58. Обрабатываемость жаропрочных, нержавеющих сталей и титановых сплавов

Жаропрочными называются материалы, способные выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций и обладающие жаростойкостью, т. е. способностью противостоять химическому разрушению под действием агрессивных сред при высоких температурах.

Нержавеющими называются материалы, обладающие высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах.

Жаропрочные и нержавеющие стали имеют следующие особенности:

1) высокое упрочнение в процессе деформирования резанием;

2) относительно низкая теплопроводность;

3) способность сохранять исходную прочность и твердость при повышенных температурах;

4) большая истирающая способность;

5) пониженная виброустойчивость при резании.

Указанные особенности жаропрочных и нержавеющих сталей резко ухудшают их обрабатываемость резанием по сравнению с обычными конструкционными материалами.

При повышении уровня легирования жаропрочных и нержавеющих сталей их обрабатываемость резко ухудшается.

Так же, как нержавеющие и жаропрочные стали, титановые сплавы имеют ряд особенностей, обусловливающих их низкую обрабатываемость:

1) малая пластичность, характеризуемая высоким коэффициентом упрочнения;

2) высокая химическая активность к кислороду, азоту, водороду;

3) плохая теплопроводность;

4) подверженность абразивному воздействию вследствие содержания нитридов и карбидов.

59. Оптимизация геометрических параметров режущей части инструментов

Геометрические параметры, при которых достигаются наибольший период стойкости и допустимая скорость резания, при условии обеспечения наименьшей стоимости обработки и при возможно большей производительности и высоком качестве обрабатываемой поверхности называются оптимальными.

Задний угол обеспечивает уменьшение трения задней поверхности режущего инструмента об обработанную поверхность. Поэтому с увеличением этого угла до определенных пределов условия резания улучшаются. Однако увеличение заднего угла приводит к ухудшению теплоотвода и интенсификации изнашивания. Чем больше передний угол, тем легче протекает процесс резания, т. е. тем меньше силы и температура резания, деформация срезаемого слоя, и, следовательно, выше период стойкости режущего инструмента. Однако следует учитывать, что с увеличением переднего угла ухудшается отвод теплоты.

При постоянных значениях подачи и глубины резания изменение главного угла в плане приводит к изменению ширины и толщины срезаемого слоя. Чем меньше этот угол, тем больше ширина среза и тем лучше отвод теплоты. Однако чрезмерное его уменьшение оказывается вредным, т. к. при этом наблюдается резкое возрастание радиальной силы резания и увеличение вибраций. Главный угол в плане влияет также на шероховатость обработанной поверхности, поэтому при чистовой обработке рекомендуется использовать меньшие значения рассматриваемого угла.

Выбор вспомогательного угла в плане преследует цель уменьшения трения вспомогательной задней поверхности инструмента об обработанную поверхность. Однако чем больше этот угол, тем выше остаточные гребешки на обработанной поверхности. Кроме того, хуже отводится теплота.

При выборе угла наклона главной режущей кромки необходимо учитывать следующее: чем он больше (положительный), тем лучше отвод теплоты, тем прочнее инструмент, но затруднена работа резания. Этот угол также влияет на направление схода стружки и ее форму.