Ťažké otáčanie

Tvrdé sústruženie je vysoko presný obrábací proces na dokončovanie kalených materiálov s tvrdosťou nad 45 HRC.

Obrobok sa otáča v CNC riadenom upínacom zariadení, zatiaľ čo extrémne odolný rezný materiál - zvyčajne CBN (kubický nitrid bóru) alebo keramika - obrába povrch. Výsledkom je kvalita brúsenia len v jednom kroku obrábania.

Na rozdiel od brúsenia ponúka tvrdé sústruženie podstatne väčšiu flexibilitu geometrie, pretože v jednej upínacej operácii možno obrábať rovné, vnútorné, vonkajšie a závitové plochy. Skracuje sa procesný reťazec, znižuje sa spotreba energie a je možné aj suché obrábanie. Vďaka tomu je tento proces obzvlášť hospodárny pri komplexných rotačne symetrických súčiastkach s vysokými požiadavkami na rozmerovú presnosť, presnosť tvaru a kvalitu povrchu.

Tvrdé sústruženie sa používa na kalené ocele a špeciálne zliatiny s tvrdosťou v rozsahu 45 až 68 HRC. Typické materiály sú:

• Nosné ocele: 100Cr6 (1.3505), 16MnCr5 (1.7131)
  
• Nástrojové ocele: X155CrVMo12-1 (1.2379), X38CrMoV5-1 (1.2343)
  
• Kvalitné ocele: 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 (1.6582)
  
• Zliatiny niklu a titánu: Inconel 718, Ti-6Al-4V
  
• Povrchy s tvrdým povlakom: TiN, CrN, AlTiN
  

Rezné doštičky zCBN sa používajú pri dosiahnutí tvrdosti nad 55 HRC, ako aj keramické rezné materiály (Al₂O₃ + TiC) pre aplikácie odolné voči vysokým teplotám.

Optimalizované hodnoty rezania, uhly sklonu a stratégie chladenia vedú k procesom s nízkym opotrebovaním a konzistentnou kvalitou povrchu. V závislosti od materiálu sa rýchlosti rezania pohybujú v rozmedzí 100 - 200 m/min, s posuvom 0,05 - 0,15 mm/otáčku a hĺbkou rezu 0,1 - 0,3 mm.

Vďaka najmodernejším CNC sústružníckym centrám s hydrostatickým vedením, precízne brúsenou upínacou technológiou a teplotne stabilným lôžkam stroja možno v súčasnosti dosiahnuť presnosť, ktorá bola predtým vyhradená výlučne pre brúsenie.

• Rozmerové tolerancie: do ± 0,005 mm
  
• Tvarové a polohové tolerancie: podľa ISO 1101
  
• Drsnosť povrchu: Ra = 0,2 - 0,4 µm
  

Inline meracie systémy a kontrola procesu riadená SPC zabezpečujú tieto hodnoty aj pre sériovú výrobu.

Najmä pri kalených funkčných plochách, ako sú ložiská alebo tesniace miesta, umožňuje tvrdé sústruženie konzistentnú kvalitu počas dlhých prevádzkových časov.

Ďalšie výhody poskytujú meracie systémy s teplotnou kompenzáciou, ktoré automaticky korigujú opotrebenie nástroja a zabezpečujú presnosť rozmerov v celých sériách.

Tvrdé sústruženie je ekonomické všade tam, kde sa vyžaduje vysoká kvalita povrchu a presnosť rozmerov pre kalené súčiastky, ale tradičné brúsenie by bolo príliš časovo náročné. Skracuje reťazenie procesov, pretože čelné, vonkajšie sústruženie, rezanie závitov a jemné obrábanie sa kombinujú v jednom procese upínania. Tým sa eliminujú časy opätovného upínania, náklady na nastavenie a sekundárne procesy brúsenia - výroba je tak rýchlejšia, flexibilnejšia a energeticky efektívnejšia.

Typické odvetvia použitia:

• Automobilová a pohonná technika: ventilové sedlá, synchronizačné krúžky, ozubené kolesá
  
• priemysel ložisiek: Vnútorné a vonkajšie krúžky, obežné dráhy
  
• Výroba náradia a foriem: vložky, vodiace kolíky, zápustky
  
• Mechanické strojárstvo: Hriadele, spojovacie časti, vedenia piestov
  
• Energetika a turbínová technika: vysoko namáhané súčasti rotorov a ložísk
  

Tvrdé sústruženie kombinuje presnosť brúsenia s produktivitou obrábania - ideálne na sériovú výrobu presných kalených dielov.

Zabezpečenie kvality je viacstupňové a digitálne sledovateľné. Každý komponent sa kontroluje podľa noriem ISO 4287 (drsnosť), ISO 1101 (tvar a poloha) a DIN 50150 (skúška tvrdosti).

Používajú sa:

• 3D súradnicové meracie stroje (napr. Zeiss Contura)
  
• Optické meracie systémy na inline kontrolu obrysu a sústrednosti
  
• .Tester drsnosti a tvrdosti s pripojením SPC
  
• CAQ systémy s automatickou sledovateľnosťou v súlade s EN 10204-3.1
  

Výsledky sa dokumentujú priamo vo výrobnom procese, čím sa zabezpečuje reprodukovateľná kvalita série. V spojení s procesmi v súlade s IATF 16949 to umožňuje úplnú auditovateľnosť - čo je rozhodujúce pre odvetvia s vysokými požiadavkami na dokumentáciu, bezpečnosť a sledovateľnosť.