Съвременната металообработка предопределя насоките в развитието на режещите инструменти

Инструменти, материалиСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 6, 2013

Съвременните процеси на металообработка чрез рязане се характеризират с два вида механично въздействие: непрекъснато отделяне на метала (срязания слой) при равномерно относително движение на заготовката и инструмента, към което спадат операциите струговане, свредловане, занкероване, райбероване, шлифоване; прекъснато отделяне на материал при равномерно относително движение на заготовката и инструмента, когато скоростта е малка (протегляне, зъбонарязване с червячни фрези, зъбодълбане), когато скоростта на относителното движение е голяма (например фрезоване, вихрово нарязване на резби, зъбонарязване с многоножови глави, прекъсната абразивна обработка).

Съвременните металорежещи машини е необходимо да отговарят на следните условия: приближаване на скоростта на обработка към скоростта на процеса; повишаване на скоростта на рязане; намаляване на енергоемкостта на процеса.

Процесите на рязане посредством снемане на стружки спадат към първо енергийно ниво с ограничение 1.10 J/sm3 и първа скоростна зона с пределна скорост, равна на скоростта на разпределение на звука в даден материал. Най-близко до пределната скорост на процеса се явява свръхскоростното рязане, при което се достига 0,3 от пределната скорост на рязане (скоростта на звука).

Всички посочени особености на съвременната металообработка предопределят основните насоки на развитието на режещите инструменти.

Конструкцията зависи от кинематиката на процеса рязане
От конструктивна гледна точка в настоящия момент режещите инструменти зависят от кинематиката на процеса рязане в частност от възможността да се осъществяват сложни траектории на относителното работно движение, особено при високоскоростно фрезоване.

Осъществяването на различни схеми на изрязване на прибавката при едноръбови (стругарски ножове) и многоръбови (свредла, фрези, протяжки, зъбонарезни и други) инструменти позволява да се повиши значително скоростта на рязане и обема на отделяния метал, както и значително да се намали енергоемкостта на процесите за механична обработка и неблагоприятното натоварване на технологичната система.

Съвременните насоки на развитие на инструменталното производство могат да се обединят в следните направления:
Нови инструментални материали (металокерамика, минералокерамика и свръхтвърди материали). Особено бързо се развиват покритията върху режещите повърхнини на сменяемите пластини.

Разработване на нови конструкции сглобяеми инструменти на базата на различни по форма режещи пластини, в това число използване на различни по състав материали на режещите елементи на един държач, модулно изграждане на инструменти с различно предназначение и нови начини на закрепване на режещите пластини към тялото.

Разработване на специализирани режещи инструменти за масовото производство.
Създаване на конструкции комбинирани инструменти с последователно или едновременно въздействие.

Нови форми на предната повърхнина и различни стратегии за начупване на стружката
Особено внимание при съвременните обработки се обръща на проблема с начупването и транспортировката на стружката, както и на подвеждането на мазилно-охлаждащата течност (МОТ) в зоната на рязане.

Разработват се нови форми на предната повърхнина на режещите елементи, както и на различни стратегии за начупване на стружката. Все повече нетрадиционни до настоящия момент инструменти се изпълняват с възможност за принудително подвеждане на МОТ.

Анализът на световното инструментално производство показва следните насоки за развитие: намаляване на относителния дял на монолитните инструменти (с изключение на тези с малки габарити); развитие на нови инструментални материали и износоустойчиви покрития; увеличаване на относителния дял на специалните и специализирани режещи инструменти и тези с модулно изграждане, осигуряващи едросерийното и масово производства; намаляване на относителния дял на струговането за разлика от фрезовите операции; намаляване на размерния диапазон на обработваните повърхнини и гарантиране на качествените показатели на макро- и микрорелефа на обработваните повърхнини.

В заключение може да се каже, че инструментите от гледна точка на предназначението им променят своя относителен дял в контекста на технологичните процеси, както и отпадат част от използваните в миналия век инструментални материали.

доц. Евстати Лефтеров, ТУ Варна

Top