Виды металлообработки на ЧПУ | Токарные, фрезерные, сверлильные, долбёжные, галтовочные работы

Что такое металлообработка и какие виды существуют?

Металлообработка — это технологический процесс придания заготовке из сортового проката заданной формы, размеров и шероховатости. По данным технологического отдела БОРИС-88, 95% серийных деталей для машиностроения и промышленного оборудования требуют комбинации токарных, фрезерных, сверлильных, долбёжных или галтовочных операций. Каждый вид обработки решает свои задачи: токарные работы создают тела вращения (валы, втулки, фланцы), фрезерные — плоские поверхности и пазы, сверлильные и долбёжные — точные отверстия и шпоночные канавки, гальтовка удаляет заусенцы и улучшает поверхность.

Мы специализируемся на серийной металлообработке от 20 штук. Заготовки — только сортовой прокат: круг диаметром 15–300 мм, шестигранник, труба. Листовой металл не обрабатываем. Минимальный бюджет заказа — 50 000 рублей, срок изготовления — до 30 дней. Контроль качества на каждом этапе (входной, первой детали, операционный каждые 15 штук, выходной ОТК 100%).

Токарные работы на ЧПУ: обработка тел вращения

Токарная обработка на станках с ЧПУ — это процесс формообразования деталей типа тел вращения: валов, втулок, фланцев, штуцеров, ниппелей, муфт, заглушек, шкивов, ступенчатых валов. Заготовка закрепляется в шпинделе станка и вращается, а резец перемещается по двум координатам (продольная и поперечная подача). На станках с управляемым инструментом (токарно-фрезерные центры SMEC SL2000M) возможна дополнительная обработка фрезой без переустановки.

Технические лимиты (стандартные): диаметр заготовки от 15 до 300 мм, длина до 420 мм. Для крупных деталей используем станок KMT KTL 60/1000: диаметр до 500 мм, длина до 1000 мм. Точность: до IT7 по ГОСТ 25346 (квалитет 7). Шероховатость: Ra 1.6…2.5 мкм достигается чистовыми проходами (подача 0.05–0.08 мм/об, глубина 0.1–0.3 мм) без финишной шлифовки.

Режимы резания для основных материалов:

• Сталь 45 (HB 180–220): скорость резания Vc = 120–180 м/мин, подача 0.08–0.25 мм/об, глубина до 3 мм. Используем твёрдосплавные пластины T5K10.
• AISI 304 (нержавейка): Vc = 80–120 м/мин, подача 0.05–0.15 мм/об, глубина 1–2 мм. Требуется пониженная скорость из-за наклёпа.
• Алюминий АД31, Д16Т: Vc = 300–500 м/мин, подача 0.1–0.3 мм/об, глубина до 4 мм. Используем поликристаллические пластины.
• Латунь ЛС59: Vc = 200–350 м/мин, подача 0.1–0.2 мм/об, обработка легко режется, требуется отвод стружки.

Типовые детали и их особенности:

• Валы: требуют центровых отверстий, допуска концентричности до 0.02 мм, шероховатости шеек под подшипники Ra 1.6 мкм.
• Втулки: важно соблюдение параллельности торцов и соосности внутреннего/наружного диаметра (допуск до 0.025 мм).
• Фланцы: обработка торца и наружного диаметра за одну установку, допуск плоскостности до 0.05 мм.

Оборудование: токарные центры с ЧПУ Leadwell T-6 (точность позиционирования ±0.005 мм), SMEC SL2000M (с приводным инструментом), KMT KTL 60/1000 (крупногабарит). По регламенту ОТК БОРИС-88 (35 лет опыта, Подольск), 95% партий токарных деталей сдаются без рекламаций.

Фрезерные работы на ЧПУ: сложные поверхности и пазы

Фрезерная обработка на ЧПУ применяется для корпусных деталей, кронштейнов, шестерён, звёздочек, крышек, направляющих элементов, а также для создания пазов, карманов, уступов и 3D-поверхностей. Инструмент (фреза) вращается со скоростью до 8000 об/мин, заготовка перемещается по трём осям (X, Y, Z). На 4-осевых центрах возможна обработка наклонных плоскостей и цилиндрических поверхностей.

Габаритные ограничения (стандартные): длина 25–800 мм, ширина 25–600 мм, высота 15–400 мм. Расширенные возможности на Z-MAT VMC1200E: длина до 1200 мм, ширина до 700 мм, высота до 500 мм. Точность: IT7, позиционирование ±0.008 мм. Шероховатость: Ra 1.6 мкм при чистовом фрезеровании (подача 0.02–0.05 мм/зуб).

Режимы резания для фрезерования:

• Сталь 45: Vc = 100–150 м/мин, подача на зуб fz = 0.05–0.15 мм, глубина резания ae = 2–5 мм. Фрезы из твёрдого сплава (R6M5).
• Алюминий АД31: Vc = 300–600 м/мин, fz = 0.1–0.3 мм, ae = 3–8 мм. Рекомендуются монолитные твёрдосплавные фрезы с полированными канавками.
• Нержавейка AISI 304: Vc = 60–100 м/мин, fz = 0.02–0.08 мм, ae = 1–2 мм. Обязательна обильная подача СОЖ.

Типовые детали:

• Корпусные детали: обработка базовой плоскости, окон, отверстий под крепёж. Допуск расположения отверстий ±0.05 мм.
• Кронштейны: сложная геометрия, фрезеровка наружного контура, допуск ±0.1 мм.
• Шестерни и звёздочки: зубофрезерование, контроль профиля зуба, допуск посадочного отверстия IT7.

Оборудование: фрезерные центры Z-MAT VMC1200E (рабочее поле 1200×700×500 мм), FullLand GMC-1020 (3+1 оси), Sunmill JHV-550 (3 оси). Экономия при серийности: наладка фрезерного станка стоит 15 000 руб. При партии 100 шт. наладка добавляет 150 руб./деталь, при 500 шт. — 30 руб./деталь.

Сверлильные работы: точные отверстия

Сверлильные работы — вспомогательная операция, выполняемая после токарной или фрезерной обработки. Мы сверлим отверстия диаметром от 1.5 до 50 мм, глубиной до 200 мм на 4 радиально-сверлильных станках. Достижимая точность по диаметру — H11–H12 (ГОСТ 25346), шероховатость внутри отверстия — Ra 3.2…6.3 мкм.

Технологические особенности: для глубоких отверстий (L/D > 5) используем ступенчатую подачу и обильную подачу СОЖ. Контроль диаметра — калибрами-пробками, глубины — штангенциркулем с глубиномером. Обязательная операция — снятие фаски и заусенцев (или последующая галтовка).

Типовые детали: фланцы (крепёжные отверстия), корпусные детали (посадочные места под подшипники), крышки (вентиляционные и крепёжные отверстия).

Долбёжные работы: шпоночные пазы и шлицы

Долбёжные работы выполняются на станке S200TGi. Долбление — это процесс обработки внутренних и наружных пазов, шлицев, шпоночных канавок, когда режущий инструмент (долбяк) совершает возвратно-поступательное движение, а заготовка периодически подаётся на глубину резания. Этот метод незаменим для шпоночных пазов в глухих отверстиях (например, в ступицах, втулках).

Технические параметры: ход долбяка до 200 мм, точность позиционирования ±0.008 мм, шероховатость паза Ra 3.2 мкм. Контроль шпоночного паза — калибрами и штангенциркулем с плоскими губками. Допуск ширины паза — IT8–IT9.

Типовые детали: втулки с внутренними шлицами, ступицы, корпусные детали с наружными пазами, шестерни с пазом под сегментную шпонку.

Галтовочные работы: финишная зачистка и снятие заусенцев

Галтовка (вибрационная обработка) — финишная операция для удаления острых кромок, заусенцев и придания поверхности равномерной матовости. Используем установку CAF VIBRO PLUS ZHM-350АВ с объёмом чаши 300 л. В качестве абразива — керамические шары, треугольники или стальные шарики в зависимости от материала и требований к чистоте.

Режимы: длительность цикла 20–40 минут, частота вибрации 1500–2000 об/мин. После галтовки шероховатость снижается до Ra 0.8…1.2 мкм. Процесс обязателен для деталей, контактирующих с уплотнениями (втулки, поршни) или руками оператора (крышки, кронштейны).

Сравнение видов обработки: что выбрать для вашей детали?

Выбор метода зависит от геометрии детали и требуемой точности. Для тел вращения — токарная обработка, для сложных корпусов — фрезерная, для шпоночных пазов — долбёжка, для удаления заусенцев — галтовка. Комбинируем операции на одном станке (токарно-фрезерная обработка) для снижения себестоимости на 15–20%.

Материалы для металлообработки

Механическая обработка на станках с ЧПУ выполняется со следующими группами материалов:

• Конструкционные стали: Сталь 10, 20, 35, 45, 40Х, 09Г2С — оптимальное соотношение прочности и обрабатываемости для валов, втулок, фланцев.
• Нержавеющие стали: AISI 304, AISI 316, AISI 321 — для деталей, работающих в агрессивных средах и пищевом оборудовании.
• Алюминиевые сплавы: Д16Т, АМг6, АД31 — для лёгких корпусных деталей, кронштейнов, элементов приборостроения.
• Цветные металлы: Латунь Л63, ЛС59, бронза БрАЖ9-4, медь М1 — для резьбовых соединений, узлов трения, электротехнических компонентов.
• Инженерные пластики: Капролон ПА-6, фторопласт Ф4, полиацеталь ПОМ-С — для деталей, работающих без смазки, в химически агрессивных средах.

Контроль качества и точность

На производстве действует многоступенчатая система контроля, гарантирующая соответствие каждой партии чертежу и допускам.

Отзывы клиентов

Доверие заказчиков — главный показатель нашей работы. Более 35 лет мы изготавливаем детали для предприятий из 30+ отраслей, и множество положительных отзывов на Яндекс.Картах, 2ГИС и Zoon подтверждают качество нашей металлообработки в Подольске. Ниже — выборка реальных комментариев от инженеров, технологов и менеджеров по закупкам, которые уже доверили нам серийное производство.

Часто задаваемые вопросы