Prawidłowe mocowanie narzędzi i przedmiotów obrabianych w obrabiarkach manualnych

Zamocowanie przedmiotu obrabianego na tokarce ma potrójny cel:

1. ustalenie położenia przedmiotu obrabianego w stosunku do osi obrotu,

2. przeniesienie momentu obrotowego z wrzeciona na przedmiot obrabiany,

3. przeniesienie sił skrawania na uchwyt.

Nawet najlepsza tokarka nie zagwarantuje jednak oczekiwanych rezultatów, jeśli detal zostanie zamocowany nieprawidłowo lub narzędzie (nóż tokarski) będzie ustawione w niewłaściwej pozycji.

W tym artykule postaramy się przybliżyć praktyczne aspekty mocowania w obrabiarkach konwencjonalnych. Dowiesz się, jakie uchwyty i przyrządy mocujące sprawdzają się najlepiej, jak unikać typowych błędów oraz na co zwrócić uwagę, aby każda operacja przebiegała płynnie i bezpiecznie.

Sposoby mocowania przedmiotów na tokarce – przegląd metod

Metod mocowania przedmiotów na tokarkach jest bardzo dużo, a wybór metody mocowania zależy przede wszystkim od kształtu, wymiarów i masy obrabianego detalu. Sposoby mocowania przedmiotów na tokarce można podzielić na kilka podstawowych kategorii. Każda z nich ma swoje zastosowanie w codziennej pracy warsztatu.

I tutaj możemy rozróżnić kilka podstawowych sposobów mocowania przedmiotów na tokarce:

1. w kłach- który jest sposobem dość prostym i tanim, ale nie pozwala na mocne osadzenie zabieraka na przedmiocie obrabianym i ma zwykle zastosowanie w obróbce wałków o średniej długości, które w trakcie obróbki mogą być kilkukrotnie zamocowane ściśle współosiowo nawet na różnych tokarkach,

2. na trzpieniu- stosowane do przedmiotów, których powierzchnie zewnętrzne mają być współosiowe z uprzednio obrobionym otworem (np. tuleje, pierścienie, krążki itp.) należy tutaj nadmienić, że jest to mocowanie słabe i jest stosowane tyko przy obróbce wykańczającej,

3. w uchwycie lub w uchwycie z podparciem kłem – najbardziej popularna metoda mocowań na tokarkach, którą opiszemy szerzej poniżej.

Tokarka TOP-860 z uchwytem fi 500mm 4-szczękowym z niezależnym nastawem szczęk

Tarcza tokarska fi 500mm zamontowana na tokarce TOP-560

Uchwyty tokarskie szczękowe 

Bardzo wygodnym i najczęściej wybieranym rozwiązaniem mocowania elementu na tokarce są uchwyty szczękowe i tutaj też możemy wymieniać wiele rodzajów tych uchwytów: uchwyty samocentrujące lub ze szczękami niezależnymi, uchwyty tarczowe, i cały szereg uchwytów specjalnych służących do konkretnego typu obróbki, np. uchwyty ze stożkiem Morse’a, uchwyty sprężynowe z mechanicznym mocowaniem służące głównie do mocowania rur czy uchwyty magnetyczne.

Uchwyt magnetyczny zamontowany na tokarce TOP-360 produkcji TOP Poręba

Najczęstszym rozwiązaniem jest uchwyt samocentrujący trójszczękowy, sprawdzający się dobrze przy obróbce na tokarkach elementów walcowych i sześciokątnych. Jest to szybki i bardzo wygodny sposób mocowania detalu. Uchwyty samocentrujące stosowane przy mocowaniu elementów na tokarkach mogą też posiadać  większą ilość szczęk, np. cztery lub sześć, co poprawia precyzję mocowania. Uchwyty te posiadają też zwykle możliwość założenia szczęk zarówno wewnętrznych jak i zewnętrznych, czy szczęk miękkich. Który wariant mocowania wybrać, zależy od kształtu elementu oraz od tego, która powierzchnia ma być toczona.

- Dla detali o nieregularnych kształtach lepszym wyborem będzie uchwyt z niezależnym nastawianiem szczęk. Warto pamiętać, że wymaga on ręcznego centrowania.

Na zdjęciu uchwyt czteroszczękowy z niezależnym nastawem szczęk zamontowany na tokarce konwencjonalnej TOP 560.

- Płaskie i dużej średnicy elementy mogą wymagać montowania na tarczy zabierakowej.

Podtrzymki tokarskie 

Oprócz samego uchwytu ważne jest, aby pamiętać, że elementy dłuższe należy obrabiać z podparciem czy to konika tokarki, czy też przy użyciu podtrzymek.

Podtrzymki ze względu na sposób mocowania możemy podzielić na:

- stałe – mocowane na łożu,

- ruchome – mocowane na suporcie i poruszające się wraz z nim.

Oraz ze względu na sposób podparcia elementu obrabianego na:

-ślizgowe, 

-rolkowe.

Tokarki uniwersalne produkcji TOP Poręba mają bogate wyposażenie standardowe i zapewniają możliwość pełnego wyboru sposobu mocowania elementu obrabianego. 

Na zdjęciu na pierwszym planie podtrzymka rolkowa, a następnie podtrzymka ślizgowa zamontowane na łożu tokarki produkcji TOP Poręba.

Czego unikać przy mocowaniu przedmiotów obrabianych? 

