Tuleje należą do najpowszechniejszych, choć stanowiących wyzwanie elementów obróbki precyzyjnej. Te cylindryczne cienkościenne części wymagają do prawidłowego działania jednolitej grubości ścianki. Każda zmiana powoduje nierówny kontakt łożyska, przedwczesne zużycie i trudności montażowe. Jednak wielu mechaników ma problemy z tulejami, które idealnie pasują do maszyny, ale po zwolnieniu wykazują niedopuszczalne odchylenie ścianek. Winowajcą jest prawie zawsze odkształcenie zaciskające. Zrozumienie, jak trzymać cienkościenne tuleje bez ich zniekształcania, odróżnia sklepy produkujące spójne, niezawodne części od tych, które borykają się z problemami z okrągłością.
Fizyka odkształcenia tulei cienkościennej jest prosta. Tuleja o grubości ścianki 0,050 cala ma bardzo małą sztywność promieniową. Gdy uchwyt trójszczękowy zaciska się na średnicy zewnętrznej, szczęki przykładają obciążenia punktowe. Tuleja ugina się elastycznie, tworząc kształt trzech płatków. Operator wierci średnicę wewnętrzną, podczas gdy część jest zniekształcona. Po zwolnieniu szczęk uchwytu tuleja powraca do kształtu okrągłego. Jednakże średnica wewnętrzna ma teraz trzy wysokie punkty odpowiadające pierwotnemu położeniu szczęk. Grubość ścianki zmienia się dokładnie w zależności od wielkości ugięcia. Ten sam efekt występuje podczas mocowania na średnicy wewnętrznej i obracania na zewnątrz. Rozwiązaniem jest zaciśnięcie w sposób zapewniający równomierną siłę naprężenia na całym obwodzie.
Jedną z najskuteczniejszych technik mocowania tulei cienkościennych jest użycie uchwytu garnkowego lub trzpienia rozprężnego. Uchwyt garnkowy to uchwyt ze stożkowym otworem wewnętrznym i stalową tuleją szczelinową. Po wciągnięciu w stożek tuleja zaciskowa rozszerza się równomiernie w stosunku do wewnętrznej średnicy tulei. Siła rozprężająca rozkłada się na całym obwodzie, a nie w dyskretnych punktach. Prawidłowo zaprojektowane uchwyty garnkowe mogą utrzymać tuleje o grubości ścianek do 0,020 cala bez mierzalnych zniekształceń. Kluczem jest ograniczenie skoku rozszerzania do zaledwie 0,001 lub 0,002 cala poza średnicę spoczynkową części. Nadmierne rozszerzanie nawet o kilka tysięcznych będzie nadal zniekształcać cienkie ściany. Preferowane są regulowane uchwyty garnkowe ze śrubą ograniczającą ograniczającą ruch.
Do toczenia średnicy zewnętrznej trzpień rozprężny działa na tej samej zasadzie. Trzpień ma stożkowy środkowy wał i dzieloną tuleję stalową lub uretanową. Gdy wał jest wciągany w tuleję, tuleja rozszerza się promieniowo w stosunku do średnicy wewnętrznej tulei. Kontakt jest ciągły na całym obwodzie. Wiele sklepów produkuje własne trzpienie rozprężne ze stali 4140, poddanej obróbce cieplnej i szlifowane. Zestaw wymiennych tulei pozwala na obsługę tulei o różnych rozmiarach. Trzpień mocuje się pomiędzy środkami lub w uchwycie, a tuleja wsuwa się na tuleję rozporową. Dyszel lub śruba uruchamiają rozprężanie. Metoda ta zapewnia doskonałą koncentryczność, ponieważ trzpień centruje się na tej samej osi co wrzeciono tokarki.
