Podstawy toczenia

Toczenie to proces obróbczy, w którym obrabiany materiał, zwany przedmiotem toczenia, jest obracany wokół własnej osi, a narzędzie skrawające przesuwa się wzdłuż jego powierzchni. W wyniku tego ruchu nadmiar materiału jest usuwany w postaci wiórów. Toczenie jest wykorzystywane głównie do produkcji elementów o symetrii obrotowej, takich jak wały, tuleje, pierścienie, czy śruby. Stosuje się je zarówno w obróbce materiałów twardych, jak i miękkich, w tym stali, aluminium, mosiądzu oraz stopów lekkich.

Rodzaje toczenia i zastosowanie

W zależności od charakterystyki detalu oraz wymagań obróbczych, toczenie może przyjąć różne formy. Do najczęściej wykorzystywanych rodzajów toczenia należą:

• Toczenie wzdłużne – polega na przesuwaniu narzędzia skrawającego wzdłuż osi obrabianego elementu, co pozwala na uzyskiwanie detali o prostych powierzchniach cylindrycznych. Jest to jedna z najczęstszych technik toczenia.

• Toczenie poprzeczne – narzędzie skrawające porusza się w kierunku prostopadłym do osi obrabianego materiału. Stosowane jest do obróbki zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni detali.

• Toczenie gwintów – wykorzystywane do produkcji gwintów wewnętrznych i zewnętrznych, które znajdują zastosowanie w szerokim zakresie produktów przemysłowych.

• Toczenie stożkowe – technika toczenia, która pozwala na uzyskiwanie powierzchni stożkowych. Jest wykorzystywana głównie w produkcji stożków, tulei stożkowych, czy gwintów stożkowych.

Nowoczesne techniki toczenia

Współczesne technologie toczenia obejmują szereg innowacyjnych metod, które znacząco poprawiają precyzję obróbki oraz wydajność produkcji. Do najważniejszych nowoczesnych technik toczenia należą:

• Toczenie CNC – toczy się na maszynach sterowanych numerycznie (CNC), które pozwalają na pełną automatyzację procesu. Maszyny te umożliwiają precyzyjne sterowanie ruchem narzędzia oraz obrabianego materiału, co pozwala na uzyskiwanie detali o wysokiej dokładności, powtarzalności i skomplikowanych kształtach.

• Toczenie wieloosiowe – nowoczesne maszyny toczenia wieloosiowego umożliwiają jednoczesne obrabianie detali na kilku osiach, co pozwala na obróbkę bardziej złożonych kształtów, które w tradycyjnych maszynach wymagałyby wielu operacji.

• Toczenie z wysokimi prędkościami skrawania – ta technika pozwala na obróbkę materiałów w krótszym czasie, przy zachowaniu wysokiej jakości powierzchni. Wykorzystanie narzędzi skrawających o dużych prędkościach umożliwia szybkie usuwanie materiału przy minimalnym zużyciu narzędzi.

• Toczenie w atmosferze azotowej lub chłodzonej cieczą – stosowanie chłodzenia w trakcie toczenia pozwala na obniżenie temperatury skrawania, co poprawia jakość obrabianych powierzchni, zmniejsza zużycie narzędzi oraz minimalizuje odkształcenia cieplne materiału.

Narzędzia skrawające do toczenia

Narzędzia skrawające wykorzystywane w toczeniu są kluczowym elementem zapewniającym jakość i efektywność obróbki. Do najczęściej stosowanych narzędzi toczenia należą:

• Noże tokarskie – podstawowe narzędzie wykorzystywane w toczeniu, dostępne w różnych wariantach, takich jak noże węglowe, stalowe, a także noże skrawające pokryte węglikiem spiekanym, które charakteryzują się dużą odpornością na ścieranie.

• Wiertła tokarskie – wykorzystywane do wykonywania otworów w materiałach, często w połączeniu z toczeniem.

• Płyty skrawające – stosowane w nowoczesnych maszynach CNC, umożliwiają szybką wymianę narzędzi i precyzyjne dopasowanie do wymagań produkcyjnych.

• Narzędzia skrawające z powłokami PVD i CVD – technologie powłok fizycznego i chemicznego osadzania oparte na technologii PVD (Physical Vapor Deposition) i CVD (Chemical Vapor Deposition) pozwalają na uzyskiwanie narzędzi skrawających o wyższej trwałości i odporności na zużycie.

Strategie toczenia

Strategie toczenia są kluczowe dla optymalizacji procesu obróbczego i zapewnienia wysokiej jakości detali. Współczesne strategie toczenia uwzględniają takie aspekty jak:

• Optymalizacja prędkości skrawania – odpowiednia prędkość skrawania pozwala na uzyskanie odpowiedniej jakości powierzchni, zminimalizowanie zużycia narzędzi oraz poprawienie efektywności procesu.

• Dobór odpowiednich parametrów skrawania – strategia toczenia powinna uwzględniać odpowiednie ustawienie prędkości posuwu, głębokości skrawania oraz prędkości obrotowej narzędzia, co zapewnia maksymalną precyzję i wydajność obróbki.

• Toczenie w cyklu zamkniętym – wykorzystywane w połączeniu z systemami pomiarowymi, umożliwia monitorowanie wymiarów detali w czasie rzeczywistym i korygowanie parametrów procesu, co zapewnia stałą jakość produkcji.

Toczenie pozostaje jedną z najważniejszych metod obróbczych w produkcji metalowych detali, a współczesne technologie, takie jak toczenie CNC, toczenie wieloosiowe czy wysoka prędkość skrawania, umożliwiają uzyskiwanie detali o coraz wyższej precyzji i wydajności. Nowoczesne narzędzia skrawające, zaawansowane strategie toczenia oraz techniki chłodzenia sprawiają, że proces ten jest bardziej efektywny, a jakość obrabianych powierzchni lepsza niż kiedykolwiek. Toczenie, mimo iż jest procesem o długiej tradycji, wciąż pozostaje dynamicznie rozwijającą się dziedziną, która wciąż znajduje nowe zastosowania w różnych gałęziach przemysłu.

Firma VIGOR sp. z o.o., Słupsk