Nieprawidłowe mocowanie to jedna z najczęstszych przyczyn problemów podczas obróbki. Błędy przy mocowaniu przedmiotów obrabianych mogą prowadzić do uszkodzenia detalu, narzędzia, a nawet samej obrabiarki. Dlatego też warto znać najczęstsze pomyłki, aby skutecznie ich unikać.

Do typowych błędów należy zbyt płytkie zamocowanie przedmiotu w uchwycie – szczęki powinny obejmować detal na odpowiedniej długości, zapewniając stabilny zacisk. Równie problematyczne jest stosowanie nadmiernej siły dokręcania, które może odkształcić cienkościenne elementy. Niedokładne oczyszczenie szczęk uchwytu i powierzchni detalu przed zamocowaniem skutkuje gorszą powtarzalnością i możliwością przesunięcia się przedmiotu podczas obróbki.

Ustawianie noża w imaku tokarskim – zasady i praktyka

Nóż tokarski zamontowany w imaku 4-nożowym tokarki TOP-400

Kolejnym bardzo ważnym elementem wpływającym na jakość obróbki jest ustawianie noża w imaku tokarskim. Położenie noża względem osi tokarki zależy od jego usytuowania w płaszczyźnie pionowej i poziomej.

W płaszczyźnie pionowej może to być usytuowanie: 

1. w osi – najczęściej stosowane i zalecane do większości prac na tokarce,

2. nad osią – może być stosowane przy toczeniu długich i wiotkich wałków, przy czym podwyższenie punktu przyłożenia ponad oś nie powinno być większe niż h=0,01 średnicy toczonego wałka. w tym przypadku zmniejszenie kąta przyłożenia wpływa na zmniejszenie drgań przedmiotu obrabianego,

3. poniżej osi- nie należy stosować – powoduje pogorszenie parametrów obróbczych.

Nóż tokarski należy mocować możliwie blisko imaka, gdyż zwiększa to sztywność układu i redukuje drgania podczas skrawania. Śruby mocujące powinny być dokręcone równomiernie, zaczynając od śruby środkowej.

Do regulacji wysokości noża (jeżeli jest to wymagane) służą podkładki stalowe o różnych grubościach. Sprawdzenie prawidłowości ustawienia można wykonać poprzez dosunięcie wierzchołka noża do kła umieszczonego w koniku i oba punkty powinny znajdować się na tej samej wysokości. Jednocześnie w przypadku stosowania podkładek pod nóż należy się upewnić:

- czy powierzchnia noża przylega na całej swojej długości do podkładki?

- czy nóż jest ustawiony równolegle do powierzchni szufladki narzędziowej (suportu/łoża)?

Jak wycentrować przedmiot w obrabiarce – krok po kroku

Prawidłowe wycentrowanie detalu to warunek uzyskania współosiowości i wymaganej dokładności wymiarowej. Jak wycentrować przedmiot w obrabiarce, gdy pracujesz na tokarce konwencjonalnej? Procedura będzie niewątpliwie uzależniona od rodzaju użytego uchwytu.

W przypadku uchwytu samocentrującego centrowanie następuje automatycznie podczas zaciskania szczęk. Warto jednak pamiętać, że z czasem uchwyt traci swoją dokładność, dlatego ważna jest regularna kontrola bicia. Przy uchwycie ze szczękami niezależnymi operator musi samodzielnie ustawić każdą szczękę, kontrolując bicie za pomocą czujnika zegarowego. Przedmiot należy obracać ręcznie, a poszczególne szczęki reguluje się do momentu, aż wskazania czujnika będą minimalne na całym obwodzie. Przy mocowaniu detali w kłach centrowanie będzie zależało w większości od jakości nakiełków wykonanych w przedmiocie. Nakiełki powinny być czyste, nieuszkodzone i odpowiednio nasmarowane.

Wpływ prawidłowego mocowania na jakość obróbki

Stabilne i precyzyjne zamocowanie przedmiotu oraz narzędzia przekładają się bezpośrednio na wyniki pracy. Eliminacja drgań pozwala stosować wyższe parametry skrawania bez utraty jakości powierzchni. Poprawne wycentrowanie gwarantuje zachowanie tolerancji wymiarowych i geometrycznych. Właściwe ustawienie noża zapewnia optymalne warunki pracy ostrza i wydłuża jego trwałość.

W praktyce warsztatowej oznacza to mniej odpadów, krótszy czas obróbki i niższe koszty związane z eksploatacją narzędzi. Tokarki konwencjonalne z hartowanymi i precyzyjnie szlifowanymi prowadnicami oraz sztywną konstrukcją łoża pozwalają w pełni wykorzystać te zalety.

Konserwacja uchwytów i przyrządów mocujących

Nawet najlepsze uchwyty wymagają regularnej konserwacji. Po każdej zmianie roboczej należy oczyścić szczęki i rowki prowadzące z wiórów i zanieczyszczeń. Mechanizm spiralny uchwytu samocentrującego wymaga okresowego smarowania zgodnie z zaleceniami producenta. Regularna kontrola bicia uchwytu pozwala wcześnie wykryć zużycie i podjąć działania korygujące. Uszkodzone lub nadmiernie zużyte szczęki należy wymienić – praca z niesprawnym uchwytem zagraża bezpieczeństwu i uniemożliwia uzyskanie wymaganej dokładności. Kły stałe również się zużywają i niekiedy wymagają wymiany lub regeneracji.

Tokarki

Frezarki

Wiertarki słupowe i wieloczynnościowe

Przecinarki

Szlifierki