CNC obrábění výrobků z uhlíkové oceli

Charakteristiky a výběr uhlíkové oceli s různým obsahem uhlíku: 1) Nízkouhlíková ocel (C≤0,25 %): dobrá plasticita, snadno obrobitelná, nižší pevnost, vhodná pro tažené díly a svařované konstrukce; 2) Středně uhlíková ocel (0,25 %0,6 %): vysoká tvrdost, dobrá odolnost proti opotřebení, ale špatná plasticita, vhodná pro výrobu nástrojů, forem atd. Při výběru je třeba zvážit zatížení součásti, způsob obrábění a provozní prostředí.

Přesnost CNC obrábění uhlíkové oceli: běžné obrábění může dosáhnout ±0,01 mm, přesné obrábění může dosáhnout ±0,005 mm, s přesným broušením lze dosáhnout vyšší přesnosti. Drsnost povrchu: hrubé obrábění Ra 3,2-6,3 μm, polotovkové obrábění Ra 1,6-3,2 μm, dokončovací obrábění Ra 0,8-1,6 μm, přesné broušení může dosáhnout Ra 0,02 μm. Po tepelném zpracování se tvrdost uhlíkové oceli zvyšuje, obtížnost obrábění roste, přesnost a kvalita povrchu se mírně snižují, ale pomocí specializovaných nástrojů a procesů lze stále zaručit vysokou přesnost.

Metody prevence koroze uhlíkové oceli: 1) Povrchová galvanizace: zinkování, chromování atd., vytvoření ochranného filmu izolujícího vzduch a vlhkost; 2) Nátěrové úpravy: nástřik barvou, práškové nástřiky, vhodné pro dekorativní a nepřesné součásti; 3) Chemické úpravy: fosfátování, černění, vytvoření konverzního filmu pro zvýšení odolnosti proti korozi; 4) Mazání olejem: krátkodobá ochrana proti korozi, vhodné pro nepoužité součásti; 5) Nerezové povlaky: zvýšení odolnosti proti korozi, vyšší náklady; 6) Řízení prostředí: skladování v suchém prostředí, vyvarování se vlhkosti. Výběr metody závisí na provozním prostředí, nákladech a požadavcích na vzhled.

Důvody pro nutnost dodatečného obrábění uhlíkové oceli po tepelném zpracování: 1) Tepelné zpracování způsobuje deformaci součásti, je třeba upravit rozměrovou přesnost dalším obráběním; 2) Po kalení se tvrdost materiálu výrazně zvyšuje, což ztěžuje přesné obrábění, obvykle se používá proces "hrubé obrábění - tepelné zpracování - dokončovací obrábění"; 3) Při tepelném zpracování může na povrchu vzniknout oxidační vrstva nebo oduhličená vrstva, kterou je třeba obráběním odstranit; 4) Některé vysoce přesné dosedací plochy vyžadují extrémně vysokou kvalitu povrchu, což vyžaduje přesné broušení po tepelném zpracování; 5) U složitých součástí se před tepelným zpracováním ponechávají obráběcí přídavky, aby se zabránilo nemožnosti obrábění po tepelném zpracování kvůli příliš vysoké tvrdosti. U součástí s nízkými požadavky na přesnost lze také použít proces bez obrábění po tepelném zpracování.

Rozdíly v obrobitelnosti uhlíkové oceli a nerezové oceli: 1) Řezná síla: řezná síla nerezové oceli je o 20 % -30 % větší než u uhlíkové oceli; 2) Zpevňování obráběním: nerezová ocel se výrazně zpevňuje obráběním, nástroje se rychle opotřebovávají; 3) Tepelná vodivost: uhlíková ocel má lepší tepelnou vodivost než nerezová ocel, při obrábění se lépe odvádí teplo; 4) Odstraňování třísky: třísky uhlíkové oceli se snadno lámou, třísky nerezové oceli jsou houževnaté a snadno se omotávají kolem nástroje; 5) Výběr nástrojů: pro uhlíkovou ocel lze použít nástroje z rychlořezné oceli, pro nerezovou ocel jsou obvykle potřeba nástroje z tvrdokovu; 6) Požadavky na chlazení: obrábění nerezové oceli vyžaduje intenzivnější chlazení; 7) Náklady: náklady na obrábění uhlíkové oceli jsou nižší než u nerezové oceli. Obecně platí, že obrobitelnost uhlíkové oceli je lepší než u nerezové oceli, účinnost obrábění je vyšší a náklady jsou nižší.

Rozdíly v obráběcím procesu středně uhlíkové a vysokouhlíkové oceli: 1) Výběr nástrojů: pro středně uhlíkovou ocel lze použít nástroje z rychlořezné oceli nebo tvrdokovu; pro vysokouhlíkovou ocel se doporučují nástroje z tvrdokovu; 2) Řezné parametry: středně uhlíková ocel může používat vyšší posuvové rychlosti; vysokouhlíková ocel má nižší posuvové rychlosti, střední řezné rychlosti; 3) Načasování tepelného zpracování: středně uhlíková ocel může být kalena celá po obrábění; vysokouhlíková ocel je obvykle kalena po hrubém obrábění a poté dokončována; 4) Požadavky na chlazení: obrábění vysokouhlíkové oceli vyžaduje intenzivnější chladicí mazivo; 5) Obráběcí přídavky: vysokouhlíková ocel se po tepelném zpracování více deformuje, je třeba ponechat větší obráběcí přídavky; 6) Povrchová úprava: středně uhlíková ocel je vhodná pro galvanické pokovování a nástřik; vysokouhlíková ocel je vhodná pro povrchové úpravy, jako je černění, nitridace atd. Správný výběr procesu může zlepšit efektivitu obrábění a kvalitu výrobků.