Otwórz menu główne
Ten artykuł dotyczy metody obróbki skrawaniem. Zobacz też: Toczenie - technika wykonywania naczyń z gliny na kole garncarskim.
Tokarz przy pracy

Toczenie – rodzaj obróbki wiórowej stosowany najczęściej do obrabiania powierzchni zewnętrznych lub wewnętrznych przedmiotów w postaci brył obrotowych[1] lub brył/zarysów osiowo-symetrycznych . Istnieje możliwość uzyskiwania metodą toczenia również innych kształtów niż obrotowe[a]. Toczenie polega na oddzielaniu nożem tokarskim warstwy materiału z przedmiotu, w celu uzyskania pożądanego kształtu i wymiarów. Tokarka jest obrabiarką przeznaczoną do obróbki powierzchni zewnętrznych (toczenie) i wewnętrznych (wytaczanie).

Kinematyka toczeniaEdytuj

Ruchy występujące w trakcie realizacji toczenia można podzielić na:

  • ruchy podstawowe: ruch główny i ruch posuwowy,
  • ruchy pomocnicze: ruchy mające na celu ustawienie narzędzia względem przedmiotu obrabianego (skrawanie się wtedy nie odbywa).

Ruchy podstawowe oznaczone są na rysunku i nazywane są:

  • prędkością skrawania vc,
  • prędkością posuwu vf,
  • prędkością wypadkową ve.

Prędkość wypadkowa (efektywna) ve, jest sumą wektorową prędkości skrawania oraz posuwu. Definiuje się również kąt ruchu wypadkowego, zawarty między wektorami vc i ve. W przypadku występowania kąta prostego między wektorami vf oraz vc prawdziwa staje się zależność:

 

Parametry geometryczne warstwy skrawanejEdytuj

Geometrię warstwy skrawanej najczęściej rozpatruje się w płaszczyźnie prostopadłej do wektora prędkości skrawania przechodzącej przez punkt na krawędzi skrawającej. Parametry geometrii warstwy skrawanej opisuje się zgodnie z normą PN-M-01002-03:1992[2]. Mimo, że norma została wycofana w roku 2012, zwyczajowo jednak w podręcznikach obróbki skrawaniem do dziś opisuje się przekrój warstwy skrawanej zgodnie z jej zaleceniami. Do jej opisu służą następujące wielkości [3]:

  •   – głębokość skrawania określana jako odległość powierzchni obrobionej i obrabianej, mierzonej prostopadle do kierunku ruchu posuwowego; najczęściej wyrażana w milimetrach,
  •   – posuw narzędzia na jeden obrót przedmiotu obrabianego,
  •   – promień zaokrąglenia naroża,
  •   – kąt przystawienia głównej krawędzi skrawającej,
  •   – kąt przystawienia pomocniczej krawędzi skrawającej.

Podstawowe zależności w procesie toczeniaEdytuj

  • Prędkość skrawania:
 
  • Wydatek objętościowy skrawania:
 
  • Czas maszynowy przy toczeniu:
 
  • Trwałość ostrza (zgodnie z uproszonym wzorem Taylor'a):
 
  • Pole przekroju poprzecznego warstwy skrawanej:
 
  • Siła skrawania:
 
  • Moc skrawania:
 

Gdzie:

  •   – największa średnica toczonego zarysu [mm],
  •  prędkość obrotowa ruchu głównego (wrzeciona) [obr/min],
  •   – głębokość skrawania [mm],
  •   – posuw na obrót narzędzia [mm/obr],
  •   – długość drogi skrawania [mm],
  •   – długość drogi dobiegu ostrza [mm],
  •   – długość drogi wybiegu ostrza [mm],
  •   – liczba przejść,
  •   – stała wielkość uwzględniająca wpływ czynników nie wyodrębnionych we wzorze,
  •   – wykładnik zależny od par materiałów,
  •   – opór właściwy skrawania [MPa],
  •   – sprawność tokarki,

Klasyfikacja metod toczeniaEdytuj

Ze względu na rodzaj narzędzia[1]
  • punktowa
  • kształtowa
  • obwiedniowa
Ze względu na położenie osi obrotu przedmiotu[1]
  • toczenie poziome
  • toczenie pionowe
Ze względu na kierunek ruchu posuwowego
  • wzdłużne,
  • poprzeczne,
  • stożków,
  • kopiowe.
Ze względu na rodzaj powierzchni[4]
  • toczenie zewnętrzne (obtaczanie)
  • toczenie wewnętrzne (wytaczanie, roztaczanie)
Ze względu na fazy procesu technologicznego i jakość

Wyróżnia się obróbkę zgubną, kształtującą oraz wykończeniową[3]. Parametry technologiczne, głównie głębokości skrawania ap oraz posuwu f, tych metod obróbki różnią się w zależności od materiału obrabianego, skrawności narzędzia oraz możliwości obrabiarki. Wyróżnia się również klasyfikację opartą na kryteria jakościowych[3], które można zastosować również dla toczenia:

  • toczenie zgrubne,
  • toczenie średnio dokładne,
  • toczenie dokładne,
  • toczenie bardzo dokładne.

Toczenie powierzchni stożkowychEdytuj

Podstawowymi sposobami obróbki powierzchni stożkowych możliwych do realizacji na tokarkach są[5]:

  • toczenie przez skręcenie suportu,
  • toczenie przez przestawienie osi konika
  • toczenie wg liniału,
  • toczenia na tokarkach kopiarkach,
  • toczenie nożem kształtowym,
  • toczenie na tokarkach sterownych numerycznie.

Obróbkę powierzchni stożkowych prowadzi się w oddzielnej operacji lub w zabiegach.

UwagiEdytuj

  1. Na tokarkach karuzelowych.

PrzypisyEdytuj

  1. a b c Jan Kosmol (red.): Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa i ścierna. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2002.
  2. PKN, PN-M-01002-03:1992: Podstawowe pojęcia w obróbce wiórowej i ściernej - Wielkości geometryczne i kinematyczne w obróbce skrawaniem, 31 grudnia 1992.
  3. a b c Wiesław Olszak, Obróbka skrawaniem, WNT, 2019, ISBN 978-83-01-19438-3.
  4. Edmund Tasak: Obróbka ubytkowa i spajanie. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza, 2001. ISBN 978-83-88408-96-0.
  5. Feld Mieczysław, Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT, 2007, ISBN 978-83-204-3287-9.

BibliografiaEdytuj

  • J. Kaczmarek, Podstawy obróbki wiórowej, ściernej i erozyjnej, WNT, Warszawa 1970.
  • M. Feld, Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT, 2007.
  • W. Olszak, Obróbka skrawaniem, WNT, 2019.