilości materiału do usunięcia określa się liczbę niezbędnych przejść narzędzia (głębokość skrawania jest wielokrotnie mniejsza od naddatku całkowitego). Posuw roboczy ustawia się możliwie duży.

Obróbka kształtująca stosuje się niewielkie głębokości skrawania (małe pola przekroju warstwy skrawanej). Zapotrzebowanie na moc napędu głównego nie jest tak istotna jak w toczeniu zgrubnym. Najważniejszymi parametrami są:

  • prędkość skrawania – jak największa – większa gładkość powierzchni obrobionej;
  • posuw roboczy – w zależności od żądanej chropowatości powierzchni.
Wpływ kąta przystawienia
toczenie - Ilustracja 4. Kąt przystawienia - KAPR

Ilustracja 4. Kąt przystawienia – KAPR

duży kąt przystawienia κR mały kąt przystawienia κR
  • dominuje składowa sił skrawania skierowana w kierunku uchwytu;
  • minimalizowanie występowania drgań;
  • większe siły skrawania podczas wchodzenia w materiał i wychodzenia ostrza z materiału.
  • osiowy i promieniowe kierunek sił skrawania bez wyraźnej dominacji;
  • podwyższone prawdopodobieństwo wystąpienia drgań;
  • minimalizowane wystąpienie karbu na ostrzu;
  • mniejsze siły skrawania podczas wchodzenia w materiał i wychodzenia ostrza z materiału.

Wielkość płytki związana jest przede wszystkim z największą możliwą głębokością skrawania ap. Duży promień naroża płytki pozwala na stosowanie większych posuwów roboczych i zwiększyć bezpieczeństwo ostrza. Jednak w przypadku tendencji do występowania drgań należy zastosować płytkę o mniejszym promieniu naroża.

Źródła
  1. Zawora J., Podstawy technologii maszyn, WSiP 2001
  2. Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
  3. SANDVIK – Poradnik tokarski

About author

morek

Rocznik 1973. W 1993 skończyłem Technikum Elektryczne Nr 1. W 1998 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny i Automatyzacji (obecnie WIP) PW. 1997-2000 konstruktor narzędzi skrawających w F.W.P. VIS S.A. 2004 – doktorat z technologii kół zębatych. Technologie wytwarzania i procesy technologiczne to moja pasja.

Related Articles

Leave a reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

YouTube

Kategorie