เครื่องมือแปรรูปสแตนเลสต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้าง?

1. เลือกพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเครื่องมือ

ในการกลึงสแตนเลส ควรพิจารณาถึงรูปทรงของส่วนตัดของเครื่องมือโดยทั่วไป ตั้งแต่การเลือกมุมคายเศษและมุมคลาย เมื่อเลือกมุมคายเศษ ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น รูปทรงของร่องคมตัด การมีหรือไม่มีการลบคม และมุมเอียงของใบมีดทั้งบวกและลบ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือชนิดใด ควรใช้มุมคายเศษที่ใหญ่ขึ้นเมื่อกลึงสแตนเลส การเพิ่มมุมคายเศษของเครื่องมือจะช่วยลดแรงต้านที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดและการกำจัดเศษ การเลือกมุมคลายไม่เข้มงวดมากนัก แต่ไม่ควรเล็กเกินไป หากมุมคลายเล็กเกินไป จะทำให้เกิดแรงเสียดทานอย่างรุนแรงกับพื้นผิวของชิ้นงาน ทำให้ความหยาบของพื้นผิวที่กลึงแย่ลง และเร่งการสึกหรอของเครื่องมือ และเนื่องจากแรงเสียดทานที่รุนแรง จะทำให้ผลของการแข็งตัวของพื้นผิวสแตนเลสเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน มุมคลายของเครื่องมือก็ไม่ควรใหญ่เกินไป เพราะจะทำให้มุมลิ่มของเครื่องมือลดลง ความแข็งแรงของคมตัดลดลง และการสึกหรอของเครื่องมือเร็วขึ้น โดยทั่วไป มุมคลายตัวควรมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อทำการแปรรูปเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปอย่างเหมาะสม

การเลือกมุมคายเศษ จากมุมมองของการเกิดความร้อนจากการตัดและการระบายความร้อน การเพิ่มมุมคายเศษสามารถลดการเกิดความร้อนจากการตัด และอุณหภูมิในการตัดจะไม่สูงเกินไป แต่ถ้ามุมคายเศษใหญ่เกินไป ปริมาตรการระบายความร้อนของปลายเครื่องมือจะลดลง และอุณหภูมิในการตัดจะสูงขึ้น การลดมุมคายเศษสามารถปรับปรุงสภาพการระบายความร้อนของหัวตัด และอุณหภูมิในการตัดอาจลดลง แต่ถ้ามุมคายเศษเล็กเกินไป การเสียรูปจากการตัดจะรุนแรง และความร้อนที่เกิดจากการตัดจะไม่สามารถระบายออกได้ง่าย จากประสบการณ์พบว่ามุมคายเศษ 15°-20° เป็นมุมที่เหมาะสมที่สุด

ในการเลือกมุมคลายสำหรับงานกลึงหยาบ ความแข็งแรงของคมตัดของเครื่องมือตัดที่มีประสิทธิภาพสูงนั้นจำเป็นต้องสูง ดังนั้นจึงควรเลือกมุมคลายที่เล็กกว่า ในระหว่างการกลึงละเอียด การสึกหรอของเครื่องมือส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่บริเวณคมตัดและพื้นผิวด้านข้าง เหล็กกล้าไร้สนิมซึ่งเป็นวัสดุที่เกิดการแข็งตัวจากการทำงานได้ง่าย จะมีผลกระทบต่อคุณภาพพื้นผิวและการสึกหรอของเครื่องมือมากขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทานที่พื้นผิวด้านข้าง มุมคลายที่เหมาะสมควรเป็นดังนี้: สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก (ต่ำกว่า 185HB) มุมคลายสามารถเป็น 6°-8°; สำหรับการแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก (สูงกว่า 250HB) มุมคลายคือ 6°-8°; สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก (ต่ำกว่า 250HB) มุมคลายคือ 6°-10°

การเลือกมุมเอียงของใบมีด ขนาดและทิศทางของมุมเอียงของใบมีดจะเป็นตัวกำหนดทิศทางการไหลของเศษวัสดุ โดยทั่วไปแล้ว การเลือกมุมเอียงของใบมีดที่เหมาะสมจะอยู่ระหว่าง -10° ถึง 20° ควรใช้เครื่องมือที่มีมุมเอียงใบมีดขนาดใหญ่เมื่อต้องการขัดผิวละเอียดบริเวณขอบวงกลมด้านนอก การกลึงรูอย่างละเอียด และการไสผิวเรียบอย่างละเอียด โดยควรใช้มุมเอียง 45° ถึง 75°

2. การเลือกวัสดุสำหรับเครื่องมือ

ในการแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิม ตัวจับยึดเครื่องมือต้องมีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งเพียงพอ เนื่องจากแรงตัดที่สูง เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนและการเสียรูปในระหว่างกระบวนการตัด ดังนั้นจึงต้องเลือกพื้นที่หน้าตัดของตัวจับยึดเครื่องมือที่มีขนาดใหญ่เหมาะสม และใช้วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงในการผลิตตัวจับยึดเครื่องมือ เช่น เหล็กกล้า 45 หรือ 50 ที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัว

ข้อกำหนดสำหรับส่วนคมตัดของเครื่องมือ ในการแปรรูปสแตนเลส วัสดุของส่วนคมตัดของเครื่องมือจำเป็นต้องมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงและรักษาประสิทธิภาพการตัดได้ที่อุณหภูมิสูง ปัจจุบันวัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าความเร็วสูงและคาร์ไบด์ซีเมนต์ เนื่องจากเหล็กกล้าความเร็วสูงสามารถรักษาประสิทธิภาพการตัดได้เฉพาะที่อุณหภูมิต่ำกว่า 600°C เท่านั้น จึงไม่เหมาะสำหรับการตัดด้วยความเร็วสูง แต่เหมาะสำหรับการแปรรูปสแตนเลสที่ความเร็วต่ำเท่านั้น เนื่องจากคาร์ไบด์ซีเมนต์มีความทนทานต่อความร้อนและความทนทานต่อการสึกหรอดีกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง เครื่องมือที่ทำจากวัสดุคาร์ไบด์ซีเมนต์จึงเหมาะสมกว่าสำหรับการตัดสแตนเลส

คาร์ไบด์ซีเมนต์แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ โลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์ (YG) และโลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์-ไทเทเนียม (YT) โลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์มีความเหนียวที่ดี เครื่องมือที่ผลิตขึ้นสามารถใช้มุมคายเศษที่ใหญ่กว่าและคมกว่าในการลับคม เศษโลหะสามารถเปลี่ยนรูปได้ง่ายในระหว่างกระบวนการตัด และการตัดจะรวดเร็ว เศษโลหะไม่ติดเครื่องมือได้ง่าย ในกรณีนี้ การใช้โลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์ในการแปรรูปสแตนเลสจึงเหมาะสมกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตัดเฉือนหยาบและการตัดแบบไม่ต่อเนื่องที่มีการสั่นสะเทือนสูง ควรใช้ใบมีดโลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์ มันไม่แข็งและเปราะเท่าโลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์-ไทเทเนียม ลับคมได้ยาก และบิ่นได้ง่าย โลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์-ไทเทเนียมมีความแข็งที่อุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอได้ดีกว่าโลหะผสมทังสเตน-โคบอลต์ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง แต่เปราะกว่า ไม่ทนต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน และโดยทั่วไปใช้เป็นเครื่องมือสำหรับงานกลึงละเอียดสแตนเลส

ประสิทธิภาพการตัดของวัสดุเครื่องมือมีความสัมพันธ์กับความทนทานและผลผลิตของเครื่องมือ และความสามารถในการผลิตของวัสดุเครื่องมือส่งผลต่อคุณภาพการผลิตและการลับคมของเครื่องมือเอง ควรเลือกวัสดุเครื่องมือที่มีความแข็งสูง ความต้านทานการยึดเกาะที่ดี และความเหนียว เช่น คาร์ไบด์ซีเมนต์ YG ไม่ควรใช้คาร์ไบด์ซีเมนต์ YT โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก 1Gr18Ni9Ti ควรหลีกเลี่ยงการใช้โลหะผสมแข็ง YT อย่างเด็ดขาด เพราะไทเทเนียม (Ti) ในเหล็กกล้าไร้สนิมและ Ti ในคาร์ไบด์ซีเมนต์ชนิด YT มีแรงดึงดูดกัน เศษโลหะสามารถดึง Ti ในโลหะผสมออกไปได้ง่าย ซึ่งจะทำให้เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น จากการใช้งานจริงพบว่า การใช้วัสดุเกรด YG532, YG813 และ YW2 ในการแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิมให้ผลลัพธ์ที่ดี

3. การเลือกปริมาณการตัด

เพื่อลดการเกิดคมตัดและตะกรันสะสม และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว เมื่อทำการกลึงด้วยเครื่องมือคาร์ไบด์ซีเมนต์ ปริมาณการตัดจะต่ำกว่าการกลึงชิ้นงานเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเร็วในการตัดไม่ควรสูงเกินไป โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้ความเร็วในการตัด Vc = 60–80 ม./นาที ความลึกในการตัด ap = 4–7 มม. และอัตราป้อน f = 0.15–0.6 มม./รอบ

4. ข้อกำหนดเกี่ยวกับความหยาบของพื้นผิวส่วนตัดของเครื่องมือ

การปรับปรุงผิวสัมผัสของส่วนตัดของเครื่องมือจะช่วยลดแรงต้านเมื่อเศษโลหะม้วนตัวและเพิ่มความทนทานของเครื่องมือ เมื่อเปรียบเทียบกับการแปรรูปเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไป เมื่อแปรรูปเหล็กกล้าไร้สนิม ปริมาณการตัดควรลดลงอย่างเหมาะสมเพื่อชะลอการสึกหรอของเครื่องมือ ในขณะเดียวกัน ควรเลือกของเหลวหล่อเย็นและหล่อลื่นที่เหมาะสมเพื่อลดความร้อนและแรงตัดในระหว่างกระบวนการตัด และเพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