Рациональная геометрия быстрорежущих фрез при обработке нержавеющей стали

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 96 1961

РАЦИОНАЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ БЫСТРОРЕЖУЩИХ ФРЕЗ ПРИ ОБРАБОТКЕ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

К. А. НАССОНОВ

Особенностью обработки резанием нержавеющих, кислотоупорных и жаропрочных сталей и сплавов является их трудная обрабатываемость.

Последняя связана с физическими свойствами данного класса сталей, а именно: с большой вязкостью, высоким показателем упрочнения, низкой теплопроводностью. Вследствие этого использование твердосплавного инструмента при обработке резанием нержавеющих сталей является ограниченным, так как в силу хрупкости твердых сплавов режущая кромка инструмента выкрашивается до образования нормального износа, что ведет к быстрому разрушению режущего инструмента, повышению усилия резания, ухудшению чистоты обработанной поверхности. Указанное явление особенно часто наблюдается при прерывистых процессах обработки, каким является, в частности, и фрезерование.

Основным достоинством быстрорежущих сталей в сравнении с твердыми сплавами является их высокая прочность. Поэтому нами была сделана попытка использовать быстрорежущие стали при фрезеровании нержавеющей стали 1Х18Н9Т. В настоящей статье приводятся результаты исследования.

Стойкостные испытания быстрорежущих фрез проводились на вертикально-фрезерном станке 6Н12 при охлаждении пятипроцентным раствором эмульсола в воде. Опыты проводились однозубой фрезой диаметром 200 мм, ширина фрезеруемых образцов была принята равной 160 мм.

В качестве режущего материала использовались кованая быстрорежущая сталь Р-18 и литые быстрорежущие стали с присадками кобальта, титана, бора и серы.

Лучшие стойкостные характеристики были получены для кованой быстрорежущей стали Р-18 и литой быстрорежущей стали, содержащей 12% кобальта, 20% вольфрама, 4% хрома, 2% ванадия и 0,8% углерода, твердостью Яс = 65.

Например, при использовании литой быстрорежущей стали, модифицированной кобальтом, при скорости резания 18 м\мин, глубине резания 2 мм и подаче 0,63 мм/зуб была достигнута стойкость 60 мин. по машинному времени (за критерий износа во всех случаях

^О 30

Cm 1X18Н8Т Pia X » 20-35°

V =18 »'SKUH. фаска ишся/i

принималась ширина фаски износа по задней поверхности, равная 1 мм). Следует отметить при этом, что для столь крупных подач при фрезеровании стойкость твердосплавного режущего инструмента (ВК8, Т5К10, Т15К6) не превышает обычно 5—15 минут в широком диапазоне изменения скоростей резания.

Лабораторные испытания кованой быстрорежущей стали Р-18 (Rc = 64—65) показали, что фрезерование стали IXI8H9T целесообразно проводить при больших положительных передних углах и углах наклона главной режущей кромки.

На фиг. 1 представлена зависимость стойкости ножа фрезы от величины переднего угла. Из рассмотрения этой фигуры следует, что оптимальное значение переднего угла составляет угол 25°±2°.

На фиг. 2 приведены кривые износа ножа фрезы, полученные при различных углах наклона главной режущей кромки. Анализ этих кривых показывает, что наибольшую стойкость фреза имела при угле наклона режущей кромки, равном 30°. ß этом случае стойкость фрезы при ширине фаски износа, равной 1 мм, составляла 85 мин.

Следует подчеркнуть, что отступление от оптимального значения угла наклона режущей кромки вызывало значительное снижение

го № J*o Передний угоя3$у

Фиг. 1.

го ko 60

Время работ-fjt фрезЬ^ Т юан Фиг. 2.

стойкости инструмента. Так, при угле наклона режущей кромки, равном 39°, стойкость фрезы составляла 50—60 мин., а при 21°—лишь 17 мин.

Опытами установлено, что на передней поверхности целесообразно вдоль главной режущей кромки производить заточку—фаску шириной 0,2 мм с передним углом на фаске 5—7°, а на вершине ножа создавать переходную режущую кромку шириной до одного миллиметра с углом в плане 25—30°.

Указанные элементы позволяют в значительной мере величину пеовоначального износа режущего инструмента.

10 го 44 £3 89 m

Скорость резаная У '*"/тип

Фиг. 3.

уменьшить

На фиг. 3 приведена зависимость стойкости быстрорежущей фрезы от скорости резания. Представленный график позволяет судить о допустимом уровне скоростей резания при фрезеровании нержавеющей стали. В частности, расположение на графике опытных точек показывает, что использование скоростей резания, превышающих 18 я\мин., является нежелательным, так как это приводит к весьма существенному снижению стойкости режущего инструмента.