Bussningar är bland de vanligaste men ändå utmanande komponenterna inom precisionsbearbetning. Dessa cylindriska tunnväggiga delar kräver enhetlig väggtjocklek för att fungera korrekt. Alla variationer orsakar ojämn lagerkontakt, för tidigt slitage och monteringssvårigheter. Ändå kämpar många maskinister med bussningar som mäter perfekt i maskinen men uppvisar oacceptabel väggvariation efter avklämning. Boven är nästan alltid klämdeformation. Att förstå hur man håller tunnväggiga bussningar utan att förvränga dem skiljer butiker som producerar konsekventa, pålitliga delar från de som jagar rundhetsproblem.
Fysiken för deformation av tunnväggiga bussningar är enkel. En bussning med en väggtjocklek på 0,050 tum har mycket liten radiell styvhet. När en chuck med tre käftar drar åt på sin ytterdiameter, utsätter käftarna för punktbelastning. Bussningen böjs elastiskt till en treflikform. Maskinisten borrar innerdiametern medan delen är förvriden. Efter att chuckbackarna släpper fjädrar bussningen tillbaka till runda. Innerdiametern har dock nu tre höga punkter motsvarande de ursprungliga käkpositionerna. Väggtjockleken varierar med exakt mängden avböjning. Samma effekt uppstår när man klämmer på innerdiametern och vrider utsidan. Lösningen är att klämma på ett sätt som applicerar enhetlig, låg spänningskraft runt hela omkretsen.
En av de mest effektiva teknikerna för att hålla i tunnväggiga bussningar är att använda en grytchuck eller expanderande dorn. En grytchuck är en fixtur med ett avsmalnande inre hål och en slitsad stålhylsa. När den dras in i konan expanderar hylsan jämnt mot bussningens innerdiameter. Expansionskraften fördelas över hela omkretsen, inte på diskreta punkter. Rätt utformade grytchuckar kan hålla bussningar med väggtjocklekar ner till 0,020 tum utan mätbar distorsion. Nyckeln är att begränsa expansionsrörelsen till bara 0,001 eller 0,002 tum bortom delarnas vilodiameter. Överexpansion med till och med några tusendelar kommer fortfarande att förvränga tunna väggar. Justerbara chuckar med stoppskruv för att begränsa rörelsen är att föredra.
För att vrida ytterdiametern fungerar en expanderande dorn på samma princip. Dornen har en avsmalnande mittaxel och en delad stål- eller uretanhylsa. När axeln dras in i hylsan expanderar hylsan radiellt mot bussningens ID. Kontakten är kontinuerlig runt omkretsen. Många butiker tillverkar sina egna expanderande dorn av 4140 stål, värmebehandlade och slipade. En uppsättning utbytbara hylsor möjliggör hantering av olika bussningsstorlekar. Dornen monteras mellan centrum eller i en chuck, och bussningen glider på den expanderande hylsan. En dragstång eller skruv aktiverar expansionen. Denna metod ger utmärkt koncentricitet eftersom dornen centreras på samma axel som svarvspindeln.
Mjuka käkar är ett mer tillgängligt alternativ för många butiker. Standardchuckbackar kan bearbetas för att matcha bussningens kontur, men detta ensamt löser inte punktbelastningsproblemet. Lösningen är att använda en uppsättning pajkäftar. Dessa är mjuka käftar bearbetade med en stor båge, vanligtvis 120 grader vardera, och sedan skärs radiellt från ytterkanten nästan till monteringsskruven. När den dras åt böjs varje pajkäft något, vilket fördelar klämkraften över ett bredare område. För bästa resultat bör pajkäftarnas bearbetade diameter vara exakt densamma som bussningens ytterdiameter. Grovning av bussningen med kraftiga snitt kräver mer klämkraft. Målpass ska tas med reducerat chucktryck. Många moderna CNC-svarvar tillåter programmerbart chucktryck, som kan ställas in på ett lågt värde, runt 50 till 100 PSI, för efterbehandling av skärningar.
En annan kraftfull metod är axiell fastspänning i kombination med ett offerfyllmedel. Istället för att klämma fast på bussningens vägg hålls delen mellan två frontplattor som pressar ihop bussningen ände mot ände. Ett fyllnadsmaterial, såsom legering med låg smältpunkt, vax eller till och med frusen is, fyller bussningens inre. Fyllmedlet ger inre stöd under bearbetningen. Efter bearbetning smälts eller tvättas fyllmedlet ur. Denna teknik är vanlig för extremt tunna väggbussningar under 0,010 tum väggtjocklek. Fyllmedlet förhindrar att delen krossas eller vibrerar. Den axiella klämkraften, applicerad genom mjuka brickor, förvränger inte den cylindriska väggen eftersom kraften är parallell med hålets axel.
För bussningar gjorda av material som svarar på kryogena eller termiska tekniker, erbjuder krympkopplingen en förvrängningsfri klämmetod. Bussningen kyls i flytande kväve, vilket krymper dess diameter. En matchande dorn eller chuck vid rumstemperatur är något större än den kalla bussningens ID. Bussningen skjuts på dornen och värms upp. När den expanderar griper den dornen med likformig radiell kraft. Bearbetningen fortsätter utan koncentrerade klämpunkter. Efter kapning kyls enheten igen för att frigöra delen. Denna metod kräver en kontrollerad miljö men ger exceptionell vägglikformighet.
Mätning i processen är också väsentlig för kontroll av bussningens väggtjocklek. En hålmätare eller luftmätare som används medan delen fortfarande är fastspänd ger en felaktig avläsning. Den verkliga väggtjockleksvariationen uppträder först efter avklämning. Den bästa praxisen är att ta ett fjädersnitt: ett mycket lätt pass, 0,002 till 0,004 tum skärdjup, med chucktrycket reducerat till det minimum som behövs för att rotera delen. Denna slutskärning tar bort den förvrängda ytan som lämnats efter tyngre grovbearbetningspass. Fjädersnittet bör följas av en andra mätning efter att delen är helt fri. Butiker som behärskar dessa tekniker håller rutinmässigt variationer i bussningens väggtjocklek under 0,0003 tum total indikatoravläsning. Deras mindre erfarna motsvarigheter fortsätter att skrota delar, övertygade om att tunna väggar är omöjliga att bearbeta sant. Sanningen är att tunna väggar inte är problemet. Olämplig fastspänning är. Välj enhetlig, låg spänning, full omkrets arbetshållning, och enhetlighet för bussningens väggtjocklek blir helt kontrollerbar.
