Mówi się, że pierwsze tokarki pojawiły się już w starożytności. Ich największy rozwój nastąpił jednak podczas rewolucji przemysłowej w XVIII i XIX wieku. Co okazało się przełomem? Wynalezienie stali szybkotnącej (HSS) na początku XX wieku. W tym samym okresie rozwijały się różne gatunki stali stosowane w toczeniu, w tym stale węglowe, automatowe oraz nierdzewne, o którym opowiemy poniżej. Opisujemy, jaka stal do toczenia nadaje się najlepiej!
Toczenie CNC – stal to fundament
Być może wiesz, że toczenie to jedna z podstawowych metod obróbki skrawaniem CNC. Służy głównie do produkcji elementów o cylindrycznych kształtach. W trakcie pracy obrabiany przedmiot obraca się w uchwycie tokarki, a narzędzie skrawające usuwa materiał aż do uzyskania określonego kształtu.
Właściwości materiału mają bezpośredni wpływ na:
- prędkość skrawania,
- zużycie narzędzi,
- jakość powierzchni,
- stabilność pracy maszyny,
- koszty produkcji.
W przemyśle prym wiodą gatunki stali o dobrej skrawalności.
Najważniejsze właściwości stali do toczenia
Nie każda stal nadaje się do toczenia w takim samym stopniu. Przy wyborze materiału bierze się pod uwagę kilka kluczowych parametrów technologicznych.
| Właściwość | Znaczenie w procesie toczenia |
| Skrawalność | określa jak łatwo materiał można obrabiać |
| Twardość | wpływa na zużycie narzędzi |
| Wytrzymałość | decyduje o zastosowaniu elementu |
| Struktura materiału | wpływa na stabilność procesu obróbki |
| Odprowadzanie wiórów | ważne dla bezpieczeństwa i jakości obróbki |
Najczęściej stosowane stale do toczenia
Jakie stale dobrze sprawdzają się w obróbce na tokarkach CNC?
Stale automatowe (łatwoskrawalne)
Zawierają dodatki, głównie są to siarka czy ołów, które poprawiają łamliwość wióra i zmniejszają tarcie pomiędzy narzędziem a materiałem.
Dzięki temu:
- wióry łatwo się odprowadzają,
- narzędzia zużywają się wolniej,
- można stosować wyższe prędkości skrawania.
Wybiera się je często przy produkcji seryjnej elementów toczonych, wśród których królują oczywiście śruby i tuleje.
Stale węglowe
Ich właściwości zależą głównie od zawartości węgla. Stale niskowęglowe są łatwe w obróbce i stosunkowo tanie, dlatego często wykorzystuje się je w produkcji:
- elementów konstrukcyjnych,
- części maszyn,
- wałów i tulei.
Stale średniowęglowe są bardziej wytrzymałe, ale wymagają nieco ostrożniejszego doboru parametrów skrawania.
Stale stopowe
Stale stopowe zawierają dodatki pierwiastków, a są to chrom, molibden czy nikiel, w efekcie czego stają się po prostu odporniejsze.
Stale stopowe stosuje się w produkcji:
- części motoryzacyjnych,
- elementów maszyn przemysłowych,
- przekładni i wałów napędowych.
Stal nierdzewna
Stal nierdzewna doskonale sprawdza się tam, gdzie nie może wystąpić korozja.
Dlatego w przypadku tego materiału ważne jest:
- odpowiednie chłodzenie,
- właściwy dobór noża tokarskiego,
- stabilne parametry skrawania.
Stal nierdzewna króluje w branży spożywczej, medycznej i chemicznej.
Porównanie popularnych stali do toczenia CNC
Poniższa tabela pokazuje różnice pomiędzy najczęściej stosowanymi materiałami.
| Rodzaj stali | Skrawalność | Wytrzymałość | Typowe zastosowanie |
| Stale automatowe | bardzo dobra | średnia | produkcja seryjna małych elementów |
| Stale węglowe | dobra | średnia | części maszyn i elementy konstrukcyjne |
| Stale stopowe | średnia | wysoka | elementy obciążone mechanicznie |
| Stal nierdzewna | trudniejsza | wysoka | elementy odporne na korozję |
Jak dobrać stal do toczenia?
