Toczenie walców gumowanych za pomocą diamentowych narzędzi tokarskich

Od kwietnia 2022 TCM Austria pracuje nad Toolmanagement na poziomie 3 dla znanego austriackiego producenta komponentów windowych związanych z bezpieczeństwem. W tej lokalizacji produkowane są komponenty bezpieczeństwa, mechanizmy drzwiowe i klatek windowych z wysokimi wymaganiami jakościowymi. Część tej produkcji obejmuje obróbkę różnych wymiarów kół prowadzących, które służą do bezpiecznego prowadzenia windy w ramie szybu windy.

Koła składają się z korpusu bazowego z odlewu aluminiowego, na którym znajduje się właściwa powierzchnia bieżna. Otwór centralny, płaskie powierzchnie i gumowany bieżnik muszą być toczone na tokarce CNC w jednym zamocowaniu, aby zapewnić optymalną współosiowość podczas pracy. Toczenie powierzchni aluminiowych jest proste, ale toczenie gumowych bieżni rolek jezdnych za pomocą konwencjonalnych narzędzi tokarskich nie było możliwe ze względu na miękki stan powierzchni gumowej. Nawet przy zastosowaniu wysokopozytywnych, ostrych krawędzi skrawających z węglików spiekanych i polerowanych powierzchni natarcia nie udało się osiągnąć zadowalającego rezultatu. W celu rozwiązania problemu obróbki, TCM został poproszony o pomoc ze względu na duży potencjał oszczędności w zakresie optymalizacji narzędzi.

Zespół ekspertów TCM opracował nową koncepcję narzędzi, w której jako materiał skrawający zastosowano polikrystaliczny diament (PCD). Krawędzie skrawające zostały obrobione laserowo dla uzyskania najwyższej ostrości krawędzi skrawającej i wyposażone w ekstremalny kąt natarcia i przyłożenia dla uzyskania najwyższej skrawalności i zmnimalizowania skłonności do naklejenia wiórów. Uchwyt tokarski został zaprojektowany jako monoblok dla maksymalnej stabilności, a polerowana powierzchnia segmentu skrawającego PCD zapobiega przyklejaniu się wiórów. Dodano również mały promień naroża, aby chronić bardzo ostre krawędzie skrawające. Po zaprojektowaniu narzędzia, zostało ono wyprodukowane w naszym laboratorium skrawania. Krawędzie tnące z PCD zostały zlutowane i wycięte laserowo u partnera TCM, firmy DIBO Diamantwerkzeuge.

Po przybyciu narzędzi przeprowadzono pierwsze próby toczenia na tokarce sterowanej cyklicznie, a następnie przeniesiono je na produkcyjną tokarkę CNC. Dzięki innowacyjnej koncepcji narzędzia i dostosowanym wartościom skrawania można bez problemu ciąć gumę bez konieczności czasochłonnego zamrażania walców. Jest to możliwe, ponieważ laserowane krawędzie tnące PCD, dzięki swojej ostrości i wypolerowanej powierzchni natarcia, nie powodują ani kompresji, ani spalania gumy. Ponadto podczas cięcia na miękko nie występują niepożądane wibracje ani cieniowanie na obrobionej powierzchni bieżnej. Ponieważ guma nie ma skłonności do łamania wiórów, podczas toczenia powstaje jedynie cienka, niekończąca się wstęga, która jest odprowadzana przez specjalnie ukształtowane komory wiórów w specjalnym uchwycie tokarskim.

W laboratorium obróbki skrawaniem TCM przeprowadzono również kontrolę powierzchni za pomocą mikroskopu pomiarowego Alicona. Tutaj było możliwe uwidocznienie głębokości rowków z procesu toczenia, które są dokładnie odwzorowane w gumie, poprzez pomiar 3D struktury powierzchni. Poprzez zmianę promienia wierzchołka na krawędzi skrawającej PCD oraz regulację posuwu podczas toczenia można teraz w sposób ukierunkowany wytwarzać wymagane przez klienta powierzchnie.

Krawędzie tnące PCD narzędzi tokarskich mogą być w DIBO Diamantwerkzeuge GmbH łatwo wymieniane i wielokrotnie poddawane regeneracji.