Obróbka na tokarkach produkcyjnych
Wysokowydajne tokarki produkcyjne odznaczają się w stosunku do tokarek ogólnego przeznaczenia większą mocą, większą liczbą obrotów i sztywniejszą konstrukcją, co umożliwia stosowanie większych przekrojów warstwy skrawanej, większej szybkości skrawania i wydajniejszych przyrządów.
Przy wielkoseryjnej i masowej produkcji silników stosowane są najczęściej wielonożowe tokarki produkcyjne. Zasadnicza różnica między tokarkami wielonożowymi a zwykłymi polega na tym, że pierwsze zaopatrzone są w dwa niezależne od siebie suporty, na których można zamocować po kilka noży (stąd nazwa tych obrabiarek). Duże tokarki wielonożowe mogą być zaopatrzone w cztery suporty — po dwa z każdej strony. Zwykle przednie suporty wykonują tylko posuw wzdłużny, tylne zaś — tylko posuw poprzeczny. Podczas pracy posuwy wszystkich suportów nadawane są mechanicznie (z automatycznym wyłączaniem), a dosuw ręczny stosowany jest tylko przy ustawianiu obrabiarki. Suport przedni przeznaczony jest do toczenia wzdłużnego, a suport tylny — do toczenia poprzecznego.
Dalsze cechy konstrukcyjne tokarek wielonożowych są następujące: duża moc przy względnie małym wzniosie kłów, szczególnie sztywna konstrukcja, wrzeciennik o specjalnej konstrukcji zabieraka (lub uchwytu) do przenoszenia dużego momentu obrotowego oraz noże o jednakowym przekroju. Ponadto często konik wykonany jest w ten sposób, żeby noże przedniego suportu mogły przechodzić obok niego.
Obróbka na tokarkach wielonożowych może być prowadzona różnymi sposobami. Sposoby pracy suportu przedniego mogą być sprowadzone do trzech następujących przypadków.
1) Sposób podziału długości obróbki (rys. 212a). W tym przypadku
wszystkie noże z wyjątkiem ostatniego (znajdującego się przed czołową
powierzchnią przedmiotu od strony konika) równocześnie wcinają się
w obrabiany przedmiot pod pewnym kątem O, a następnie po osiągnięciu
określonej odległości od osi przedmiotu odbywa się toczenie przy posuwie
wzdłużnym. Długość roboczego posuwu suportu L równa jest długości naj-
dłuższej z obrabianych powierzchni (stopni) przedmiotu, tj.
L = lmax
A więc w danym przypadku mamy do czynienia z podziałem lub zmniejszeniem długości posuwu roboczego do wielkości odpowiadającej najdłuższej z obrabianych powierzchni. Sposób ten jest bardzo rozpowszechniony, szczególnie przy obróbce stosunkowo długich przedmiotów o mniej więcej jednakowych długościach poszczególnych powierzchni obrabianych; można go również stosować do obróbki dowolnie stopniowanych wałków, gdy możliwe jest zdjęcie naddatku na wszystkich stopniach jednym przejściem noży.
2) Sposób podziału najdłuższych powierzchni (rys. 212b). Ten sposób
obróbki, stosowany przy znacznych różnicach długości poszczególnych po-
wierzchni przedmiotu, różni się od poprzedniego tylko tym, że powierz-
chnie najdłuższe obrabia się dwoma lub więcej nożami rozmieszczonymi
w równych odstępach. Oznaczając przez m liczbę noży obrabiających naj-
dłuższą powierzchnię wielkość roboczego posuwu suportu obliczamy ze
wzoru.
Jest to sposób jeszcze wydajnieszy od poprzedniego, jednak nie należy go stosować przy obróbce wykańczającej, ponieważ w miejscach zejścia się powierzchni obrabianych różnymi nożami powstaje rąbek lub uskok w wyniku różnego ustawienia i zużycia noży.
3) Sposób podziału naddatku (rys. 212c). W danym przypadku noże
nastawione na określone średnice rozpoczynają pracę kolejno, przy czym
całkowita obróbka jest dokonywana przy wzdłużnym ruchu suportu. Jest
to sposób mniej wydajny od dwóch poprzednich, ponieważ wielkość robo-
czego przesuwu suportu równa jest sumie długości wszystkich powierzchni
obrabianych nożami danego suportu
L = h + l2 + h + ...
Ten sposób może być stosowany tylko przy toczeniu wałów o stopniowo malejących średnicach; jego stosowanie jest korzystne natomiast przy du-
żych naddatkach na obróbkę, których nie można zdjąć przy jednym przejściu noża i trzeba je podzielić na kilka warstw skrawanych poszczególnymi nożami.
