Toczenie jest jednym z najczęściej stosowanych procesów obróbki skrawaniem, czyli polegającej na usuwaniu nadmiaru materiału z obrabianej powierzchni. Poddawane mu surowce – metale, drewno lub tworzywa sztuczne uzyskują kształt brył obrotowych. Znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Na czym polega toczenie? Jakie są jego rodzaje? Na te i inne pytania odpowiemy w poniższych akapitach.
Toczenie – na czym polega?
Toczenie polega na usuwaniu niewielkich części materiału w celu nadania określonemu materiałowi określonej formy, właściwości oraz wymiarów. W tym celu przedmiot poddawany obróbce wprowadza się w ruch obrotowy napędzany przez wrzeciono tokarki [4]. Z kolei narzędzie tnące, czyli nóż tokarski, wykonuje posuwowy ruch pomocniczy. W wyniku nałożenia się i zsumowania obu ruchów przedmioty poddawane toczeniu uzyskują określony kształt. Podczas procesu powstają też odpady w postaci wiórów. Warto przy tym zaznaczyć, że obróbkę powierzchni zewnętrznych nazywa się toczeniem, a wewnętrznych – wytaczaniem [2].
Rodzaje toczenia w oparciu o zróżnicowane kryteria
Istnieje kilka rodzajów toczenia, przyjmując różne kryteria podziału, w tym kierunek ruchu posuwowego noża względem osi obrotu przedmiotu poddawanego obróbce. Według tej klasyfikacji wyróżnia się:
- Toczenie wzdłużne – kierunek ruchu narzędzia tnącego jest równoległy do osi obrotu. Toczenie tego typu wykonuje się zwykle w dwóch etapach. Pierwszym jest toczenie zgrubne, drugim – dokładne.
- Toczenie poprzeczne – kierunek posuwu noża tokarskiego jest prostopadły do osi obrotu. Toczenie tego typu stosuje się głównie przy obróbce powierzchni czołowych.
- Toczenie stożkowe – kierunek ruchu narzędzia tnącego przecina się z osią toczenia pod kątem różnym od 90 stopni.
Podział toczenia można także wykonać, biorąc pod uwagę rodzaj noża zastosowanego do obróbki [3]. Na podstawie tego kryterium wyróżnia się [4]:
- Toczenie punktowe – kształt obrabianego przedmiotu jest nadawany za pomocą ruchu jednego fragmentu noża tokarskiego.
- Toczenie kształtowe – ostateczna forma obrabianego przedmiotu jest zależna od kształtu noża tokarskiego.
- Toczenie obwiedniowe – nóż tokarski wykonuje zarówno ruch prostoliniowy, jak i obrotowy.
Toczenie konwencjonalne i CNC – na czym polega?
Toczenie może być wykonywane za pomocą dwóch rodzajów maszyn – manualnych oraz sterowanych numerycznie. W pierwszym przypadku mówi się o toczeniu konwencjonalnym, w drugim o toczeniu CNC. Zarówno pierwsze, jak i drugie mają szereg zalet, chociaż obecnie najszersze zastosowanie znajdują obrabiarki CNC.
Toczenie manualne – stosowane w produkcji nieseryjnej
Toczenie manualne (konwencjonalne) odbywa się na maszynach sterowanych ręcznie przez operatora. O jego rezultacie decydują w dużej mierze umiejętności oraz doświadczenie osoby obsługującej urządzenie. Metoda konwencjonalna jest stosowana do tworzenia nieskomplikowanych detali. Sprawdza się przede wszystkim dla pojedynczych elementów – również prototypowych. Nie wymaga programowania maszyny CNC, więc pozwala oszczędzić czas. Toczenie konwencjonalne stosuje się też do obróbki wstępnej.
Toczenie CNC – precyzja i powtarzalność procesu
Obecnie jednak na prowadzenie wysuwa się toczenie CNC. Jest o wiele bardziej dokładne od toczenia konwencjonalnego. Umożliwia uzyskanie przedmiotów o idealnych kształtach i wymiarach. Istotą działania jest w tym przypadku zintegrowanie komputera z częścią sterującą obrabiarki. W praktyce oznacza to, że urządzenie jest sterowane za pomocą programu komputerowego. Rola operatora sprowadza się więc do odpowiedniego zaprogramowania urządzenia w określonym programie, uzbrojenia maszyny oraz zamocowania elementu, który zostanie poddany obróbce. Zaletą toczenia CNC jest ogromna precyzja oraz powtarzalność procesu. Dzięki temu znajduje ono szerokie zastosowanie w produkcji seryjnej. Pozwala na oszczędność czasu i eliminuje ryzyko błędów popełnianych przez operatora. Zapewnia mu także większe bezpieczeństwo niż toczenie konwencjonalne, ponieważ osoba obsługująca tokarkę nie ma bezpośredniego kontaktu z narzędziem tnącym w czasie wykonywania procesu. Toczenie CNC najczęściej jest zlecane specjalistycznej firmie, która dysponuje nowoczesnym parkiem maszynowym, dzięki czemu może wykonywać usługi tokarskie na najwyższym poziomie.
Toczenie – gdzie znajduje zastosowanie?
Toczenie – głównie odbywające się przy zastosowaniu maszyn sterowanych numerycznie, znajduje szerokie zastosowanie. Jest wykorzystywane przede wszystkim do tworzenia podzespołów maszyn, elementów do mebli a nawet różnych przedmiotów dekoracyjnych. W ten sposób jest niezbędne między innymi w branży samochodowej, stoczniowej, lotniczej, rolniczej oraz meblarskiej. W wyniku toczenia można uzyskać elementy o kształcie brył obrotowych – kulistych, walcowatych i stożkowych [1]. Dzięki temu proces pozwala wytworzyć trzpienie, tuleje, osie, wrzeciona, sworznie, pręty, rury, wałki i wiele innych detali. Jest stosowane również wtedy, kiedy istnieje potrzeba uzyskania kół pasowych, zębatych czy ślimaków.
Toczenie jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych metod obróbki skrawaniem, bez której trudno wyobrazić sobie funkcjonowanie różnych gałęzi przemysłu. Warto jednak pamiętać, że toczenie wymaga nowoczesnego parku maszynowego oraz szerokiej wiedzy i doświadczenia operatorów maszyn. Z tego względu często jest zlecane firmom zewnętrznych. Jednym z liderów w branży jest CNC Jurczak – ekspert w obróbce metali, wspierający przemysł w procesach automatyzacji i robotyzacji produkcji.
Bibliografia:
- Kosmol J. Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa i ścierna. Gliwice, 2002.
- Tasak E. Obróbka ubytkowa i spajanie. Kraków, 2001.
- https://mechanika-obrobka.pl/toczenie/ [dostęp:10.11.2022]
- Zawora J. Podstawy technologii maszyn. Warszawa, 2013.
- Górecki A. Technologia ogólna: podstawy technologii mechanicznych. Warszawa, 1984.
