1. Seleccione los parámetros geométricos de la herramienta.
Al mecanizar acero inoxidable, la geometría de la parte de corte de la herramienta debe considerarse desde la elección del ángulo de ataque y el ángulo de retroceso. Al seleccionar el ángulo de ataque, deben tenerse en cuenta factores como el perfil de la ranura, la presencia o ausencia de chaflán y el ángulo de inclinación de la hoja (positivo o negativo). Independientemente de la herramienta, se debe utilizar un ángulo de ataque mayor al mecanizar acero inoxidable. Aumentar el ángulo de ataque de la herramienta puede reducir la resistencia encontrada durante el corte y la evacuación de virutas. La selección del ángulo de desprendimiento no es muy estricta, pero no debe ser demasiado pequeño. Si el ángulo de desprendimiento es demasiado pequeño, causará una fricción severa con la superficie de la pieza de trabajo, empeorando la rugosidad de la superficie mecanizada y acelerando el desgaste de la herramienta. Además, debido a la fuerte fricción, se intensifica el efecto de endurecimiento de la superficie del acero inoxidable; el ángulo de desprendimiento de la herramienta no debe ser demasiado grande, ya que un ángulo de cuña de la herramienta se reduce, disminuye la resistencia del filo de corte y acelera el desgaste de la herramienta. En general, el ángulo de desprendimiento debe ser considerablemente mayor que cuando se procesa acero al carbono ordinario.
La elección del ángulo de ataque Desde el punto de vista de la generación y disipación de calor durante el corte, aumentar el ángulo de ataque puede reducir la generación de calor y la temperatura de corte no será demasiado alta, pero si el ángulo de ataque es demasiado grande, el volumen de disipación de calor de la punta de la herramienta disminuirá y la temperatura de corte aumentará. Reducir el ángulo de ataque puede mejorar las condiciones de disipación de calor del cabezal de corte y la temperatura de corte puede disminuir, pero si el ángulo de ataque es demasiado pequeño, la deformación durante el corte será grave y el calor generado no se disipará fácilmente. La práctica muestra que el ángulo de ataque go = 15°-20° es el más apropiado.
Al seleccionar el ángulo de desprendimiento para el mecanizado basto, se requiere que la fuerza del filo de corte de las herramientas de corte potentes sea alta, por lo que se debe seleccionar un ángulo de desprendimiento menor; durante el acabado, el desgaste de la herramienta ocurre principalmente en el área del filo de corte y la superficie del flanco. El acero inoxidable, un material propenso al endurecimiento por trabajo, tiene un mayor impacto en la calidad de la superficie y el desgaste de la herramienta causado por la fricción de la superficie del flanco. Un ángulo de desprendimiento razonable debe ser: para acero inoxidable austenítico (por debajo de 185 HB), el ángulo de desprendimiento puede ser de 6° a 8°; para procesar acero inoxidable martensítico (por encima de 250 HB), el ángulo de desprendimiento es de 6° a 8°; para acero inoxidable martensítico (por debajo de 250 HB), el ángulo de desprendimiento es de 6° a 10°.
La elección del ángulo de inclinación de la cuchilla determina la dirección del flujo de viruta. Un ángulo de inclinación adecuado suele ser de -10° a 20°. Se deben usar herramientas con una inclinación de cuchilla grande para el microacabado del círculo exterior, el torneado fino de agujeros y el cepillado fino de planos: se recomienda usar un ángulo de inclinación de 45° a 75°.
2. Selección de materiales para herramientas
Al mecanizar acero inoxidable, el portaherramientas debe tener la resistencia y rigidez suficientes debido a la gran fuerza de corte para evitar vibraciones y deformaciones durante el proceso. Esto requiere seleccionar un área de sección transversal suficientemente grande para el portaherramientas y utilizar materiales de mayor resistencia para su fabricación, como el acero 45 o 50 templado y revenido.
