Основными направлениями экономического и социального развития страны на 1986-1990 годы и до 2000 года отмечается особая роль машиностроения как базы развития всего народного хозяйства Развитие же машиностроения должно осуществляться преимущественно интенсивным путем, т. е. за счет комплексной автоматизации и механизации, использования прогрессивной технологии, без увеличения (а зачастую и с сокращением) числа рабочих мест. В целях постоянного ускорения обновления продукции машиностроения при высоких темпах роста производительности труда и снижении затрат производства предус]у1атривается развивать его в основном за счет использования станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, гибких производственных модулей и систем, автоматических линий на их основе

Это оборудование в комплексе с автоматическими системами организации работы и управления им на базе ЭВМ и микропроцессорной техники является очень сложным и дорогостоящим. В связи с этим необходимым условием его эффективного использования является высокая надежность всех его элементов, длительный непрерываемый режим работы при достаточно высоких режимах резания с учетом возможности автоматической замены износившегося инструмента. Одним из главных элементов любого машиностроительного производства вообще, а автоматизированного в особенности, является инструментальная оснастка, обеспечивающая надежность функционирования каждого отдельного станка и производственной системы в целом, качество продукции, производительность, также через эти параметры существенным образом влияющая на затраты производства.

Роль инструментальной оснастки в условиях высокоавтоматизированного гибкого производства возросла так, что способна определять конструкцию и схему построения отдельных станков и систем (инструментальные магазины, их запасные комплекты, манипуляторы для замены инструментов, автоматические инструментальные склады и транспортеры, системы компенсации износа инструментов и т. д.). В последние годы конструкции инструментов претерпели принципиальные изменения.

Основные отличительные особенности конструкций современ-ных инструментов можно свести к следующим направлениям.

Использование в качестве режущих элементов механически закрепляемых многогранных неперетачиваемых пластин {МНП) резличных режущих материалов (твердых сплавов, режущей керамики, синтетических сверхтвердых материалов) радикально изменило саму организацию механообрабатывающего производства. Оно гарантировало неизменность и оптимальность геометрических параметров инструментов, а также их точность, создало возможности для стружколомания в широкой области режимов резания, ликвидировало операцию переточки, сократило время на смену затупившегося инструмента, примерно на 30 % сократило машинное время обработки, а также обеспечило многократную экономию твердых сплавов и возврат их для регенерации и дальнейшего использования. Можно сказать, что степень использования МНП характеризует технический уровень механообработки. Такие виды инструментов, как резцы и фрезы, почти полностью оснащены МНП. Они также применяются для сверл, зенкеров, разверток.

Применение малоразмерных твердосплавных инструментов (диаметром 0,2-20 мм) в монолитном исполнении позволило распространить твердые сплавы практически на всем диапазоне размеров, а также использовать их для резьбообразующих, мелко-шдульных зуборезных и других инструментов, ранее традиционно изготовлявшихся из быстрорежущих инструментальных сталей. Применение монолитного твердосплавного инструмента во много раз повышает производительность и стойкость инструментов (особенно при обработке многослойных, композиционных и неметаллических материалов).

Использование при изготовлении инструментов новых инстри-ментальных материалов, а именно: синтетических сверхтвердых материалов (СТМ) на основе углерода и нитрида бора (типа искусственных алмазов, эльбора, гексанита и т. д.), а также режущей керамики (РК) оказывает огромное влияние на все стороны механообработки: точность, производительность, затраты производства, условия труда. Благодаря своей исключительно высокой стойкости и способности обрабатывать материалы практически любой твердости, эти материалы особенно соответствуют условиям автоматического производства. Во многих случаях лезвийные инструменты из СТМ используются вместо шлифовальных, обеспечивая большую точность обработки и меньшую шероховатость поверхности. Таким образом, применение инструментов, оснащенных СТМ, изменяет основу технологии механообработки --технологический маршрут и порядок назначения режима обработки (V S t вместо t S v).

Применение одно- и многослойных износостойких покрытий, наносимых на твердые сплавы и быстрорежущие инструментальные стали, по эффективности использования можно отнести к новым инструментальным материалам. Эти очень тонкие слои (2- 12 мкм) карбидов, нитридов, оксидов титана, тантала, ниобия,

циркония и других элементов, полученные на режущих поверхностях инструментов различными способами (осаждением из газовой фазы, конденсацией с ионной бомбардировкой и т. д.), повышают стойкость инструментов в 2-10 и более раз, имея минр}-мальный размерный износ. Это как нельзя более отвечает условиям автоматизированного производства и высокой точности обработки размерным инструментом.

Использование подвода СОЖ под высоким давлением непосредственно в зону резания и использование СОЖ для обратной транспортировки стружки позволяет повысить эффективность механообработки (особенно внутренних поверхностей). Этот метод требует применения специально сконструированного инструмента, а также специальных станков или дополнительного оснащения обычных станков на операциях сверления, зенкерования, развертывания, резьбонарезания и др.

Повышение точности исполнительных размеров формы и взаимного расположения как рабочих, так и крепео/сных поверхностей и режущих элементов является общей тенденцией для инструментального производства. Так, значения взаимного биения режущих лезвий многолезвийных инструментов уменьшаются от 40-60 мкм до 5-10 мкм, а точность исполнения базирующих конусов хвостовиков определяется классами АТ4-АТ5 вместо АТ7-АТ8. Особенно точно выполняются МНП: отклонение их кромок от идеального многогранника не превышает 1 мкм, что обеспечивает сохранение точного положения режущего лезвия при замене режущих граней или самого инструмента.

Конструктивное исполнение присоединительных мест инструментов с расширением использования и развитием обрабатывающих центров стало таким, что обеспечивает возможность их хранения в постоянных или сменных магазинах, транспортировку из магазина в шпиндель станка манипулятором и автоматическое (с высокой точностью) закрепление в шпинделе. Эта особенность работы инструментов потребовала введения ряда конструктивных дополнений и существенного повышения точности.

Разработка различных модульных систем инструментов, представляющих органическое сочетание групп режущих и вспомогательных инструментов, позволяет повысить универсальность инструментов автоматического производства, по возможности сокра-т ить число элементов в наборе и охватить как можно более широкий круг технологических задач, а также сократить массу заменяемых частей инструментов.

Значительно изменилась и технология изготовления самих инструментов в связи с появлением новых технологических процессов, а также конструктивными изменениями самих инструментов. Наиболее общими технологическими особенностями являются следующие:

1) широкое использование методов пластических деформаций при получении заготовок инструментов (горячая экструзия, про-