Jak rozwiązać ślizganie się przedmiotu w toczeniu CNC o wysokim momencie obrotowym dzięki specjalnym szczęką

W 2025 roku ponad 60% Warsztatów tokarskich raportuje problemy ze ślizganiem się elementów podczas obróbki stali hartowanych lub profili z głębokimi rowkami. Tradycyjne szczęki twarde często wymagają nadmiernej siły zacisku, co może prowadzić do odkształcenia części.

Metodologia

1. Ustawienie testu

• Obrabiany element: wałki ze stali 4140 (ϕ50×300 mm, HRC 28–32) z 3 podłużnymi rowkami

• Sprzęt:

Tokarka CNC: Doosan Puma 2600SY (wrzeciono 15 kW)

Czujnik momentu obrotowego: Kistler 9129AA (zakres 0-600 N·m)

• Projekty:

Zębate: Hartowana stal z zębami o skoku 1,2 mm (kąt pełny 60°)

Hydrauliczne: Piny z węglika spiekanego aktywowane ciśnieniem

Poliuretanowe: Warstwa politetrowa o grubości 0,8 mm

2. Protokół testowy

• Test podstawowego poślizgu z użyciem standardowych szczęk przy zwiększającym się momencie obrotowym (200-500 N·m)

• Powtórz testy z niestandardowymi szczękami przy identycznych parametrach cięcia:

Obciąganie: Głębokość skrawania 3 mm, posuw 0,3 mm/obrót

Frezowanie wpustów: Szerokość 5 mm, głębokość 8 mm

Wyniki i analiza

1. Progi poślizgu

• Standardowe szczęki: Nieudane przy 320 N·m (ruch obiektu o 0,8 mm)

• Szczęki z rowkami: Wytrzymały do 450 N·m (poprawa o 40%)

• Szczęki hydrauliczne: Brak poślizgu przy maksymalnym przetestowanym 500 N·m

2. Zachowanie powierzchni

Szczęki z polimerowym pokryciem nie zostawiały widocznych śladów (Ra 0,8 µm) w porównaniu do mikroskopijnych wgłębień pozostawionych przez szczęki z rowkami (Ra 2,4 µm).

Dyskusja

1. Kompromisy kosztów i korzyści

• Szczęki z rowkami: Najlepsze do warsztatów z istniejącymi oprawami (350-500 USD/komplet)

• Szczęki hydrauliczne: Uzasadnione przy produkcji wieloasortymentowej, mimo kosztu przekraczającego 2200 USD

• Szczęki polimerowe: Idealne do wykończonych powierzchni, ale wymagają odnawiania powłoki co tydzień

2. Ograniczenia

Testy skupiały się na przedmiotach obrabianych o kształcie cylindrycznym; nieregularne kształty mogą wymagać rozwiązań hybrydowych.

Podsumowanie

Do toczenia z wysokim momentem obrotowym:

• Uchwyty z ząbkowaną powierzchnią stanowią najbardziej opłacalne ulepszenie

• Układy hydrauliczne gwarantują niezawodne zaciskanie w kluczowych zastosowaniach

• Powłoki polimerowe chronią delikatne powierzchnie przy niższych wartościach momentu obrotowego

Przyszłe badania powinny dotyczyć systemów szybkiej wymiany do produkcji mieszanej.