Токарная обработка чугуна на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) — распространённая технология в серийном производстве. Чугун используется для изготовления станин, корпусов, маховиков, тормозных дисков и других деталей, где важна жёсткость и устойчивость к вибрациям. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, работа с чугуном на ЧПУ имеет свои нюансы — от выбора резца до особенностей написания программы.
Особенности чугуна как материала
Чугун — это не один материал, а целое семейство сплавов. В ЧПУ-обработке чаще всего встречаются:
- Серый чугун (СЧ20, СЧ25) — обладает хорошей обрабатываемостью, но крошится и пылит.
- Ковкий чугун (КЧ35 и др.) — прочнее и вязче, труднее поддаётся резанию.
- Высокопрочный чугун (ВЧ40, ВЧ60) — содержит шаровидный графит, ближе по поведению к стали.
Каждый тип требует индивидуального подхода к режимам резания и инструменту.
Выбор инструмента
Для токарной обработки чугуна на ЧПУ важны:
1. Геометрия пластины.
Для серого чугуна — положительные углы с острой кромкой.
Для вязких сплавов — более прочная кромка и нейтральные углы.
2. Материал режущей части.
Лучший выбор — твёрдый сплав без покрытия или с керамическим напылением (например, CBN, TiCN), особенно при обработке ВЧ.
3. Качество крепления.
При работе с крупными заготовками важно надёжно закрепить пластину, чтобы выдерживать вибрации и термонагрузку.
Программирование
1. Подача и скорость.
Скорость резания зависит от типа чугуна, но чаще всего это 80–300 м/мин.
Подача подбирается с учётом чистоты поверхности:
- черновая — 0,25–0,4 мм/об,
- чистовая — 0,1–0,2 мм/об.
2. Глубина резания.
Лучше избегать микропроходов. У чугуна хрупкая структура, и при малой глубине кромка детали может скалываться. Рекомендуется черновая глубина 2–4 мм, чистовая — до 0,5 мм.
3. Программы захода и выхода.
Избегайте прямого врезания в заготовку. Предпочтительно использовать плавные дуговые траектории. Особенно это важно при обработке наружных и внутренних фасок — хрупкий материал может легко разрушиться.
4. Паузы и отводы.
Добавление коротких пауз в программе или временный отвод резца от поверхности может быть полезным для отвода тепла и стабилизации размеров на сложных участках.
СОЖ
Для чугуна чаще используется сухая обработка, особенно при серийном точении серого чугуна. Это объясняется тем, что чугун содержит графит, который сам по себе снижает трение. Однако при работе с высокопрочным чугуном или при получении точных размеров рекомендуется использовать минимальное охлаждение (аэрозоль, масло-туман), чтобы продлить срок службы инструмента.
Системы удаления стружки и пыли
При токарной обработке чугуна образуется не стружка, а пылящий абразивный порошок. Он не только загрязняет станок, но и может повредить направляющие и подшипники. Поэтому рекомендуется:
- использовать направленный воздушный поток;
- оснащать станок пылеудаляющей системой;
- проводить регулярную очистку и техобслуживание.
Контроль качества
После обработки важно:
- проверить чистоту поверхности (не ниже Ra 3,2 для большинства деталей);
- исключить трещины и сколы на кромках;
- убедиться в отсутствии напряжений (особенно при ВЧ).
ЧПУ-обработка чугуна требует грамотного подбора инструмента, точных режимов резания и учёта свойств материала. При правильном подходе можно добиться стабильного качества, минимизировать износ инструмента и исключить производственные дефекты. Особенно важно уделить внимание удалению пыли и настройке программных траекторий, ведь чугун не прощает ошибок — он либо режется чисто, либо разрушается.