Techniki Wytwarzania i Procesy Technologiczne
toczenie - obróbka zewnętrznych powierzchni walcowych

Toczenie powierzchni walcowych – wałki

Toczenie zewnętrznych powierzchni walcowych (obróbka skrawaniem) jest jednym z najpowszechniejszych i typowych zabiegów technologicznych realizowanych na obrabiarkach skrawających, głównie tokarkach oraz frezarko-tokarkach lub wielofunkcyjnych obrabiarkach CNC. W ostatnich latach coraz więcej pionowych centrów obróbkowych CNC wyposażona jest w opcję toczenia.

Obróbka powierzchni toczeniem polega na złożeniu dwóch ruchów składowych:

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

TEWY 1/2017 (12), Toczenie powierzchni walcowych – wałki 2.27 MB 1298 downloads

Toczenie powierzchni walcowych – wałki - wpływ kąta przystawienia KAPR. ...

 

toczenie

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. W artykule Jakość w technikach wytwarzania zamieszczono informacje o możliwościach wybranych technik i metod obróbkowych w kontekście parametrów jakościowych (dokładność wymiarów geometrycznych – klasa dokładności ISO oraz chropowatości powierzchni), w tym toczenie powierzchni cylindrycznych. Tego typu dane należy traktować jako przybliżone ale dzięki nim można zaznajomić się z możliwościami różnych technik i metod obróbkowych co pomaga w ich doborze.

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.

W obróbce kształtującej (wymiarowej) 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
Icon

TEWY 1/2017 (12), Toczenie powierzchni walcowych – wałki 2.27 MB 1298 downloads

Toczenie powierzchni walcowych – wałki - wpływ kąta przystawienia KAPR. ...

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

Statistics

  • 23 520
  • 6 575 333
  • 435 924
  • 182
%d bloggers like this: