Токарная обработка цветных металлов: обзор технологий и материалов

Цветные металлы и сплавы на их основе занимают особое место в современном машиностроении, электротехнике, авиастроении и многих других отраслях. Алюминий, медь, латунь, бронза — каждый из этих материалов обладает уникальным комплексом свойств: высокая электропроводность меди, коррозионная стойкость латуни, антифрикционность бронзы, легкость алюминия. Однако эти же свойства создают и специфические сложности при токарной обработке. Высокая вязкость, склонность к налипанию, низкая температура плавления, абразивное воздействие легирующих элементов — каждый материал требует индивидуального подхода к выбору инструмента, режимов резания и стратегии обработки [1]. Компания «БОРИС-88» с 1998 года специализируется на серийном производстве деталей из цветных металлов по чертежам заказчика. За четверть века мы накопили уникальный опыт обработки алюминиевых сплавов, меди, латуни и бронзы. В этой статье мы систематизируем знания об особенностях точения каждого из этих материалов, оптимальных режимах и методах предотвращения типичных проблем. Подробнее о наших возможностях вы можете узнать на странице токарной обработки цветных металлов.

Содержание

• Классификация цветных металлов и сплавов
• Токарная обработка алюминия и его сплавов
  • Свойства алюминия, влияющие на обработку
  • Рекомендации по инструменту и режимам
• Токарная обработка меди
  • Сложности обработки вязкой меди
  • Оптимальные режимы и инструмент
• Токарная обработка латуни
  • Сравнение свинцовистых и безсвинцовых латуней
  • Режимы резания и стружкообразование
• Токарная обработка бронзы
  • Оловянные и безоловянные бронзы
  • Особенности резания антифрикционных материалов
• Сравнительная таблица режимов резания
• Выбор инструмента для цветных металлов
• Роль СОЖ при обработке цветных металлов
• Типовые детали из цветных металлов
• Возможности нашего производства
• Как заказать токарную обработку деталей из цветных металлов

Классификация цветных металлов и сплавов

Цветные металлы — это все металлы и сплавы, кроме железа и его сплавов (чугуна и стали). В машиностроении наиболее широко применяются [4]:

• Алюминий и его сплавы — отличаются малой плотностью, высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью.
• Медь и ее сплавы (латуни, бронзы) — обладают высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, антифрикционными свойствами.

Подробнее о каждой группе материалов можно узнать на странице «Материалы».

Токарная обработка алюминия и его сплавов

Алюминиевые сплавы — одни из самых обрабатываемых материалов в промышленности. Мы работаем с деформируемыми сплавами: Д16, Д16Т, АМг, АД31 (подробнее на странице «Алюминиевые сплавы»).

Свойства алюминия, влияющие на обработку

• Высокая пластичность — склонность к налипанию на резец (образованию нароста).
• Высокая теплопроводность — позволяет работать на высоких скоростях, но требует эффективного отвода стружки.
• Низкая температура плавления — при перегреве возможно оплавление кромок.
• Склонность к сливной стружке — требует применения стружколомов.

Рекомендации по инструменту и режимам

Для алюминия рекомендуются резцы с большим передним углом (15-25°), полированной передней поверхностью и острыми кромками. Оптимальные режимы: скорость резания 300-600 м/мин, подача 0,05-0,3 мм/об. Подробнее об обработке алюминия читайте в отдельной статье «Токарная обработка алюминия: скорость, качество, предотвращение налипания».

Токарная обработка меди

Медь (марки М1, М2) — материал с уникальной электропроводностью, но крайне сложный в обработке из-за высокой вязкости (подробнее на странице «Медь»).

Сложности обработки вязкой меди

• Наростообразование — медь очень склонна к налипанию на резец.
• Сливная стружка — длинная, непрерывная стружка наматывается на заготовку и инструмент.
• Наклеп — быстрое упрочнение поверхностного слоя при трении.
• Высокое термическое расширение — размерная нестабильность при нагреве.

Оптимальные режимы и инструмент

Для меди необходимы максимально острые резцы с полированной передней поверхностью. Рекомендуемые режимы: скорость 100-200 м/мин, подача 0,05-0,2 мм/об. Обязательно обильное охлаждение. Подробнее — в статье «Токарная обработка меди: сложности обработки вязкого металла».

Токарная обработка латуни

Латунь Л63 — один из самых популярных сплавов для токарных работ (подробнее на странице «Латунь»).

Сравнение свинцовистых и безсвинцовых латуней

Латунь Л63 не содержит свинца, поэтому в отличие от автоматных латуней (ЛС59) дает вязкую сливную стружку, склонную к навиванию. Это требует применения эффективных стружколомов.

