Twardy obrót

Toczenie na twardo to wysoce precyzyjny proces obróbki skrawaniem do wykańczania materiałów hartowanych powyżej 45 HRC.

Obrabiany przedmiot obraca się w sterowanym CNC urządzeniu mocującym, podczas gdy wyjątkowo odporny na zużycie materiał skrawający - zwykle CBN (sześcienny azotek boru) lub ceramika - obrabia powierzchnię. W przeciwieństwie do szlifowania, toczenie na twardo oferuje znacznie większą elastyczność w zakresie geometrii, ponieważ powierzchnie płaskie, wewnętrzne, zewnętrzne i gwintowane mogą być obrabiane w jednej operacji mocowania. Łańcuch procesu jest skrócony, zużycie energii jest zmniejszone, a obróbka na sucho jest również możliwa. Sprawia to, że proces ten jest szczególnie ekonomiczny w przypadku skomplikowanych elementów obrotowo-symetrycznych o wysokich wymaganiach w zakresie dokładności wymiarowej, dokładności kształtu i jakości powierzchni.

Toczenie na twardo jest stosowane do hartowanych stali i stopów specjalnych o zakresie twardości od 45 do 68 HRC. Typowe materiały to:

• Stale łożyskowe: 100Cr6 (1.3505), 16MnCr5 (1.7131)
  
• Stale narzędziowe: X155CrVMo12-1 (1.2379), X38CrMoV5-1 (1.2343)
  
• Stale jakościowe: 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 (1.6582)
  
• Stopy niklu i tytanu: Inconel 718, Ti-6Al-4V
  
• Powierzchnie powlekane: TiN, CrN, AlTiN
  

Płytki skrawające CBN są stosowane w przypadku osiągnięcia twardości powyżej 55 HRC, a także ceramiczne materiały skrawające (Al₂O₃ + TiC) do zastosowań odpornych na wysokie temperatury.

Zoptymalizowane wartości cięcia, kąty natarcia i strategie chłodzenia skutkują procesami o niskim zużyciu i stałej jakości powierzchni. W zależności od materiału, prędkości skrawania wynoszą od 100 do 200 m/min, przy posuwach 0,05 - 0,15 mm/obr i głębokościach skrawania 0,1 - 0,3 mm.

Dzięki najnowocześniejszym centrom tokarskim CNC z hydrostatycznymi prowadnicami, precyzyjnie szlifowaną technologią mocowania i stabilnymi temperaturowo łożami maszyn, można teraz osiągnąć dokładności, które wcześniej były zarezerwowane wyłącznie dla procesów szlifowania.

• Tolerancje wymiarowe: do ± 0,005 mm
  
• Tolerancje kształtu i położenia:zgodnie z ISO 1101
  
• Chropowatość powierzchni: Ra = 0,2 - 0,4 µm
  

Systemy pomiarowe inline i monitorowanie procesu kontrolowane przez SPC również zapewniają te wartości dla produkcji seryjnej.

Szczególnie w przypadku hartowanych powierzchni funkcjonalnych, takich jak łożyska lub punkty uszczelniające, toczenie na twardo zapewnia stałą jakość przez długi czas pracy.
Dodatkowe korzyści zapewniają systemy pomiarowe z kompensacją temperatury, które automatycznie korygują zużycie narzędzia i zapewniają dokładność wymiarową w całych partiach.

Toczenie na twardo jest ekonomiczne wszędzie tam, gdzie wymagana jest wysoka jakość powierzchni i dokładność wymiarowa dla komponentów hartowanych, ale tradycyjne szlifowanie byłoby zbyt czasochłonne. Zmniejsza łańcuchy procesów, ponieważ toczenie czołowe, zewnętrzne, gwintowanie i obróbka precyzyjna są połączone w jednym procesie mocowania. Eliminuje to czas ponownego mocowania, koszty konfiguracji i wtórne procesy szlifowania - dzięki czemu produkcja jest szybsza, bardziej elastyczna i energooszczędna.

Typowe branże zastosowań:

• Technologia motoryzacyjna i napędowa: gniazda zaworów, pierścienie synchronizatorów, koła zębate
  
• przemysł łożyskowy:pierścienie wewnętrzne i zewnętrzne, bieżnie
  
• Produkcja narzędzi i form:wkładki, trzpienie prowadzące, matryce
  
• Inżynieria mechaniczna: wały, części sprzęgające, prowadnice tłoków
  
• Energy & turbine technology: wysoko obciążone elementy wirników i łożysk
  

Toczenie na twardo łączy precyzję szlifowania z wydajnością obróbki skrawaniem - idealne do seryjnej produkcji hartowanych części precyzyjnych.

Zapewnienie jakości jest wieloetapowe i identyfikowalne cyfrowo. Każdy element jest sprawdzany zgodnie z normami ISO 4287 (chropowatość), ISO 1101 (kształt i położenie) i DIN 50150 (badanie twardości).

Wykorzystywane są następujące urządzenia:

Współrzędnościowe maszyny pomiarowe 3D (np. Zeiss Contura)
Optyczne systemy pomiarowe do liniowej kontroli konturu i współosiowości
Testery chropowatości i twardości.Testery chropowatości i twardości z połączeniem SPC
Systemy CAQ z automatyczną identyfikowalnością zgodnie z EN 10204-3.1

Wyniki są dokumentowane na żywo w procesie produkcyjnym, zapewniając reprodukowalną jakość serii. W połączeniu z procesami zgodnymi z IATF 16949, umożliwia to pełną audytowalność - kluczową dla branż o wysokich wymaganiach w zakresie dokumentacji, bezpieczeństwa i identyfikowalności.