1. Виберіть геометричні параметри інструменту
Під час обробки нержавіючої сталі геометрію ріжучої частини інструменту слід враховувати при виборі кута переднього та заднього нахилу. Вибираючи кут переднього нахилу, слід враховувати такі фактори, як профіль канавки, наявність або відсутність фаски, а також позитивний та негативний кути нахилу леза. Незалежно від інструменту, під час обробки нержавіючої сталі необхідно використовувати більший кут переднього нахилу. Збільшення кута переднього нахилу інструменту може зменшити опір, що виникає під час різання та видалення стружки. Вибір заднього кута не є дуже суворим, але він не повинен бути занадто малим. Якщо задній кут занадто малий, це призведе до серйозного тертя з поверхнею заготовки, погіршення шорсткості оброблюваної поверхні та прискорення зносу інструменту. А через сильне тертя посилюється ефект зміцнення поверхні нержавіючої сталі; задній кут інструменту не повинен бути занадто великим, щоб зменшити кут клина інструменту, зменшити міцність ріжучої кромки та прискорити знос інструменту. Як правило, задній кут повинен бути відповідно більшим, ніж під час обробки звичайної вуглецевої сталі.
Вибір кута переднього нахилу. З точки зору виділення та розсіювання тепла під час різання, збільшення кута переднього нахилу може зменшити виділення тепла під час різання, і температура різання не буде занадто високою, але якщо кут переднього нахилу занадто великий, об'єм розсіювання тепла кінчиком різця зменшиться, а температура різання буде протилежно підвищеною. Зменшення кута переднього нахилу може покращити умови розсіювання тепла різальною головкою, і температура різання може знизитися, але якщо кут переднього нахилу занадто малий, деформація різання буде значною, і тепло, що утворюється під час різання, не буде легко розсіюватися. Практика показує, що кут переднього нахилу go=15°-20° є найбільш доцільним.
Під час вибору заднього кута для чорнової обробки міцність ріжучої кромки потужних ріжучих інструментів має бути високою, тому слід вибирати менший задній кут; під час чистової обробки знос інструменту відбувається переважно в області ріжучої кромки та на задній поверхні. Нержавіюча сталь, матеріал, схильний до деформаційного зміцнення, має більший вплив на якість поверхні та знос інструменту, спричинений тертям на задній поверхні. Розумний задній кут має становити: для аустенітної нержавіючої сталі (нижче 185HB) задній кут може становити 6°——8°; для обробки мартенситної нержавіючої сталі (вище 250HB) задній кут становить 6°-8°; для мартенситної нержавіючої сталі (нижче 250HB) задній кут становить 6°-10°.
Вибір кута нахилу леза Розмір та напрямок кута нахилу леза визначають напрямок потоку стружки. Розумний вибір кута нахилу леза ls зазвичай становить -10°-20°. Інструменти з великим кутом нахилу леза слід використовувати для мікрочистової обробки зовнішнього кола, чистового точення отворів та чистового стругання площин: ls45°-75°.
2. Вибір інструментальних матеріалів
Під час обробки нержавіючої сталі, тримач інструменту повинен мати достатню міцність та жорсткість через велику силу різання, щоб уникнути вібрації та деформації під час процесу різання. Це вимагає вибору відповідно великої площі поперечного перерізу тримача інструменту та використання матеріалів підвищеної міцності для виготовлення тримача інструменту, таких як використання загартованої та відпущеної сталі 45 або 50.
Вимоги до ріжучої частини інструмента. Під час обробки нержавіючої сталі матеріал ріжучої частини інструмента повинен мати високу зносостійкість і підтримувати свою ріжучу здатність за вищої температури. Наразі зазвичай використовуються такі матеріали: швидкорізальна сталь і твердосплавний сплав. Оскільки швидкорізальна сталь може підтримувати свою ріжучу здатність лише за температури нижче 600°C, вона не підходить для високошвидкісного різання, а підходить лише для обробки нержавіючої сталі на низьких швидкостях. Оскільки твердосплавний сплав має кращу термостійкість і зносостійкість, ніж швидкорізальна сталь, інструменти, виготовлені з твердосплавних матеріалів, більше підходять для різання нержавіючої сталі.
Твердосплавний сплав поділяється на дві категорії: вольфрамово-кобальтовий сплав (YG) та вольфрамово-кобальтово-титановий сплав (YT). Вольфрамово-кобальтові сплави мають добру в'язкість. Виготовлені з них інструменти можуть використовувати більший кут переднього заточки та гостріші краї для шліфування. Стружка легко деформується під час процесу різання, і різання відбувається швидко. Стружка нелегко прилипає до інструменту. У цьому випадку доцільніше обробляти нержавіючу сталь вольфрамово-кобальтовим сплавом. Особливо при грубій обробці та періодичному різанні з великою вібрацією слід використовувати леза зі сплаву вольфраму та кобальту. Він не такий твердий і крихкий, як вольфрамово-кобальтово-титановий сплав, нелегко заточується та легко сколюється. Вольфрамово-кобальтово-титановий сплав має кращу червону твердість і є більш зносостійким, ніж вольфрамово-кобальтовий сплав, в умовах високих температур, але він більш крихкий, нестійкий до ударів та вібрації, і зазвичай використовується як інструмент для чистового точіння нержавіючої сталі.
Ріжуча здатність інструментального матеріалу пов'язана з його довговічністю та продуктивністю, а технологічність інструментального матеріалу впливає на якість виготовлення та заточування самого інструменту. Рекомендується вибирати інструментальні матеріали з високою твердістю, хорошою адгезійною стійкістю та в'язкістю, такі як твердосплавний сплав YG. Найкраще не використовувати твердосплавний сплав YT, особливо під час обробки аустенітної нержавіючої сталі 1Gr18Ni9Ti. Категорично слід уникати використання твердосплавного сплаву YT, оскільки титан (Ti) у нержавіючій сталі та Ti у твердосплавному сплаві типу YT утворюють спорідненість, а стружка може легко віднімати Ti зі сплаву, що сприяє підвищенню зносу інструменту. Виробнича практика показує, що використання трьох марок матеріалів YG532, YG813 та YW2 для обробки нержавіючої сталі має хороший технологічний ефект.
3. Вибір кількості різання
Щоб запобігти утворенню наростів на кромці та окалині, а також покращити якість поверхні, під час обробки твердосплавними інструментами обсяг різання дещо менший, ніж під час токарної обробки звичайних заготовок із вуглецевої сталі, зокрема, швидкість різання не повинна бути занадто високою. Зазвичай рекомендується швидкість різання Vc = 60—80 м/хв, глибина різання ap = 4—7 мм, а швидкість подачі f = 0,15—0,6 мм/об.
4. Вимоги до шорсткості поверхні ріжучої частини інструменту
Покращення обробки поверхні ріжучої частини інструменту може зменшити опір стружці при скручуванні та підвищити довговічність інструменту. Порівняно з обробкою звичайної вуглецевої сталі, при обробці нержавіючої сталі слід відповідно зменшити об'єм різання, щоб уповільнити знос інструменту; водночас слід вибрати відповідну охолоджувальну та змащувальну рідину, щоб зменшити нагрівання та силу різання під час процесу різання, а також подовжити термін служби інструменту.
Час публікації: 16 листопада 2021 р.
