Jak řešit prokluz obrobku při soustružení CNC s vysokým točivým momentem pomocí výměnných čelistí

V roce 2025 více než 60 % Dílen provozujících CNC soustruhy uvádí problémy s prokluzem při obroce kalených ocelí nebo hlubokých drážek. Tradiční tvrdé čelisti často vyžadují nadměrnou upínací sílu, což ohrožuje deformaci obrobku.

Metodika

1. Nastavení testu

• Obrobek: hřídele z oceli 4140 (ϕ50×300 mm, HRC 28–32) se 3 podélnými drážkami

• Zařízení:

CNC soustruh: Doosan Puma 2600SY (výkon vřetena 15 kW)

Tenzometr: Kistler 9129AA (rozsah 0-600N·m)

• Návrhy:

Zubatý: Kalená ocel se zuby s roztečí 1,2 mm (úhel 60°)

Hydraulický: Tungsten karbidové kolíky aktivované tlakem

S polymerovým povlakem: Vrstva polyuretanu o tloušťce 0,8 mm

2. Zkušební protokol

• Základní test prokluzu se standardními čelistmi při zvyšujícím se kroutícím momentu (200-500N·m)

• Opakované testy s vlastními čelistmi za stejných řezných parametrů:

Hrubování: 3mm DOC, 0,3mm/ot

Drážkování: 5mm široké, 8mm hluboké

Výsledky a analýza

1.Práh prokluzu

• Standardní čelisti: Selhání při 320 N·m (posunutí obrobku o 0,8 mm)

• Čelisti s drážkami: Udržely až do 450 N·m (zlepšení o 40 %)

• Hydraulické čelisti: Žádný prokluz při maximálně testovaném 500 N·m

2.Uchování povrchu

Čelisti s polymerovým povlakem nezanechaly žádné viditelné stopy (Ra 0,8 µm) ve srovnání s mikrovtisky čelistí s drážkami (Ra 2,4 µm).

Diskuse

1.Nákladové a výhodové kompromisy

• Čelisti s drážkami: Nejvhodnější pro provozy s již existujícími upínacími pouzdry (350–500 USD/sada)

• Hydraulické čelisti: Nákladově odůvodněné pro výrobu s vysokou mírou variabilitu, navzdory nákladům přesahujícím 2 200 USD

• Polymerové čelisti: Ideální pro dokončené povrchy, ale vyžadují týdenní obnovu povlaku

2. Omezení

Testy zaměřené na válcové součástky; nepravidelné tvary mohou vyžadovat hybridní řešení.

Závěr

Pro soustružení s vysokým kroutícím momentem:

• Článkové čelisti poskytují nejekonomičtější vylepšení

• Hydraulické systémy zajišťují bezpečné upnutí pro kritické práce

• Polymerové povlaky chrání jemné povrchy při nižších kroutících momentech

Budoucí výzkum by měl řešit systémy pro rychlou výměnu pro smíšenou výrobu.