Токарная обработка стали на станках с ЧПУ

Работаем по чертежам заказчика, 3D-моделям и по образцу «в размер» — если чертежа нет, обмерим сломанную деталь и восстановим геометрию.

Типовые детали:

• валы, оси, шпиндели, цапфы, полуоси, эксцентрики;
• втулки, гильзы, вкладыши, стаканы, обоймы, подшипниковые кольца;
• фланцы, крышки, стаканы подшипниковых узлов, корпуса;
• штуцеры, ниппели, переходники, гидравлические и пневматические фитинги;
• штоки, поршни, плунжеры, гайки ходовых винтов с трапецеидальной резьбой;
• пальцы, болты и шпильки нестандартной длины, крепёж по чертежу;
• пуансоны, матрицы, выталкиватели, оснастка из инструментальных марок;
• запчасти к промышленному оборудованию, которых нет в продаже.

Виды работ: черновое и чистовое точение, торцевание, расточка отверстий, сверление и глубокое сверление, зенкерование, развёртывание, нарезание наружной и внутренней резьбы (резцом, метчиком, плашкой, резьбофрезой), точение конусов и сфер, канавки и галтели, отрезка, накатка рифления, центровка, снятие фасок, накатка/полировка шеек, обработка по твёрдому после термички.

Ст3 / 09Г2С — обычные конструкционные. Дёшево, свариваемо, идёт на кронштейны, проставки, шайбы, нетребовательные корпусные детали. Металл мягкий и вязкий: даёт заусенец и «замасленную» поверхность, поэтому получить Ra 1,25 и допуск H7 на Ст3 сложнее, чем на стали 45. Если деталь ответственная — обычно выгоднее сразу взять сталь 45.

Сталь 20 / 10 — цементуемые. Штуцеры, переходники, втулки, детали под последующую цементацию с твёрдой поверхностью и вязкой серединой. Хорошо варится, держит давление в гидравлике.

Сталь 35 и 45 — рабочая лошадка, около 50 % заказов. Валы, оси, шкивы, фланцы, пальцы. В состоянии поставки — 180–220 HB, после улучшения — 240–280 HB, после закалки ТВЧ шеек — 45–50 HRC. Хорошо обрабатывается, предсказуемо ведёт себя на термичке, оптимальна по цене «прочность / рубли».

40Х, 40ХН, 45Х — легированные конструкционные. Нагруженные валы, шпиндели, шестерни, штоки. Прочнее стали 45 при том же диаметре, лучше держат закалку по всему сечению. Точатся немного медленнее, металл дороже на 15–30 %.

30ХГСА, 40ХН2МА — высокопрочные. Тяги, штоки, нагруженный крепёж, детали техники и оснастки, где требуется прочность до 1100 МПа. Требуют аккуратной технологии и жёсткой оснастки, склонны к поводкам при термообработке — чистовые размеры делаем после ТО.

38Х2МЮА — азотируемая. Там, где нужна твёрдая поверхность без коробления: шпиндели, гильзы, точные валы. Азотирование почти не меняет геометрию, поэтому деталь можно доводить до термички.

У8А, У10А, Х12МФ, 5ХНМ — инструментальные. Пуансоны, матрицы, ножи, выталкиватели, оснастка. Точим в отожжённом состоянии, после закалки дорабатываем по твёрдому или шлифуем.

ШХ15 — подшипниковая. Кольца, ролики, оси, детали пар трения. Закаливается до 60–62 HRC, обработка по твёрдому — твердосплавом и CBN.

65Г, 60С2А — пружинные. Втулки, шайбы, детали, работающие на упругость.

А12, АС14, АС40 — автоматные. Если у вас серия от 500 штук простых деталей — предложим перевести на автоматную сталь: обрабатываемость выше на 30–50 %, значит, ниже цена штуки при том же ресурсе детали.

Не нашли свою марку? Пришлите чертёж — подберём аналог по ГОСТ / DIN / EN / AISI (например, 40Х ≈ 5140 ≈ 41Cr4) или закупим прокат под заказ. Металл предоставим сами — либо работаем на давальческом сырье заказчика.

Нужна коррозионная стойкость? Смотрите отдельную страницу: Токарная обработка нержавейки → /tokarnaya-obrabotka-nerzhaveyki

Сталь — самый предсказуемый материал в токарке, но и здесь есть шесть моментов, которые прямо влияют на цену, срок и итоговое качество вашей детали.

1. Марка и состояние поставки решают половину цены. Одна и та же втулка из Ст3 и из 40Х отличается по стоимости и по машинному времени. Плюс важно, какой прокат: горячекатаный круг идёт с коркой, разбегом по диаметру и обезуглероженным слоем — с него нужно снимать больший припуск и он быстрее садит инструмент. Калиброванный прокат или серебрянка дороже по металлу, но экономят время и дают лучшую геометрию. На точных деталях мы считаем оба варианта и предлагаем тот, что выходит дешевле в итоге.

