Требования к современному режущему инструменту

Дмитрий Чебыкин, главный конструктор ООО «Томский инструментальный завод»

Инструментальная отрасль задает основное направление в векторе развития всей обрабатывающей промышленности. Современное понимание процессов резания прежде всего формирует требования к инструменту и оснастке, а уже потом к технологии обработки и оборудованию.

Существуют как ключевые запросы, которые остаются неизменными во времени: надежность, безопасность и производительность, так и новые, которые формируются в борьбе за высокие темпы роста производительности обрабатывающих предприятий. Например, за последние десятилетия существенно возросло внимание к геометрической точности и жесткости.

В зависимости от вида инструмента, его типа, назначения, обрабатываемого материала, инструментального материала набор характеристик, которыми должен обладать современный инструмент, может быть самым разнообразным.

Если говорить о современных тенденциях, то стратегия сдвигается в область скоростной обработки с малой толщиной среза. Такая технология дает ряд преимуществ: высокая размерная точность обработки, малые силы резания, высокие показатели удаления слоя материала, низкая шероховатость обрабатываемых поверхностей. Для решения подобных задач необходимы: высокая твердость, теплостойкость, износостойкость и прочность инструмента.

Основной объем лезвийного инструмента для высокоскоростной обработки изготавливают из твердых и сверхтвердых материалов. Кроме того, возникает необходимость в защите инструмента от термических и термоциклических нагрузок, что может быть обеспечено физическими и механическими свойствами износостойких покрытий. Прежде всего –  это низкие коэффициенты трения, высокие показатели термобаръерности, требования к сопротивляемости покрытия от растрескивания и отслаивания. Для обеспечения высоких адгезионных свойств защитных слоев, необходимо тщательным образом обращать внимание на подготовку покрываемых поверхностей, округление режущих кромок и соблюдения технологической чистоты процесса нанесения покрытий.

Также не обходятся стороной вопросы, связанные с вибрацией. При больших скоростях резания инструмент легко входит в резонанс с колебаниями станка, что приводит к разрушению режущих кромок и к плохой чистоте поверхности. Появляются требования, связанные с уменьшением вибраций инструмента, а это, прежде всего, получение наименьшей величины биения режущих кромок и наименьшей асимметричности режущих элементов инструмента.

Не стоит забывать и об инерционных нагрузках, которые практически ничем не уступают силам резания, что приводит к дополнительному вниманию к точности балансировки инструмента и оснастки.

Такое количество требований приводит к поиску новых технологий производства, методов проектирования инструмента, разработке новых инструментальных материалов. При этом, чем выше качественные показатели инструмента, тем ниже возможность его восстановления.

Некоторые производители лезвийного инструмента уже конструктивно не закладывают возможность переточки режущих кромок. Для уменьшения стоимости таких разработок применяют модульные системы. Кроме того, для увеличения ресурса инструмента необходимо обеспечивать его стабильную работу, а это приводит к повышенным запросам к оборудованию и кинематике механической обработки.

Можно выделить два основных направления развития инструмента с точки зрения потребителя. В первом случае формируется потребность в универсальном инструменте, задача которого, в большей степени, сводится к уменьшению номенклатуры. Но применение универсального инструмента, как правило, не дает высоких показателей производительности.  Во втором случае появляется потребность в отраслевой специализации инструмента. Ключевой особенностью специализации является высокая производительность и комплексность. Каждый инструмент в этом случае является частью технологического решения в узких производственных задачах.

Подводя итоги, индивидуализация инструмента в зависимости от решений области его применения будет сохраняться со своими специфическими свойствами. С развитием технологий требования к инструменту буду всегда только расти.

 

Вернуться в раздел Новости⇒