Режимы резания и стружкообразование

Рекомендуемые режимы: скорость 120-300 м/мин, подача 0,05-0,4 мм/об. Главная проблема — навивание стружки, которая решается правильным выбором геометрии резца и режимов. Подробнее — в статье «Токарная обработка латуни Л63: особенности, режимы, применение».

Токарная обработка бронзы

Бронза — материал с уникальными антифрикционными свойствами (подробнее на странице «Бронза»).

Оловянные и безоловянные бронзы

• Оловянные бронзы (БрОЦС) — дают сыпучую стружку, чувствительны к качеству заточки.
• Алюминиевые бронзы (БрАЖ) — более вязкие, склонны к наклепу, требуют пониженных скоростей.

Особенности резания антифрикционных материалов

Для бронзы важна острая кромка и правильная геометрия. Для хрупких оловянных бронз рекомендуются малые передние углы (0-5°), для вязких алюминиевых — большие (10-15°). Скорость резания: 80-180 м/мин. Подробнее — в статье «Токарная обработка бронзы: работа с антифрикционными материалами».

Сравнительная таблица режимов резания

Примечание: режимы указаны для чистовой обработки твердосплавным инструментом. Для черновой обработки подачи и глубину можно увеличивать, скорости — снижать.

Выбор инструмента для цветных металлов

Общие принципы выбора инструмента для цветных металлов [5]:

• Передний угол: для всех цветных металлов рекомендуется положительный передний угол (10-25°), уменьшающий усилие резания и предотвращающий налипание.
• Острота кромки: режущая кромка должна быть максимально острой. Тупые кромки — главная причина налипания и наклепа.
• Полировка: для алюминия и меди особенно важна полированная передняя поверхность пластины.
• Материал: для большинства цветных металлов подходят твердые сплавы групп ВК и ТК. Для вязких материалов (медь, алюминий) предпочтительны сплавы без покрытия или с полированной поверхностью.

Роль СОЖ при обработке цветных металлов

Применение СОЖ при точении цветных металлов имеет свои особенности [5]:

• Алюминий: рекомендуется применение эмульсий или масляных СОЖ для предотвращения налипания.
• Медь: обязательно обильное охлаждение из-за низкой теплопроводности.
• Латунь: может обрабатываться как с СОЖ, так и без. СОЖ улучшает отвод стружки.
• Бронза: рекомендуется применение СОЖ для отвода тепла и улучшения качества поверхности.

Типовые детали из цветных металлов

На нашем производстве мы изготавливаем широкий спектр деталей из цветных металлов (полный перечень на странице «Детали на заказ»):

Примеры готовых изделий можно посмотреть в галерее наших работ.

Возможности нашего производства

Для токарной обработки цветных металлов мы используем современный парк оборудования с ЧПУ (токарное оборудование ЧПУ):

Для универсальных работ и крупногабаритных деталей применяется токарно-винторезный станок 1В625М/1500 с УЦИ (Ø до 500 мм, L до 1000 мм) из раздела «Токарное оборудование универсальное».

Подробнее о парке оборудования – на странице «Наше оборудование».

Имея многолетний опыт обработки цветных металлов, мы гарантируем:

• Точность размеров в пределах IT7-IT9 квалитетов.
• Высокое качество поверхности (Ra до 0,8 мкм на чистовых операциях).
• Стабильность результатов в серийном производстве (минимальная партия — от 100 штук).
• Решение проблем налипания и стружкообразования за счет правильно подобранного инструмента и режимов.

Как заказать токарную обработку деталей из цветных металлов

Для получения расчета стоимости и сроков изготовления деталей из цветных металлов отправьте чертежи (PDF, DWG, CDR, KOMPAS) и укажите требуемый объем партии. Наши технологи проведут бесплатный анализ и подготовят оптимальное коммерческое предложение с учетом всех особенностей материала и ваших требований.

Производство: Московская область, г. Подольск, ул. Комсомольская, 1. Ежедневно с 7:00 до 19:00 (без выходных). Ориентир в навигаторах: «БОРИС-88 ПОДОЛЬСК».

Офис в Москве: ул. Вавилова, 9А, стр. 6, офис 12. Пн–Пт с 8:00 до 16:00. Ориентир в навигаторах: «БОРИС-88».

Ссылка на страницу контактов: https://boris88.ru/kontaktyi/

Условия оплаты и доставки: https://boris88.ru/oplata/

Список литературы:

1. Колачев Б.А., Габидуллин Р.М., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1992. – 272 с.
2. Цветные металлы и сплавы: справочник / Под ред. И.Е. Петрова. – М.: Машиностроение, 2015. – 480 с.
3. Режимы резания цветных металлов // Справочник технолога. – М.: Машиностроение, 2018. – С. 312-345.