1. Selecteer de geometrische parameters van het gereedschap.
Bij het bewerken van roestvrij staal moet de geometrie van het snijgedeelte van het gereedschap in het algemeen worden meegenomen in de keuze van de spaanhoek en de vrijloophoek. Bij het kiezen van de spaanhoek moet rekening worden gehouden met factoren zoals het profiel van de snijkant, de aanwezigheid of afwezigheid van afschuining en de positieve en negatieve hellingshoek van het snijblad. Ongeacht het gereedschap moet een grotere spaanhoek worden gebruikt bij het bewerken van roestvrij staal. Een grotere spaanhoek vermindert de weerstand tijdens het spaanafvoeren en -verspanen. De keuze van de vrijloophoek is niet erg strikt, maar mag niet te klein zijn. Een te kleine vrijloophoek veroorzaakt ernstige wrijving met het werkstukoppervlak, waardoor de ruwheid van het bewerkte oppervlak toeneemt en de gereedschapslijtage versnelt. Door de sterke wrijving wordt het hardingseffect van het roestvrijstalen oppervlak versterkt. De vrijloophoek mag ook niet te groot zijn, omdat dit de wighoek van het gereedschap verkleint, de sterkte van de snijkant vermindert en de gereedschapslijtage versnelt. Over het algemeen moet de vrijloophoek aanzienlijk groter zijn dan bij het bewerken van gewoon koolstofstaal.
De keuze van de spaanhoek. Vanuit het oogpunt van warmteontwikkeling en warmteafvoer tijdens het snijden: een grotere spaanhoek kan de warmteontwikkeling verminderen, waardoor de snijtemperatuur niet te hoog oploopt. Een te grote spaanhoek daarentegen vermindert het warmteafvoervolume van de snijpunt, waardoor de snijtemperatuur juist stijgt. Een kleinere spaanhoek kan de warmteafvoer van de snijkop verbeteren en de snijtemperatuur verlagen. Een te kleine spaanhoek leidt echter tot ernstige vervorming tijdens het snijden en zorgt ervoor dat de warmte niet gemakkelijk wordt afgevoerd. De praktijk wijst uit dat een spaanhoek van 15° tot 20° het meest geschikt is.
Bij het kiezen van de vrijloophoek voor voorbewerking is een hoge snijkantsterkte van krachtige snijgereedschappen vereist, waardoor een kleinere vrijloophoek moet worden gekozen. Tijdens de nabewerking treedt gereedschapsslijtage voornamelijk op in het snijkantgebied en het flankoppervlak. Roestvast staal, een materiaal dat gevoelig is voor koudvervorming, heeft een grotere invloed op de oppervlaktekwaliteit en gereedschapsslijtage door de wrijving van het flankoppervlak. Een redelijke vrijloophoek is als volgt: voor austenitisch roestvast staal (onder 185HB) kan de vrijloophoek 6°-8° zijn; voor martensitisch roestvast staal (boven 250HB) is de vrijloophoek 6°-8°; voor martensitisch roestvast staal (onder 250HB) is de vrijloophoek 6°-10°.
De keuze van de hellingshoek van het mes. De grootte en richting van de hellingshoek van het mes bepalen de richting van de spaanafvoer. Een redelijke keuze voor de hellingshoek van het mes ligt doorgaans tussen -10° en 20°. Gereedschappen met een grote hellingshoek moeten worden gebruikt bij het micro-afwerken van de buitenste cirkel, het fijndraaien van gaten en het fijn schaven van vlakken: hiervoor moet een hellingshoek van 45° tot 75° worden gebruikt.
2. Selectie van gereedschapsmaterialen
Bij het bewerken van roestvrij staal moet de gereedschapshouder voldoende sterkte en stijfheid bezitten vanwege de grote snijkracht, om trillingen en vervorming tijdens het snijproces te voorkomen. Dit vereist de keuze van een gereedschapshouder met een voldoende grote doorsnede en het gebruik van materialen met een hoge sterkte, zoals gehard en getemperd 45-staal of 50-staal.