Requisitos para la parte cortante de la herramienta: Al mecanizar acero inoxidable, el material de la parte cortante de la herramienta debe tener una alta resistencia al desgaste y mantener su rendimiento de corte a temperaturas elevadas. Actualmente, los materiales más utilizados son el acero de alta velocidad y el carburo cementado. Dado que el acero de alta velocidad solo mantiene su rendimiento de corte por debajo de los 600 °C, no es adecuado para el corte a alta velocidad, sino únicamente para el mecanizado de acero inoxidable a bajas velocidades. Debido a que el carburo cementado presenta una mayor resistencia al calor y al desgaste que el acero de alta velocidad, las herramientas fabricadas con este material son más adecuadas para el mecanizado de acero inoxidable.
El carburo cementado se divide en dos categorías: aleación de tungsteno-cobalto (YG) y aleación de tungsteno-cobalto-titanio (YT). Las aleaciones de tungsteno-cobalto tienen buena tenacidad. Las herramientas fabricadas pueden usar un ángulo de ataque mayor y un filo más afilado para rectificar. Las virutas se deforman fácilmente durante el proceso de corte y el corte es rápido. Las virutas no se adhieren fácilmente a la herramienta. En este caso, es más apropiado procesar acero inoxidable con aleación de tungsteno-cobalto. Especialmente en el mecanizado basto y el corte intermitente con gran vibración, se deben usar hojas de aleación de tungsteno-cobalto. No es tan duro y frágil como la aleación de tungsteno-cobalto-titanio, no es fácil de afilar y es fácil de astillar. La aleación de tungsteno-cobalto-titanio tiene mejor dureza en rojo y es más resistente al desgaste que la aleación de tungsteno-cobalto en condiciones de alta temperatura, pero es más frágil, no es resistente al impacto y a la vibración, y generalmente se usa como herramienta para torneado fino de acero inoxidable.
El rendimiento de corte del material de la herramienta está relacionado con la durabilidad y la productividad de la misma, y la facilidad de fabricación del material afecta la calidad de fabricación y afilado de la herramienta. Es recomendable elegir materiales de herramienta con alta dureza, buena resistencia a la adhesión y tenacidad, como el carburo cementado YG. Es mejor no usar carburo cementado YT, especialmente al procesar acero inoxidable austenítico 1Gr18Ni9Ti. Se debe evitar absolutamente el uso de aleación dura YT, porque el titanio (Ti) en el acero inoxidable y el Ti en el carburo cementado tipo YT producen una afinidad, las virutas pueden arrastrar fácilmente el Ti en la aleación, lo que promueve un mayor desgaste de la herramienta. La práctica de producción muestra que el uso de los tres grados de materiales YG532, YG813 y YW2 para procesar acero inoxidable tiene un buen efecto de procesamiento.
3. Selección de la cantidad de corte
Para suprimir la generación de rebabas y escamas acumuladas y mejorar la calidad de la superficie, al procesar con herramientas de carburo cementado, la cantidad de corte es ligeramente menor que la del torneado de piezas de acero al carbono en general, especialmente la velocidad de corte no debe ser demasiado alta, generalmente se recomienda una velocidad de corte Vc=60-80 m/min, una profundidad de corte ap=4-7 mm y una velocidad de avance f=0,15-0,6 mm/r.
4. Requisitos para la rugosidad superficial de la parte de corte de la herramienta
Mejorar el acabado superficial de la parte cortante de la herramienta reduce la resistencia al enrollarse las virutas y aumenta su durabilidad. En comparación con el mecanizado de acero al carbono convencional, al procesar acero inoxidable, se debe reducir adecuadamente la cantidad de material a cortar para disminuir el desgaste de la herramienta. Asimismo, se debe seleccionar un fluido de refrigeración y lubricación apropiado para reducir el calor y la fuerza de corte durante el proceso y prolongar la vida útil de la herramienta.
Fecha de publicación: 16 de noviembre de 2021
