Токарная обработка стали на заказ

Марка диктует режим, а не наоборот

Сталь — самый широкий по свойствам материал на участке: от мягкой Ст3 до закалённой до 45 HRC 40Х. Поэтому первое, что делает технолог по вашему чертежу, — смотрит марку и состояние поставки. Нормализованная сталь 45 режется на скорости 180–220 м/мин, а та же сталь после улучшения до 28–32 HRC требует снизить подачу и взять пластину с износостойким покрытием TiAlN.

Для конструкционных сталей (45, 40Х, 30ХГСА) мы держим отдельные карты режимов под черновой съём и под чистовую. На черновом проходе снимаем до 4–5 мм на сторону и работаем повышенной подачей, на чистовом выходим на Ra 0,8–1,6 мкм без доводки. Где по чертежу нужна Ra 0,4 мкм и допуск по IT6 — деталь идёт на финишный проход твердосплавом с СОЖ под давлением, на одном базировании, чтобы не накопить погрешность переустанова.

Резьбу, канавки и фаски нарезаем на том же станке за установку: приводной инструмент и ось C дают фрезеровку, сверловку и резьбу без перевода детали на другой участок. Это и точнее (нет повторного базирования), и быстрее по сроку.

Где сталь капризничает

Длинные валы из стали уводит при точении — деталь «играет» под усилием резания. ⌀ до 540 мм и длину до 2 000 мм мы держим за счёт люнетов и обработки в центрах, контролируя биение по ходу. Нержавеющие и улучшенные стали склонны к наклёпу: если «гладить» поверхность тупой пластиной, верхний слой упрочняется и следующий инструмент сгорает быстрее. Решение — острая геометрия и стабильная подача без выхаживания.

• Закалённые стали 45–62 HRC — точим твердосплавом и CBN, без отжига детали
• Автоматные стали А12, АС40 — прутковые автоматы Citizen, цикл от 8 секунд
• Коррозионностойкие 20Х13, 14Х17Н2 — нужны жёсткие режимы против наклёпа
• Толстостенные фланцы — тяжёлая токарка Mazak, зажим до 254 мм

Контроль и документы на партию

Первую деталь серии меряем на КИМ Hexagon и согласуем протокол FAI до запуска партии — это страхует от брака на объёме. На сталь по запросу даём сертификат на материал и протокол контроля размеров. Для ответственных узлов (нефтегаз, энергетика) ведём прослеживаемость плавки. Расчёт стоимости и срока по вашему чертежу — за 3 рабочих дня.

Из чего резать: прокат, поковка или труба

Себестоимость токарной детали из стали закладывается ещё до станка — в выборе заготовки. Из горячекатаного круга точить дешевле всего, но при большом перепаде диаметров половина прутка уходит в стружку: коэффициент использования металла падает, а машинное время на съём растёт. Для ступенчатых валов и фланцев с большим перепадом выгоднее поковка или штампованная заготовка — она повторяет контур детали, оставляя припуск 2–4 мм на сторону под обработку. Заготовка дороже, но экономия по металлу и по времени точения на серии перекрывает разницу.

Полые детали — втулки, гильзы, кольца — считаем из трубы или из круга с последующей расточкой. Труба сразу даёт отверстие и убирает долгую засверловку сплошного прутка, но её стенка и диаметр не всегда попадают в размер под чистовую. Горячекатаный круг идёт с окалиной и обезуглероженным поверхностным слоем — первый черновой проход обязательно снимает эту корку целиком, иначе она сажает кромку. Под серию мы считаем раскрой мерного прутка с учётом ширины отрезного резца и остатка в цанге, чтобы вышло максимум заготовок.

• Горячекатаный круг — дёшево, но перепад диаметров уходит в стружку
• Поковка / штамповка — под большой перепад, припуск 2–4 мм на сторону
• Труба — под втулки и гильзы, экономит расточку сплошного прутка
• Калиброванный пруток — под автоматы, стабильный размер и чистая поверхность

Термообработка в маршруте детали

Легированные стали 40Х, 30ХГСА, 40ХН редко работают в состоянии поставки — по чертежу им обычно нужно улучшение (закалка с высоким отпуском) до 28–32 HRC для прочности сердцевины. Термообработку ставим в маршрут между черновой и чистовой токаркой: сначала снимаем основной припуск начерно, оставляя 1–2 мм на сторону, деталь уходит на улучшение, и уже по термообработанному металлу выводим финишный размер. Так поводок и коробление, которые сталь всегда даёт при закалке, срезаются на чистовом проходе, а не остаются в готовой детали.

Порядок операций зависит от вида термички. Улучшение и объёмную закалку ставим до чистовой, чтобы срезать поводок. Для азотируемой 38Х2МЮА порядок обратный: азотирование даёт твёрдый поверхностный слой при минимальном короблении, поэтому его проводят после чистовой обработки, оставляя под него лишь тонкий припуск на доводку. Твёрдость заготовки на входе меряем и сверяем с чертежом — от неё зависят и режим, и стойкость пластины: нормализованная сталь 45 около 200 НВ и улучшенная 40Х на 30 HRC требуют разного инструмента и подачи.