Dobór materiału zawsze zależy od kilku czynników, takich jak:
- przeznaczenie elementu,
- wymagania wytrzymałościowe,
- wielkość produkcji,
- koszty materiału i obróbki,
- wymagania dotyczące powierzchni.
Jeżeli element ma być produkowany w dużej ilości, często wybiera się stal o lepszej skrawalności, która pozwala skrócić czas obróbki i obniżyć koszty produkcji.
Z kolei w przypadku elementów pracujących pod dużym obciążeniem stosuje się stale stopowe.
Zalety toczenia CNC w obróbce stali
Najważniejsze zalety to:
- bardzo wysoka dokładność wymiarowa,
- możliwość wykonywania skomplikowanych detali,
- powtarzalność produkcji,
- możliwość produkcji jednostkowej i seryjnej,
- wysoka jakość powierzchni.
Obróbka CNC stali – produkcja prototypów i elementów jednostkowych
Specjalizujemy się w obróbce CNC metali, w tym toczeniu elementów stalowych dla różnych branż przemysłowych. Wykonujemy zarówno pojedyncze detale, jak i krótkie serie produkcyjne.
Jeśli masz rysunek techniczny lub projekt CAD, możemy doradzić najlepszy materiał oraz przygotować indywidualną wycenę obróbki. Zapraszamy do kontaktu!
FAQ – Toczenie i obróbka CNC stali
1. Jaką stal najlepiej stosować do toczenia CNC?
Do toczenia najczęściej używa się stali konstrukcyjnej takich jak C15, C20, 304L czy 316. Wybór materiału wpływa na trwałość narzędzia oraz jakość obrabianej powierzchni.
2. Czy CNC umożliwia precyzyjne cięcie skomplikowanych elementów?
Tak, CNC pozwala ciąć elementy o wysokiej dokładności, w tym wałki czy koła zębate. Sterowanie maszyną przez odpowiednie oprogramowanie gwarantuje powtarzalność produkcji.
3. Jak kontrolować temperaturę podczas obróbki stali?
W procesie toczenia i frezowania ważne jest stosowanie chłodziwa, które redukuje temperaturę narzędzia i obrabianego materiału. Prawidłowe chłodzenie zwiększa trwałość narzędzi oraz jakość powierzchni.
4. Jak dobierać wiertło do stali nierdzewnej?
Wiertło musi być wykonane z materiałów wysokiej twardości, aby mogło efektywnie nacinać stal 304, 304L lub 316. Dzięki temu możliwe jest zachowanie właściwej tolerancji otworów.
5. Czy można obrabiać stal przy użyciu standardowego ST3S?
Tak, narzędzia typu ST3S pozwalają na efektywną obróbkę stali w produkcji części maszyn. Kluczowe jest odpowiednie ustawienie posuwu i prędkości obrotowej.
6. Jak mierzyć jakość wykonanych wyrobów ze stali?
W procesie obróbki mechanicznej stosuje się pomiar średnic, wałków i kół zębatych. Pomaga to w utrzymaniu tolerancji i kontroli jakości całej serii wyrobów.
7. Czy obrabiane powierzchnie wymagają specjalnych płytek?
Tak, do stali nierdzewnej i stopów wysokiej twardości stosuje się specjalne płytki powierzchniowe. Dzięki nim proces ścierania jest efektywny, a powierzchnia uzyskuje wysoką jakość.
8. Jak zwiększyć odporność narzędzia podczas cięcia?
Ważne jest stosowanie narzędzi o wysokiej trwałości oraz kontrola temperatury w strefie skrawania. Dodatkowo, stosowanie odpowiedniego chłodziwa ogranicza ścieranie i zwiększa odporność narzędzia.
9. Czy można sterować CNC zdalnie?
Tak, nowoczesne maszyny CNC pozwalają sterować procesem zarówno lokalnie, jak i zdalnie przez odpowiednie oprogramowanie. Umożliwia to monitorowanie produkcji części maszyn w czasie rzeczywistym.
10. Gdzie znaleźć więcej informacji o toczeniu i CNC?
Na forach takich jak forum CNC czy stronach branżowych jak cnc.info.pl znajdziesz porady i doświadczenia użytkowników. Możesz też dołączyć do społeczności na CNC na Facebook zapraszam, aby wymieniać się praktycznymi wskazówkami.