Należy zaznaczyć, że w praktyce stosowane są różne kombinacje omówionych sposobów, co umożliwia często skrócenie czasu maszynowego oraz wykonanie całej obróbki na jednej obrabiarce.
Suporty poprzeczne tokarek wielonożowych wykorzystywane są przede wszystkim do wykańczania obróbki wykonywanej przez suporty wzdłużne, tj. do toczenia czołowego, podcinania przejść między powierzchniami o różnych średnicach, wytaczania rowków obwodowych, załamywania krawę-
dzi itp. Oprócz tego wykorzystuje się je do obróbki części zarysu przedmiotu nożami szerokimi i kształtowymi, a więc do toczenia powierzchni krótkich, kształtownych i innych niewygodnych do obróbki za pomocą suportów wzdłużnych.
Tokarki wielonożowe mogą być stosowane do operacji zgrubnych i wykańczających. Do operacji zgrubnych na skomplikowanych przedmiotach często konieczne jest użycie dwóch tokarek, ze względu na trudności umieszczenia na suporcie takiej liczby noży, jaka jest potrzebna do jednoczesnej obróbki całego zarysu.
Tokarki wielonożowe stosowane w przemyśle silnikowym są najczęściej półautomatami, przy czym ich obsługa sprowadza się do bardzo prostych czynności ręcznych: zwolnienia elementów mocujących, zdjęcia obrobionego przedmiotu, założenia i zamocowania nowego przedmiotu, uruchomienia obrabiarki (zatrzymanie odbywa się samoczynnie) oraz obserwowania przebiegu pracy obrabiarki.
Na rys. 213 pokazano wielonożowy półautomat tokarski do obróbki w kłach o dużej wydajności. Na tym półautomacie można wykonywać obróbkę za pomocą dwóch lub trzech suportów osadzonych na masywnych grubych wałkach.
Schemat sterowania suportami tego rodzaju półautomatu pokazano na rys. 214. Ruchy wzdłużne suportów sterowane są krzywkami bębna rozrządczego 1. Poprzeczne przesuwy wszystkich suportów odbywają się
przez obracanie ich naokoło osi wałków, przy czym ruchy te sterowane są przez specjalne kopiały ustawione na przesuwnych saniach 2 (suporu przedniego) i 3 (suportu tylnego). Dodatkowy, trzeci, suport stosowany jest do wykonywania płytkich zacięć i do toczenia powierzchni czołowych. Nastawienie takiej obrabiarki sprowadza się do założenia na bęben roz-rządczy odpowiednio dobranych krzywek, dobrania i założenia wymiennych kół zębatych jego napędu oraz ustalenia odpowiedniej liczby obrotów wrzeciona posługując się również wymiennymi kołami.
Tokarki wielonożowe, a szczególnie półautomaty, są stosowane w szerokim zakresie przy wytwarzaniu silników spalinowych, przy czym obrąb'a się na nich wały korbowe, wałki rozrządu, tłoki, tuleje cylindrowe, cylindry w silnikach chłodzonych powietrzem, zawory, koła zębate i wiele innych elementów.
Dokładność obróbki przy toczeniu wielonożowym nie jest na ogół gorsza niż w obrabiarkach jednonożowych. Jak stwierdzono w praktyce, przy jednorazowym toczeniu dobrze nakiełkowanej walcówki można w tymprzypadku dość łatwo osiągnąć przy średnicach wału 30-^-140 mm tolerancję według 5 klasy, a niekiedy nawet według 4 klasy dokładności. Przy dwukrotnym toczeniu uzyskuje się zwykle tolerancję według 4 klasy, a przy niewielkich naddatkach i starannym nastawieniu otrzymywana dokładność może być jeszcze większa.
Istotną sprawą jest ustawianie noży i przygotowanie tokarek wielonożo-wych do danej operacji. Ustawianie to wykonuje się zwykle za pomocą wzorca, który jest kopią przedmiotu obrabianego, lub też za pomocą przedmiotów wzorcowych. Wzorzec (lub przedmiot wzorcowy) mocuje się w kłach obrabiarki (lub w uchwycie) i według niego ustawia się wszystkie noże na obu suportach — wzdłużnym i poprzecznym w położeniach właściwych dla danej operacji. Dokładność ustawienia noży sprawdza się za pomocą szczelinomierza przesuwając go między powierzchnią wzorca a ostrzem narzędzia.