В современной промышленности используют различные инструменты и машины, которые придают необходимую форму и размеры деталям. Функциональность режущего инструмента также существенно влияет на экономическую эффективность производства.
Технологические и эксплуатационные характеристики определяются структурой режущего инструмента (являются ли они твердыми или сборными). Независимо от структуры, она должна отвечать ряду требований, в том числе надежность в эксплуатации, прочность, универсальность в плане оборудования и операций, возможность максимального использования мощности машины; повторное использование лезвия и других структурных элементов; возможность обеспечить оптимальные геометрические параметры лезвия, регулируемый размер рабочей части и другие.
Материалы и конструкции
Режущий инструмент обычно работает на гораздо более жестких условиях по сравнению с условиями работы других элементов. На их контактные поверхности действуют сильные прямые и касательные силы напряжения, а также сравнительно высокая температура, которая может достигать 1000 градусов по Цельсию. В таких условиях идет интенсивное трение, адгезия и диффузионные процессы. Такие инструменты требуют ряд условий, используемых при их производстве. Экономические требования для материалов, связаны в первую очередь с минимизацией затрат на единицу инструмента. Высокая твердость клинка определяет степень износа инструмента, жесткость и прочность, хорошие тепловые характеристики - термостойкость, теплопроводность, коэффициент теплового расширения, химическую инертность.
Среди широко используемых материалов для режущих инструментов представлены различные типы инструментальных сталей - углеродистых, легированных. Углеродистая и легированная сталь используется в основном в Европе. Для изготовления станков также используются твердые сплавы металла, керамика, алмазы и кубический нитрид бора.
Монолитные режущие инструменты делают целиком из инструментальной стали. Они разрабатываются с целью надлежащей прочности, стабильности и устойчивости к вибрации, вращению (чтобы минимизировать центробежные силы). Монолитные режущие инструменты характеризуются наибольшей стабильностью, отсутствием внутренней напряженности. Сборные инструменты имеют внутреннее напряжение в результате соединения материалов. Кроме того, по сравнению с монолитными, они имеют меньшую прочность и надежность. Сборные инструменты состоят из отдельных элементов связанных механическим креплением и подлежат повторной сборке и разборке. Среди их основных преимуществ - возможность замены сломанных зубов, регулируемый размер, упрощенная термическая обработка, максимальная производительность.
Наиболее часто используемые инструменты в тяжелой промышленности - ножи, сверла и фрезы. Часто используются конструкции держателей со сменными картриджами, в которые могут быть встроены пластины различных форм и размеров. Они способны менять размер в одном или двух направлениях.
Отдельный класс станков - металлорежущие:
• Сверлильные станки
• Токарные металлорежущие станки
• Шлифовальные станки
• Фрезерные металлорежущие станки
• Многопозиционные автоматические станки
К универсальным металлорежущим станкам относят установки гидроабразивной резки с ЧПУ и станки термической резки с ЧПУ. К специальным станкам – ленточнопильные станки, гильотины и станки поперечной и продольной резки.
Токарное металлорежущее оборудование бывает промышленным, напольным и настольным. Современный токарный станок по металлу может быть карусельным, одношпиндельным и многошпиндельным, револьверным, винторезным, отрезным, полировальным.
Наиболее популярны винторезные станки для цветных и черных металлов. Они многофункциональны, могут шлифовать поверхности и выполнять резьбу.
