1. Выберите геометрические параметры инструмента.
При обработке нержавеющей стали геометрию режущей части инструмента следует учитывать при выборе переднего и заднего углов. При выборе переднего угла следует принимать во внимание такие факторы, как профиль канавки, наличие или отсутствие фаски, а также положительный и отрицательный угол наклона лезвия. Независимо от инструмента, при обработке нержавеющей стали необходимо использовать больший передний угол. Увеличение переднего угла инструмента позволяет снизить сопротивление, возникающее при резке и удалении стружки. Выбор угла зазора не является строго строгим, но он не должен быть слишком малым. Слишком малый угол зазора вызовет сильное трение с поверхностью заготовки, ухудшит шероховатость обработанной поверхности и ускорит износ инструмента. Кроме того, из-за сильного трения усиливается эффект упрочнения поверхности нержавеющей стали; слишком большой угол зазора инструмента не должен уменьшаться, так как это снижает угол зазора инструмента, уменьшает прочность режущей кромки и ускоряет износ инструмента. Как правило, угол заточки должен быть соответственно больше, чем при обработке обычной углеродистой стали.
Выбор угла наклона. С точки зрения тепловыделения и теплоотвода при резании, увеличение угла наклона позволяет снизить тепловыделение и температуру резания, но если угол наклона слишком велик, объем теплоотвода на режущей кромке инструмента уменьшится, и температура резания, наоборот, повысится. Уменьшение угла наклона улучшает условия теплоотвода режущей головки и может снизить температуру резания, но если угол наклона слишком мал, деформация при резании будет серьезной, и тепло, выделяемое при резании, будет плохо рассеиваться. Практика показывает, что наиболее подходящим является угол наклона 15°-20°.
При выборе угла зазора для черновой обработки требуется высокая прочность режущей кромки мощных режущих инструментов, поэтому следует выбирать меньший угол зазора; при чистовой обработке износ инструмента происходит в основном в области режущей кромки и на боковой поверхности. Нержавеющая сталь, материал, склонный к упрочнению при обработке, оказывает большее влияние на качество поверхности и износ инструмента из-за трения на боковой поверхности. Разумный угол зазора должен быть следующим: для аустенитной нержавеющей стали (ниже 185 HB) угол зазора может составлять 6°—8°; для обработки мартенситной нержавеющей стали (выше 250 HB) угол зазора составляет 6°-8°; для мартенситной нержавеющей стали (ниже 250 HB) угол зазора составляет 6°-10°.
Выбор угла наклона лезвия. Размер и направление угла наклона лезвия определяют направление потока стружки. Разумный выбор угла наклона лезвия ls обычно составляет -10°-20°. Инструменты с большим углом наклона лезвия следует использовать при микрошлифовке наружных окружностей, тонкой токарной обработке отверстий и тонкой строгальной обработке плоскостей: следует использовать ls45°-75°.
2. Выбор материалов для инструмента.
При обработке нержавеющей стали держатель инструмента должен обладать достаточной прочностью и жесткостью из-за большой силы резания, чтобы избежать вибрации и деформации в процессе резки. Это требует выбора достаточно большой площади поперечного сечения держателя инструмента и использования более прочных материалов для его изготовления, таких как закаленная и отпущенная сталь марки 45 или 50.
Требования к режущей части инструмента. При обработке нержавеющей стали материал режущей части инструмента должен обладать высокой износостойкостью и сохранять свои режущие свойства при высоких температурах. В настоящее время наиболее часто используются следующие материалы: быстрорежущая сталь и твердый сплав. Поскольку быстрорежущая сталь сохраняет свои режущие свойства только при температурах ниже 600 °C, она не подходит для высокоскоростной резки, а для обработки нержавеющей стали подходит только низкоскоростная резка. Поскольку твердый сплав обладает лучшей термостойкостью и износостойкостью, чем быстрорежущая сталь, инструменты из твердого сплава больше подходят для резки нержавеющей стали.
Твердосплавы делятся на две категории: вольфрам-кобальтовые сплавы (YG) и вольфрам-кобальт-титановые сплавы (YT). Вольфрам-кобальтовые сплавы обладают хорошей ударной вязкостью. Изготовленные из них инструменты позволяют использовать больший угол заточки и более острую кромку. Стружка легко деформируется в процессе резания, а резание происходит быстро. Стружка не склонна к прилипанию к инструменту. В этом случае более целесообразно обрабатывать нержавеющую сталь вольфрам-кобальтовыми сплавами. Особенно при черновой обработке и прерывистой резке с сильной вибрацией следует использовать лезвия из вольфрам-кобальтового сплава. Он не такой твердый и хрупкий, как вольфрам-кобальт-титановый сплав, его сложнее заточить, и он легко скалывается. Сплав вольфрама, кобальта и титана обладает лучшей красностойкостью и большей износостойкостью, чем сплав вольфрама и кобальта, в условиях высоких температур, но он более хрупкий, не устойчив к ударам и вибрации и обычно используется в качестве инструмента для тонкой токарной обработки нержавеющей стали.
Режущие свойства материала инструмента связаны с его долговечностью и производительностью, а технологичность материала влияет на качество изготовления и заточки самого инструмента. Рекомендуется выбирать материалы инструмента с высокой твердостью, хорошей адгезией и ударной вязкостью, такие как твердые сплавы YG. Твердые сплавы YT использовать не следует, особенно при обработке аустенитной нержавеющей стали 1Gr18Ni9Ti. Следует категорически избегать использования твердых сплавов YT, поскольку титан (Ti) в нержавеющей стали и титан в твердом сплаве типа YT образуют сродство, стружка легко удаляет титан из сплава, что приводит к повышенному износу инструмента. Производственная практика показывает, что использование трех марок материалов YG532, YG813 и YW2 для обработки нержавеющей стали дает хорошие результаты.
3. Выбор количества нарезки
Для подавления образования наростов на кромках и окалине, а также для улучшения качества поверхности при обработке твердосплавными инструментами, объем резания несколько меньше, чем при токарной обработке обычных заготовок из углеродистой стали, особенно следует избегать слишком высокой скорости резания. Обычно рекомендуется скорость резания Vc = 60–80 м/мин, глубина резания ap = 4–7 мм, а подача f = 0,15–0,6 мм/об.
4. Требования к шероховатости поверхности режущей части инструмента.
Улучшение качества обработки поверхности режущей части инструмента позволяет снизить сопротивление при образовании стружки и повысить долговечность инструмента. По сравнению с обработкой обычной углеродистой стали, при обработке нержавеющей стали необходимо соответствующим образом уменьшить объем резания, чтобы замедлить износ инструмента; одновременно следует выбирать соответствующую охлаждающую и смазочную жидкость для снижения тепловыделения и силы резания в процессе резки и продления срока службы инструмента.
Дата публикации: 16 ноября 2021 г.