Eisen aan het snijgedeelte van het gereedschap: Bij het bewerken van roestvrij staal moet het materiaal van het snijgedeelte van het gereedschap een hoge slijtvastheid hebben en zijn snijprestaties bij hogere temperaturen behouden. Veelgebruikte materialen zijn momenteel snelstaal en hardmetaal. Omdat snelstaal zijn snijprestaties alleen onder de 600 °C behoudt, is het niet geschikt voor hogesnelheidsbewerkingen, maar alleen voor het bewerken van roestvrij staal bij lage snelheden. Hardmetaal heeft een betere hittebestendigheid en slijtvastheid dan snelstaal, waardoor gereedschappen van hardmetaal beter geschikt zijn voor het bewerken van roestvrij staal.
Gesinterd hardmetaal wordt onderverdeeld in twee categorieën: wolfraam-kobaltlegering (YG) en wolfraam-kobalt-titaniumlegering (YT). Wolfraam-kobaltlegeringen hebben een goede taaiheid. De gereedschappen die hiervan gemaakt zijn, kunnen met een grotere spaanhoek en een scherpere snijkant geslepen worden. De spanen vervormen gemakkelijk tijdens het snijproces en het snijden gaat snel. De spanen hechten zich niet gemakkelijk aan het gereedschap. In dit geval is wolfraam-kobaltlegering geschikter voor de bewerking van roestvrij staal. Vooral bij ruw bewerken en intermitterend snijden met sterke trillingen moeten messen van wolfraam-kobaltlegering gebruikt worden. Deze legering is minder hard en bros dan wolfraam-kobalt-titaniumlegering, is moeilijker te slijpen en splintert minder snel. De wolfraam-kobalt-titaniumlegering heeft een hogere hardheid bij hoge temperaturen en is slijtvaster dan de wolfraam-kobaltlegering, maar is brozer, minder bestand tegen stoten en trillingen en wordt over het algemeen gebruikt als gereedschap voor het fijndraaien van roestvrij staal.
De snijprestaties van het gereedschapsmateriaal zijn gerelateerd aan de duurzaamheid en productiviteit van het gereedschap, en de maakbaarheid van het materiaal beïnvloedt de productie- en slijpkwaliteit van het gereedschap zelf. Het is raadzaam om gereedschapsmaterialen te kiezen met een hoge hardheid, goede hechting en taaiheid, zoals YG-hardmetaal. Het is het beste om geen YT-hardmetaal te gebruiken, vooral niet bij het bewerken van austenitisch roestvast staal 1Gr18Ni9Ti. Het gebruik van YT-hardmetaal moet absoluut worden vermeden, omdat titanium (Ti) in roestvast staal en Ti in YT-hardmetaal een affiniteit hebben. Spanen kunnen gemakkelijk Ti uit de legering verwijderen, wat de slijtage van het gereedschap verhoogt. De praktijk wijst uit dat het gebruik van YG532, YG813 en YW2 materialen voor het bewerken van roestvast staal een goed resultaat oplevert.
3. Keuze van de snijhoeveelheid
Om de vorming van aanhechtingspunten en uitlopers te onderdrukken en de oppervlaktekwaliteit te verbeteren, moet bij het bewerken met hardmetalen gereedschappen de hoeveelheid materiaal die wordt weggesneden iets lager zijn dan bij het draaien van gewone koolstofstalen werkstukken. Vooral de snijsnelheid mag niet te hoog zijn; over het algemeen wordt een snijsnelheid van Vc = 60-80 m/min aanbevolen, een snijdiepte van ap = 4-7 mm en een voeding van f = 0,15-0,6 mm/r.
4. Eisen aan de oppervlakteruwheid van het snijgedeelte van het gereedschap
Het verbeteren van de oppervlakteafwerking van het snijgedeelte van het gereedschap kan de weerstand bij het oprollen van de spanen verminderen en de duurzaamheid van het gereedschap verbeteren. In vergelijking met de bewerking van gewoon koolstofstaal moet bij de bewerking van roestvrij staal de hoeveelheid materiaal dienovereenkomstig worden verminderd om slijtage van het gereedschap te vertragen; tegelijkertijd moet een geschikte koel- en smeervloeistof worden gekozen om de snijwarmte en snijkracht tijdens het snijproces te verminderen en de levensduur van het gereedschap te verlengen.
Geplaatst op: 16 november 2021
