Инструментальная промышленность

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ  ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Инструментальная промышленность, отрасль машиностроения, выпускающая инструмент — режущий, мерительный, слесарно-монтажный, зажимной, напильники и технологическую оснастку (приспособления, штампы, пресс-формы и т. п.). 

 Дореволюционная Россия не имела специализированной И. п. Инструмент для станочных работ частично изготовляли созданные в 19 — начале 20 вв. инструментальные цехи крупных машиностроительных заводов (Тульского, Путиловского, Коломенского и др.). Режущий и мерительный инструмент в значительном объёме импортировался из Великобритании, Франции, Швеции, Германии и др. стран. В годы 1-й мировой войны 1914—18 импорт инструмента сократился, что вызвало необходимость расширять действующие и создавать новые инструментальные цехи, в первую очередь на оборонных заводах. В 1916 был создан первый специализированный инструментальный завод по производству напильников в г. Миассе. 

 После Великой  Октябрьской социалистической революции  в стране было организовано  массовое производство инструмента. На базе Сестрорецкого завода им. С. П. Воскова (основан в 1721) создано производство режущего и мерительного инструмента. В 1919 основан Московский инструментальный завод (МИЗ). В годы 1-й пятилетки (1929—32) в Москве построены 2 крупнейших инструмент, завода: «Фрезер» — по производству режущего инструмента и «Калибр» — мерительного инструмента. Наряду со специализированной И. п. созданы крупные инструментальные цехи на предприятиях машиностроения и металлообработки: Горьковском и Московском автозаводах, Челябинском, Волгоградском и Харьковском тракторных заводах и др. предприятиях. 

 В  период 2-й и 3-й пятилеток были  расширены мощности действующих  заводов. В 1940 выпуск инструмента по сравнению с 1932 увеличился в 7 раз, производительность труда в И. п. возросла почти в 4 раза. 

 Великая  Отечественная война 1941—45 внесла  коренные изменения в географическое  размещение предприятий И. п.  В результате перебазирования  на Восток части оборудования  заводов «Фрезер», «Калибр», МИЗ,  Сестрорецкого и др. были созданы Оренбургский, Томский, Новосибирский, Ташкентский, Свердловский, Челябинский, Кировский инструментальные заводы. За годы войны И. п. значительно увеличила выпуск инструмента (в 1944 почти в 2 раза по сравнению с 1940). С 1946 осуществлялись реконструкция действующих и строительство новых инструментальных заводов, а также передача предприятий из других отраслей в И. п. и их специализация на производстве инструмента и технологической оснастки. 

 Увеличение  числа заводов позволило улучшить  их специализацию, значительно сократить дублирование производства, шире внедрять методы поточной обработки, поднять механизацию и автоматизацию производства. В 1970 в специализированной И. п. СССР работало 111 автоматических и полуавтоматических линий, объём производства металлообрабатывающего инструмента возрос по сравнению с 1932 в 209 раз, выпуск твердосплавного режущего инструмента составил 19% общего объёма производства режущего инструмента. Основную массу планируемой стандартной инструментальной продукции изготовляют крупные специализированные заводы. 

 Развитию  И. п. способствовала работа  Всесоюзного научно-исследовательского  инструментального института (1943), научно-исследовательского бюро  взаимозаменяемости (1935), создавших  новые конструкции режущих инструментов, контрольно-измерительных автоматов, зубоизмерительных и др. приборов. В 1930 в Москве создан Станкоинструментальный институт («Станкин»), готовящий кадры инженеров-инструментальщиков.

 В зарубежных  социалистических странах до  установления в них народно-демократического строя инструмент производился только в ГДР, Чехословакии и Польше; остальные страны инструмент ввозили. Ныне в социалистических странах созданы специализированные инструментальные заводы и инструментальные цехи на машиностроительных заводах. 

 Среди капиталистических  стран наиболее развитую И.  п. имеют США, Великобритания, ФРГ и Японии

Металлорежущий  инструмент

       Металлорежущий инструмент является одним из важнейших орудий производства. Он используется при обработке резанием всевозможных деталей на металлорежущих станках. При этом срезается часть материала заготовки в виде стружки до получения требуемой поверхности детали.

    В настоящее время в машиностроении используется большое количество разнообразных режущих инструментов. Например, широко применяются токарные резцы, имеющие одну режущую часть и такие сложные инструменты, как протяжки, имеющие несколько десятков режущих зубьев. 

    Металлорежущие  инструменты предназначены для изготовления различных деталей. При этом режущие кромки инструмента внедряются непрерывно или последовательно в материал заготовки, срезая его в виде стружки.Поэтому при обработке резанием форма детали будет предопределяться формой и размерами режущих кромок, которыми инструмент срезает материал заготовки, а также движениями его относительно заготовки.

    Металлорежущие  инструменты для токарной  обработки 
 

    1 Режущий инструмент для проточки деталей (резцы)

    Одним из наиболее простых и распространенных металлорежущих инструментов является резец. Резцы применяются на токарных, револьверных, строгальных и других станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяются резцы различных типов.

 Для обточки наружных поверхностей вращения, т. е. цилиндрических валиков, конических поверхностей большой длины и им подобных деталей, применяют проходные резцы.

    Проходные резцы бывают прямые и отогнутые. Отогнутые резцы получили широкое применение из-за их универсальности, большей жесткости, возможности вести обработку в менее доступных местах.

    Отогнутыми  резцами можно работать при продольной и поперечной подачах и вести обточку поверху, подрезку  торцов, снятие фасок.

Проходные резцы могут быть черновые и чистовые. Чистовые Токарные резцы                                                                                                     резцы имеют больший радиус закругления, что обеспечивает получение более чистой обработанной поверхности. Если необходимо получить особенно чистую и гладкую поверхность, применяют широкие лопаточные резцы.  Эти резцы работают с большой подачей.

