1. Значение твердых сплавов для развития техники резания

Основными факторами в развитии технологии про­изводства являлись точность, скорость и производитель­ность. В то время как точность повышалась в результате совершенствования станков и введения более чувстви­тельных методов измерения, скорость и производитель­ность лимитировались режущими материалами. В на­чальный период развития техники резания скорость реза­ния составляла несколько метров в минуту, так как рез­цы из углеродистой стали не допускали более высоких скоростей. Лишь разработка и внедрение легированной инструментальной стали и затем (примерно 1900 г.) быс­трорежущей стали позволили повысить скорость резания до 20—40 м/мин. Решающим шагом в современной обра­батывающей промышленности явилась разработка ме – таллокерамических материалов карбид — вспомогатель­ный металл, предшественниками которых были литые стеллиты Хайнеса. Благодаря внедрению металлокера – мических твердых сплавов WC— Со (Шрётер, 1926 г.) и затем сплавов WC-TiC — Со и WC — TiC—TaC—Со (1931 —1937 гг.) скорость резания при обработке чугуна, стали и других металлических и неметаллических мате­риалов значительно превысила 100 м/мин, а при обработ­ке легких металлов — даже 1000 м/мин.

На рис. 65 приведена диаграмма, построенная по данным Лауссмана 1 и показывающая на примере точе­ния стальной детали, как сильно менялось машинное вре­мя в процессе развития режущих материалов. Вре­мя обработки деталей снизилось примерно в десять раз

По сра&ненйю с быстрорежущей сталью. Применение ре­жущей керамики (окисной и карбидной) позволило достичь еще более высоких скоростей развития (см. гла­ву «Режущая керамика»). Поскольку разработка и внед­рение режущей керамики находятся пока еще в процессе становления [1], здесь рассматриваются только классиче­ские твердые сплавы.

1890г 1900г ‘913 г 1930г. ‘950г

Рис. 65. Возрастание скорости резания или снижение машинного времени в процессе развития режущих ма­териалов. Сталь SM1 ов =90—IOO кГ/мм2, диаметр де­тали 318 мм, длина 660 мм. Условия резания: а = 5 мм: S = I,I мм/об, х =45°:

Л — углеродистая сталь; Б — легированная инструментальная сталь; В — быстрорежущая сталь; Г — твердые сплавы

Разработка твердых сплавов сопровождалась, естест­венно, многочисленными исследованиями резания этими новыми режущими материалами. Выделяются исследо­вательские работы Высших технических училищ в гг. Аахене и Мюнхене. Шалльброх разработал первые рекомендации для точения твердосплавными резцами, причем критерием стойкости являлась ширина площадки износа — величина, введенная в 1936 г. Валлихсом и Хун – гером.

Развитие твердосплавных инструментов оказало боль­шое влияние на станкостроение. Мощность современных станков, обусловленная повышением скоростей резания, достигла 100 кет и более. Потребовалась свободная от вибраций, более сильная и жесткая конструкция станков. Кроме того, необходимо было создать специальные стан­ки для заточки твердосплавных инструментов.

Лишь одновременное развитие режущих материалов и обрабатывающих станков позволило полностью исполь­зовать высокопроизводительные твердые сплавы и обус­ловило небывалый подъем производственной мощности, повышение качества и снижение стоимости продукции во второй четверти двадцатого столетия [2].