ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Металлорежущий инструмент оказывает значительное влияние на формирование затрат при изготовлении продукции машиностроения и металлообработки, поэтому конструкция инструмента должна учитывать основные особенности конкретной операции технологического процесса. В ряде отраслей промышленности (авиационной, нефтехимической, специального машиностроения и др.) широко используются детали, изготовляемые из листовых заготовок. Вырезание детали из листовой заготовки и обработка их по контуру являются основными. Основным инструментом при их выполнении являются цилиндрические и концевые фрезы. Малая ширина обрабатываемой поверхности, низкая жесткость системы заготовки, часто пониженная обрабатываемость материала заготовки, трудности с отводом стружки из зоны резания, шум и вибрации в зоне резания и т.п. могут предопределять относительно низкую производительность операции и стойкость инструмента и, следовательно, повышенные затраты на операцию.

Для обработки заготовок по контуру, на основе согласования характера динамического возмущения при фрезеровании с параметрами технологической системы, разработан способ фрезерования (патент 1833252) и конструкция фрезы, которые позволили вести обработку высокопрочной стали (2000 МПа) с подачей до 300 мм/мин и стойкостью инструмента 100-150 мин.

Для раскроя листовых заготовок из алюминиевых сплавов разработана конструкция концевой фрезы (А.С. 1726165), обеспечивающая разрезание листов до 30 мм за один проход. При этом исключались пакетирование стружки в стружечной канавке и, как следствие, поломки инструмента, что особенно ценно для условий операции на станках с программным управлением.

Значительные сложности операций фрезерования обуславливают возникающие вибрации. Процесс фрезерования вследствие периодичности работы зубьев и переменности сечения срезаемого слоя потенциально неустойчив в своей основе. Разработанные на кафедре методики назначения характера и величины разношагости зубьев фрез обусловили возможность воздействовать на источник возмущений как при вынужденных, так и при автоколебаниях системы. Данная методика нашла отражение в конструкциях концевых, цилиндрических и дисковых фрез (А.С. 1701440, патент 1833253, патент 2023548).

Разработана методика расчета и конструкции инструмента (А.С. 1135570, 1151382, 1172658), которые позволяют обрабатывать вспомогательные задние поверхности зубьев «на проход» по длине протяжки (т.е. повышается технологичность инструмента), а определенная величина подъема заднего хвостовика обеспечивает получение вспомогательных задних углов. Методика проектирования и конструкция инструмента прошли успешные испытания в условиях КМЗ, УралАЗа.

Формообразование отверстий - одна из самых распространенных операций механической обработки. При получении отверстий высокого качества достаточно широко используется инструмент одностороннего резания (сверла, развертки). Их применение часто позволяет сократить количество переходов и, следовательно, цикл получения качественного отверстия. Несмотря на то, что инструмент такого типа появился одним из первых в истории металлообработки, до сих пор вопросы его проектирования полностью не решены. Комбинированная схема формообразования отверстия таким инструментом (резание-выглаживание) требует определенного согласования в расположении режущих и выглаживающих элементов для обеспечения точности формы и размера отверстия и положения оси. Решена проблема минимизации изменения размера отверстия вследствие износа режущего лезвия. Разработанные конструкции инструмента (А.С. 1063543, 1224107, 1263441) прошли успешное внедрение в условиях обработки глубоких отверстий на автоматической линии КМЗ.

Естественно, что любое техническое предложение требует определенной адаптации к условиям конкретного производства. При сотрудничестве специалистов предприятия и университета возможно решение многих проблем, связанных с проектированием, изготовлением и эксплуатацией инструмента.