Токарная обработка чугуна на заказ

Стружка надлома: точим всухую

Чугун ведёт себя на токарном иначе, чем сталь, из-за графита в структуре. Стружка у него не сливная, а надлома — сыпучая, в виде мелких элементов и пыли. Свободный графит при этом работает как сухая смазка в зоне резания, поэтому серый чугун мы точим без СОЖ, всухую или с обдувом: жидкость здесь чаще мешает, превращая графитовую пыль в абразивную пасту. Серый чугун (СЧ20, СЧ25, СЧ30) обрабатывается легко — мягкий, не вязкий, даёт чистую поверхность.

Высокопрочный чугун ВЧ50, ВЧ60 ближе к стали: шаровидный графит делает его вязче, стружка крупнее и режим назначаем мягче, чем по серому. Где по чертежу нужна Ra 0,4 мкм и допуск по IT6, выходим финишным проходом твердосплавом.

Абразив, корка и пыль

Главный износ инструмента на чугуне — абразивный, от свободного графита и твёрдых включений. На литейной корке отливки часто сидит отбел (цементит) — поверхностный твёрдый слой, который сажает кромку мгновенно. Поэтому первый проход по корке снимаем повышенным сечением, чтобы войти под отбел сразу и не «гладить» твёрдую плёнку. Дальше идём по чистому металлу обычным режимом.

Чугун сильно пылит: мелкая стружка-пыль летит по участку и оседает на направляющих. На участке держим вытяжку и убираем стружку-пыль по ходу — это и условие чистоты, и защита станка.

• Серый чугун СЧ20, СЧ25, СЧ30 — точим всухую, лёгкая обработка, чистая поверхность
• Высокопрочный ВЧ40, ВЧ50, ВЧ60 — вязче, режим ближе к стали
• Антифрикционный АЧС-1, АЧС-3 — втулки и вкладыши скольжения
• Литейная корка с отбелом — первый проход повышенным сечением под твёрдый слой

Хрупкость, литьё и контроль

Чугун хрупкий, а отливки бывают пористыми — внутри попадаются раковины и неметаллические включения. На выходе кромки это даёт риск сколов, а на тонкостенных деталях — поводок и трещины, поэтому тонкие стенки и фаски ведём аккуратно, без ударной подачи. Типовые детали в работе: корпуса, шкивы, маховики, втулки, плиты. Первую деталь серии меряем на КИМ Hexagon (±0,0025 мм) и согласуем протокол FAI до запуска партии. По запросу даём протокол контроля размеров. Расчёт стоимости и срока по вашему чертежу — за 3 рабочих дня.

Резание с ударом: прерывистый рез по отливке

Отливка редко бывает ровным телом вращения. По чугунной заготовке идут приливы, бобышки, литейные окна и отверстия, а припуск гуляет от неравномерной усадки. Резец на таком контуре работает не сплошным резом, как по прутку, а с ударом — то входит в металл, то выходит в воздух десятки раз за оборот. Каждый удар на входе — это микроскол режущей кромки, и обычная острая пластина, хорошая для стали, на прерывистом резе по чугуну выкрашивается за минуты.

Поэтому под литьё берём прочную негативную геометрию пластины с усиленной кромкой и фаской, снижаем подачу на врезании и держим станок жёстко — вибрация на прерывистом резе добивает и кромку, и поверхность. Серый чугун прощает больше: хрупкая структура даёт чистый скол стружки без вязкого отрыва. Высокопрочный ВЧ50 и ВЧ60 вязче, скол кромки на них крупнее, поэтому режим по ним мягче. Первый обдирочный проход по неровной отливке выравнивает разнотолщинность и выводит деталь к сплошному резу, дальше чистовой идёт уже по ровному контуру.

Почему чугун держит размер

У чугуна есть два свойства, которых нет у стали, и оба играют на точность. Первое — он почти не наклёпывается: свободный графит не даёт поверхностному слою упрочняться под резцом, как это происходит у нержавейки или вязкой стали. Значит, повторный проход не входит в упрочнённый слой, диаметр стабилен, а инструмент не горит на «наглаженной» поверхности. Второе — серый чугун гасит вибрацию: тот же графит работает демпфером, поэтому из чугуна льют станины станков. В резании это меньше дрожи на тонкостенных деталях и чище поверхность без волнистости.

Обратная сторона — литейные напряжения. Отливка застывает неравномерно, и внутри копится напряжение, которое высвобождается, как только срезаешь корку и часть тела: деталь ведёт уже после обработки. Для точных корпусов, плит и колец это критично, поэтому такие детали делают из состаренного литья — заготовку выдерживают на естественном старении или прогоняют через искусственное (низкотемпературный отжиг), чтобы снять напряжения до станка. Помогает и порядок съёма: у детали с большим перепадом стенок сначала снимаем металл симметрично с двух сторон, чтобы не увести её на одном базировании. По твёрдости серый чугун обычно 170–260 НВ, и режем мы по фактической твёрдости отливки, а не по марке на чертеже — литьё от плавки к плавке гуляет, а на антифрикционных АЧС-1 и АЧС-3 добавляется пористая структура под смазку.