10.3 Режущий инструмент

Характеристика используемого режущего инструмента и оборудования

Обработку металлов резанием производят на металлорежущих станках при помощи режущего инструмента, который подразделяется на две группы: однолезвийный (например, резцы) и многолезвийный с двумя и более режущими кромками (сверла, зенкеры, развертки и др.).

Инструменты, изготовленные из абразивных материалов (например, шлифовальные круги), обеспечивают высокую точность обработки и относятся к многолезвийным, т.е. имеющим множество острых режущих кромок.

Производительность режущего инструмента в основном зависит от материала, из которого он изготовлен, способности продолжительное время сохранять режущие свойства. Следовательно, инструментальные материалы должны иметь такие свойства, как красностойкость, теплопроводность, износостойкость, высокое сопротивление изгибу и удару, а также твердость. Для изготовления резцов и других режущих инструментов применяются углеродистые инструментальные стали, легированные инструментальные стали, быстрорежущие стали, металлокерамические твердые сплавы, а также естественные и синтетические алмазы, кубический нитрид бора, эльбор и др. Последние характеризуются высоким модулем упругости, теплопроводностью (в 2,5 – 9 раз большей, чем у твердых сплавов).

Область применения алмазного инструмента весьма обширна: шлифование, заточка и доводка твердосплавных режущих инструментов и штампов; правка шлифовальных кругов алмазно-металлическими карандашами и алмазами в оправке; разрезание высокопрочных материалов алмазными дисками и пилами и др.

Толщина срезаемого слоя и качество обработанной поверхности при использовании абразивного инструмента зависят, в частности, от зернистости материала инструмента, т.е. степени измельчения его зерен, а также физико-механических свойств как самих зерен, так и цементирующей связки.

В СНГ абразивные инструменты изготовляют с электрокорундовыми зернами, с белым электрокорундом, с карбидом кремния, а также с синтетическими алмазными зернами (СА) и кубическим нитридом бора (КНБ).

В качестве цементирующих веществ при изготовлении абразивных инструментов применяются неорганическая (керамическая, силикатная, магнезиальная), органическая (бакелитовая, глифталевая, вулканитовая) и различные металлические связки. Алмазный абразивный круг – это металлический (часто алюминиевый) или пластмассовый корпус с нанесенным алмазным слоем толщиной 1,5 – 3 мм с металлической или бакелитовой связкой и содержанием алмазных зерен обычно 50 % (реже 25 и 100 %).

Надежность режущего инструмента определяется его стойкостью, т.е. способностью сохранять режущую кромку достаточно острой в течение определенного времени работы.

Важнейшим фактором, обусловливающим снижение себестоимости изготовления деталей, является повышение производительности металлорежущего оборудовании, т.е. обеспечение минимального машинного времени (Тк, мин) при обработке деталей.

Совершенствование режущего инструмента достигается как за счет использования новых материалов (твердых сплавов, металло-керамических) и обеспечения оптимальных его форм, так и создания комбинированного инструмента и инструмента для ступенчатой обработки. Режущие инструменты из быстрорежущей стали работают при скоростях резания в 2 – 4 раза больших, чем инструменты из углеродистой стали. При оснащении инструментов пластинками из твердых сплавов скорость резания может быть увеличена еще в 3 – 5 раз. Износостойкость минералокерамического инструмента в 2 – 3 раза больше, чем инструмента из твердых сплавов.