Tokarka to maszyna wynaleziona dość późno z powodów, które nie pozwalały na utrzymanie stabilizacji toczonego obiektu w optymalnym zakresie parametrów. Kilka rewolucji przemysłowych wespół z transformacją cyfrową dokonały od tego czasu znacznego postępu. Dzisiejsze tokarki potrafią obrabiać stal nie zmieniając objętości skrawanego materiału.
Nagniatanie – metoda nie do końca poznana
Obróbka stali metodą nagniatania polega na uplastycznieniu powierzchni materiału i przemieszczaniu go w kierunku posuwu narzędzia obrabiającego. Operacja nagniatania skutkuje bezubytkową zmianą kształtu obrabianego detalu.
Tokarka w roli walcarki
Proces nagniatania wykorzystuje się do obróbki prawie wszystkich stopni twardości stali. Jednak najlepsze efekty osiąga się w zastosowaniu odkształcania ślizgowego stopu stali miękkich. Jednak możliwe jest również obrabianie stali hartowanej o twardości powyżej 40 HRC.
Nagniataniu poddaje się także inne metale. Równie obiecujące wyniki daje nagniatanie stopów glinu. Aluminium w zestawie pierwiastków AlCu₄MgSi wykazuje wysoką gładkość i spoistość obrabianej powierzchni.
Narzędzia do nagniatania
Tokarka w funkcji nagniatarki wykorzystuje charakterystyczne dla tego procesu narzędzia. Elementem formującym powierzchnię toczonej stali jest narzędzie zakończone półkoliście.
Często jest to kula z twardego materiału np. kompozyt ceramiczny. Sfera łożyskowana hydrostatycznie toczy się z jednej strony w trzymaku obudowy narzędzia, a z drugiej jej ruch stabilizuje obrabiany materiał. Chcąc wywołać efekt odkształcenia materiału, końcówka nagniatająca dociskana jest precyzyjnie przy pomocy systemu docisku hydraulicznego.
Ostatni szlif
Tokarką z oprzyrządowaniem nagniatającym dokonuje się ostatecznej obróbki elementów stalowych. Głowice ugniatające o wysokiej gładkości wykonane są z materiału kompozytowego na bazie diamentu związanego w jednorodna masę za pomocą substancji ceramicznych – na przykład węglik krzemo-tytanu o wzorze Ti₃SiC₂.
Wysoką gładkość obrabianych materiałów potwierdzają eksperymenty. Stosunek chropowatości przed obróbką do chropowatości w efekcie może mieć wartość powiększona o dziesięć jednostek.
Dodatkowo atutem jest uniwersalność narzędzia obrabianego, które może być stosowane z powodzeniem w tokarkach sterowanych numerycznie i sprzęcie tradycyjnym.
Artykuł powstał we współpracy ze specjalistami z firmy Top Poręba.