    Проходные упорные резцы имеют угол в  плане φ = 90° и применяются при обточке ступенчатых валиков и подрезке буртиков, а также при точении  нежестких деталей.

    Подрезные резцы предназначаются для обточки  плоскостей, перпендикулярных оси вращения, подрезки торцов на проход Эти резцы работают с поперечной подачей.

        Расточные резцы служат для обработки отверстий. Они работают в менее благоприятных условиях, чем проходные резцы для наружной обточки. Расточные резцы должны иметь меньшие поперечные размеры, чем обрабатываемое отверстие. Они получаются длинными. Вылет резца должен быть больше длины растачиваемого отверстия. В силу малой жесткости расточные резцы склонны к вибрациям, что не дает возможности снимать стружку большого сечения.

    Гладкие сквозные отверстия растачивают  проходными резцами; ступенчатые и  глухие — упорными расточными резцами

    Отрезные  резцы служат для отрезания материала от прутков сравнительно небольшого диаметра. Они выполняются с оттянутой головкой, т. е. ширина головки выполняется меньше ширины тела резца. Длина оттянутой головки выбирается из расчета свободной отрезки заготовки. Отрезные резцы работают в весьма тяжелых условиях, так как их рабочая часть имеет малую жесткость, а отвод стружки из зоны резания затруднен. Головка резца имеет относительно малую толщину. Чтобы не ослаблять в значительной степени головку, для отрезных резцов приходится принимать небольшие значения углов в плане φ_г и задних углов α_г на вспомогательных боковых режущих кромках. Это приводит к возрастанию трения, особенно при неточной установке резца или его некачественной заточке. Поэтому при работе отрезными резцами, оснащенными твердым сплавом, часто происходят выкрашивания и сколы режущей части, а также отрывы пластинки от державки резца.  Для  повышения  прочности  соединения пластинки с державкой целесообразно пластинку, снабженную скосами, напаивать в угловой паз державки , что соответственно увеличивает площадь прилегания ее к державке. Кроме того, боковые  стенки паза препятствуют смешению пластинки под действием

    Наиболее  распространенная конструкция резца состоит из державки с припаянной призматической пластинкой твердого сплава.

    Для повышения производительности труда  при точении применяют резцы, оснащенные   пластинками   с   круговой режущей кромкой. Пластинки периодически  могут

К числу перспективных режущих инструментов относятся алмазные резцы, имеющие высокую стойкость и обеспечивающие высокое качество обработки.

    Алмазные  резцы применяются для декоративного точения деталей, вместо их полирования, с целью получения высокой чистоты и блеска внешних поверхностей, а также для тонкого точения и растачивания цилиндрических и конических поверхностей. Алмазное точение позволяет получить 1-й и 2-ой классы точности при чистоте 3 обработанной поверхности в пределах 9—10 класса.

    Высокая чистота обработанной поверхности обеспечивается острой режущей кромкой алмазного резца, у которой радиус округления ρ

менее 1 мкм, а шероховатость находится в пределах 12— 13 класса чистоты.

           Существуют еще фасонные резцы. Фасонным называют резец, режущие кромки которого имеют форму, определяющуюся формой профиля детали. Фасонные резцы обеспечивают высокую производительность, однородность формы профиля и точность размеров обрабатываемых деталей и применяются в крупносерийном и массовом производстве. 
 
 

                              2. Инструменты для обработки отверстий

2.1 Сверла

    Сверло  представляет собой режущий инструмент для обработки отверстий в  сплошном материале, либо для рассверливания отверстий при двух одновременно происходящих движениях: вращении сверла вокруг его оси и поступательном движении подачи вдоль оси инструмента.

    В промышленности применяются следующие основные типы сверл: спиральные, перовые, пушечные, ружейные, для кольцевого сверления, центровочные, специальные. Сверла изготовляются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р9К5 и др.

    Спиральное  сверло является основным типом сверл, наиболее широко распространенным в промышленности. Оно используется при сверлении и рассверливании отверстий диаметром до 80 мм и обеспечивает обработку отверстий по 4—5-му классам точности и с чистотой поверхности 2—3-го классов. Спиральные сверла состоят из следующих основных частей: режущей, направляющей или калибрующей, хвостовика и соединительной. Режущая и направляющая части в совокупности составляют рабочую часть сверла, снабженную двумя винтовыми канавками.

    Режущая часть спирального сверла состоит  из двух зубьев, которые в процессе сверления  своими  режущими кромками врезаются в материал заготовки и срезают его в виде стружки. Это основная часть сверла. Условия работы сверла определяются главным образом конструкцией режущей части сверла.

    Направляющая  часть сверла необходима для создания направления при работе инструмента. Поэтому она имеет две направляющие винтовые ленточки, которые при сверлении соприкасаются с рабочей поверхностью направляющей втулки и со стенками обработанного отверстия. Направляющая часть имеет вспомогательные режущие кромки — кромки ленточки, которые участвуют в оформлении (калибровании) поверхности обработанного отверстия. Кроме этого направляющая часть сверла служит запасом для переточек инструмента. Она обеспечивает также удаление стружки из зоны резания.

    Хвостовик служит для закрепления сверла на станке. Он с помощью цилиндрической шейки соединяется с рабочей частью сверла. Наиболее часто рабочая часть сверла изготовляется из быстрорежущей стали, а хвостовик из стали 45. Рабочая часть и хвостовик соединяются сваркой. В промышленности используются также твердосплавные сверла. Режущая часть этих сверл оснащается пластинками твердого сплава либо твердосплавными коронками. У твердосплавных сверл малого диаметр полностью вся рабочая часть может изготовляться из твердого сплава.