2. Мягкая сталь — не значит «легко и качественно». На Ст3, 10 и 20 стружка вязкая, налипает на резец, кромка «заваливается», остаётся заусенец. Получить Ra 1,25 и точный размер на мягкой марке дороже, чем на стали 45 в улучшенном состоянии. Если в чертеже стоит H7 и Ra 1,25 по Ст3 — мы об этом скажем и предложим либо сменить марку, либо ослабить требование там, где оно не работает.

3. Термообработка меняет размеры — и порядок операций важен. При закалке деталь «ведёт»: длинные валы изгибает, тонкостенные втулки овалит, размеры уходят на десятки. Поэтому маршрут почти всегда такой: черновое точение → термообработка → чистовая обработка или шлифовка в размер. Мы оставляем расчётный припуск под ТО. Если заказчик просит «сначала точно, потом закалить» — предупреждаем: допуск после закалки не гарантируется.

4. Обработка по твёрдому (hard turning). Закалённые детали до 62 HRC точим твердосплавным инструментом и CBN-пластинами — часто это заменяет шлифовку и выходит быстрее. Но режимы жёстче, инструмент дороже: считайте, что нормо-час по твёрдому дороже обычного точения примерно на {30–50} %.

5. Жёсткость длинных валов. Чем больше отношение длины к диаметру, тем больше прогиб и вибрация. При L/D больше 8 подключаем люнет, ведём обработку в центрах, режем в несколько проходов — это время. Если в чертеже стоит биение 0,02 мм на валу длиной 800 мм, финиш будет шлифовкой, а не точением, и это нужно закладывать в цену сразу.

6. Сталь ржавеет — деталь надо консервировать. Свеже-обработанная поверхность покрывается налётом за пару дней в сыром помещении, а через неделю в пути в открытой коробке появится точечная ржавчина. Мы консервируем детали маслом или ингибиторной бумагой перед отгрузкой, а на ответственных изделиях делаем воронение, фосфатирование, цинкование или химический никель. Скажите, где деталь будет работать, — подберём защиту.

Технолог смотрит ваш чертёж бесплатно. Типичные находки, которые экономят деньги: 40Х там, где хватает стали 45; допуск H7 по всей длине, хотя нужен только под подшипник; отсутствие канавки под выход шлифкруга (без неё деталь просто не отшлифуешь в размер); глухое отверстие, которое можно сделать проходным; шесть разных радиусов вместо одного унифицированного. Каждый пункт — реальные рубли в цене партии.

Токарные центры с ЧПУ:

• CTN500 — диаметр обработки до Ø 350 мм, длина до 600 мм, пруток через шпиндель Ø 66 мм, револьверная головка на 12 инструментов
• Headman CK7130B — диаметр обработки до Ø 200 мм, длина до 350 мм, пруток через шпиндель Ø 50 мм, револьверная головка на 8 инструментов
• CK6150 — диаметр обработки до Ø 300 мм, длина до 900 мм, пруток через шпиндель Ø 65 мм, револьверная головка на 4 инструмента

Смежные и финишные операции у нас и у партнёров: фрезеровка, шлифовка круглая и плоская, зубофрезерование, шлицы и шпонки, сварка, термообработка (закалка, ТВЧ, цементация, азотирование, отжиг), покрытия (воронение, оксидирование, цинк, хим. никель, фосфатирование, покраска), лазерная маркировка. Вы получаете готовую деталь, а не полуфабрикат, который надо возить по трём подрядчикам.

Итоговые возможности:

• диаметр — до Ø 300 мм в патроне
• длина — до 900 мм в центрах
• точность — IT7, при необходимости до IT6 (0,01 мм)
• шероховатость — до Ra 1,25 точением, до Ra 0,32 со шлифовкой и полировкой
• резьба — от М2 до М100, метрическая, дюймовая (UNC/UNF), трубная (G, NPT), трапецеидальная, упорная, многозаходная
• твёрдость заготовки — до 62 HRC (обработка по твёрдому)
• партии — от 1 штуки до 8000 штук в месяц

Стоимость токарной обработки стали складывается из шести факторов: марка и состояние заготовки, машинное время, точность и число установов, требования к поверхности и резьбам, термообработка и покрытие, тираж партии.

• Токарные работы на ЧПУ — от 2000 ₽/нормо-час
• Универсальные токарные работы — от 3000 ₽/нормо-час
• Разработка управляющей программы — от 3000 ₽ (на серии от 100 шт. — бесплатно)
• Термообработка, покрытия, шлифовка — по факту, считаем по детали
• Металл — по факту закупки либо ваше давальческое сырьё

Сталь — самый выгодный материал в токарке. Для ориентира: та же деталь из нержавейки AISI 304 обычно выходит дороже в 1,5–2 раза, из титана — в 3–5 раз. Если у детали нет требований по коррозионной стойкости, сталь + покрытие почти всегда дешевле нержавейки.

Почему серия дешевле: программа, оснастка и наладка оплачиваются один раз. На 100 деталях подготовка размывается в копейки, поэтому цена штуки падает в 2–4 раза относительно единичного заказа.

Точную цену считаем только по чертежу — «токарка за килограмм» не работает: две детали одинакового веса могут отличаться по стоимости в десять раз.