Miękkie szczęki są bardziej dostępną alternatywą dla wielu sklepów. Standardowe szczęki uchwytowe można obrobić tak, aby pasowały do konturu tulei, ale samo to nie rozwiązuje problemu obciążenia punktowego. Rozwiązaniem jest użycie zestawu szczęk do ciasta. Są to szczęki miękkie obrobione dużym łukiem, zazwyczaj 120 stopni każda, a następnie nacięte promieniowo od zewnętrznej krawędzi niemal do śruby mocującej. Po dokręceniu każda szczęka do ciasta ugina się lekko, rozkładając siłę zaciskania na większym obszarze. Aby uzyskać najlepsze wyniki, średnica obrobiona szczęk do ciasta powinna być dokładnie taka sama jak średnica zewnętrzna tulei. Obróbka zgrubna tulei ciężkimi nacięciami wymaga większej siły zaciskania. Przejścia wykańczające należy wykonywać przy zmniejszonym nacisku uchwytu. Wiele nowoczesnych tokarek CNC umożliwia programowalne ciśnienie uchwytu, które można ustawić na niską wartość, około 50 do 100 PSI, w przypadku cięć wykończeniowych.
Inną skuteczną metodą jest mocowanie osiowe w połączeniu z wypełniaczem protektorowym. Zamiast zaciskać się na ściance tulei, część jest utrzymywana pomiędzy dwiema płytami czołowymi, które ściskają tuleję od końca do końca. Wnętrze tulei wypełnia materiał wypełniający, taki jak stop o niskiej temperaturze topnienia, wosk lub nawet zamrożony lód. Wypełniacz zapewnia wewnętrzne wsparcie podczas obróbki. Po obróbce wypełniacz jest topiony lub wypłukiwany. Technika ta jest powszechna w przypadku tulei o wyjątkowo cienkich ściankach o grubości ścianki poniżej 0,010 cala. Wypełniacz zapobiega zgniataniu i wibracjom części. Osiowa siła docisku, przykładana przez miękkie podkładki, nie zniekształca cylindrycznej ścianki, ponieważ siła jest równoległa do osi otworu.
W przypadku tulei wykonanych z materiałów reagujących na techniki kriogeniczne lub termiczne, złącze termokurczliwe zapewnia metodę mocowania pozbawioną zniekształceń. Tuleja jest chłodzona ciekłym azotem, co powoduje zmniejszenie jej średnicy. Pasujący trzpień lub uchwyt w temperaturze pokojowej jest nieco większy niż średnica wewnętrzna zimnej tulei. Tuleję nakłada się na trzpień i nagrzewa. W miarę rozszerzania chwyta trzpień z jednakową siłą promieniową. Obróbka odbywa się bez skupionych punktów mocowania. Po cięciu zespół jest ponownie schładzany w celu uwolnienia części. Metoda ta wymaga kontrolowanego środowiska, ale zapewnia wyjątkową jednorodność ściany.
Pomiar w trakcie procesu jest również niezbędny do kontroli grubości ścianki tulei. Średnica lub miernik powietrza używany, gdy część jest nadal zaciśnięta, daje fałszywy odczyt. Rzeczywista zmiana grubości ścianki pojawia się dopiero po zwolnieniu zacisku. Najlepszą praktyką jest cięcie sprężynowe: bardzo lekkie przejście, głębokość skrawania od 0,002 do 0,004 cala, przy nacisku uchwytu zredukowanym do minimum potrzebnego do obrócenia części. To końcowe cięcie usuwa zniekształconą powierzchnię pozostawioną przez cięższe przejścia obróbki zgrubnej. Po nacięciu sprężyny należy wykonać drugi pomiar po całkowitym uwolnieniu części. W warsztatach, które opanowują te techniki, rutynowo utrzymuje się zmianę grubości ścianki tulei na poziomie poniżej 0,0003 cala całkowitego odczytu wskaźnika. Ich mniej doświadczeni odpowiednicy nadal złomują części, przekonani, że cienkich ścian nie da się obrobić. Prawda jest taka, że cienkie ściany nie są problemem. Niewłaściwe mocowanie jest. Wybierz równomierne, niskie naprężenia, trzymanie robocze na całym obwodzie, a jednorodność grubości ścianki tulei stanie się całkowicie kontrolowana.
