Борьба за скорость

В технике больших скоростей мы часто встречаемся с этим. То, что незаметно было на малых скоростях, заявляет о себе полным голосом с увеличением скорости: теплота, с которой раньше можно было не считаться; точность обработки и сборки, которая вполне устраивала нас; износ и трение, с которыми боролись испытанными способами.

И в борьбе за скорость резания пришлось столкнуться с новым врагом — с колебаниями.

Борткевич довел скорость до 150 метров в минуту, и станок задрожал, как автомобиль, попавший с асфальта на булыжник. Суппорт с резцедержателем — эта «рука», держащая резец, трясся так, что даже твердый сплав на резце ломался от частых ударов. Работать становилось невозможно.

Как справиться с такой тряской? Сначала надо найти причину. Причина скрывалась в патроне, в котором укрепляется деталь. Он был неуравновешен.

С ростом скорости даже ничтожные отклонения оси вращения от центра детали или лишние граммы металла, у которых нет пары, противовеса по другую сторону оси, могут вызвать серьезные неприятности. Появляются дополнительные центробежные силы, которые тем больше, чем больше скорость. Дополнительные силы — это увеличение нагрузки на опоры подшипника. Это — тряска, колебания. Граммы и миллиметры отклонений дадут в результате тысячи килограммов дополнительных нагрузок.

И тогда может разлететься на куски диск турбины, маховое колесо паровой машины, вал мотора. Их уравновешивают поэтому заранее.

Так и здесь: когда патрон уравновесили, тряска прекратилась, и скорость резания увеличилась на 20 процентов.

Но большего добиться не удавалось, хотя станок мог еще значительно прибавить обороты.

Присмотревшись к тому, что происходит, Борткевич заметил, что на этот раз мешает стружка. Из-за нее крошился резец, как будто он был не из твердого, а из очень хрупкого сплава.

Еще раньше опыты по скоростному резанию привели к выводу, что на больших скоростях надо отказаться от привычной формы резца. Врезаясь под острым углом в металл, резец скалывает стружку, которая давит, упирается в тело резца недалеко от режущей кромки. Это давление возрастает со скоростью резания, и в резце образуется углубление, лунка. Растет скорость — и ямка на резце неумолимо ползет к краю, пока не разрушит резец. Выход был в том, чтобы изменить форму резцов — резать не под острым, а под тупым углом, и этим самым отдалить вредную лунку.

Применив такой способ, Борткевич смог еще выше поднять скорость резания. Он ввел и другие технические новшества, смело искал — и нашел новые пути решения задачи. С неслыханной скоростью стал он резать металл.

Стружка накаляется докрасна. Но резание идет так быстро, что сама деталь остается холодной. Лишь тонкий поверхностный слой нагревается и становится мягким. Стойкий резец из твердого сплава легко снимает стружку.

Так добиваются победы в борьбе за покорение металла.

Теперь большинство станков переведено на скоростное резание. Наши заводы выпускают новые станки, которые позволяют обрабатывать металл со скоростью 1 000 и более метров в минуту — со скоростью курьерского поезда.

Не только на новых станках, предназначенных для скоростной обработки, но и на старых, можно добиться высоких скоростей резания. Так, например, съемная головка к токарному станку, сконструированная советскими инженерами, дает возможность довести обороты шпинделя до 2 000 в минуту. Увеличивается мощность станков, их быстроходность. Ведется борьба с тряской станка, его делают более прочным, «жестким».

Создаются новые формы резцов.

Станок и инструмент токаря-скоростника.

Резец «КБЕК», разработанный в Московском авиационном институте имени Серго Орджоникидзе профессором Кривоуховым, инженерами Бруштейном, Егоровым и Козловым, режет на больших скоростях самую прочную сталь: высоколегированную, закаленную, жаропрочную, нержавеющую. Из этих марок стали изготовляют части многих быстроходных машин.

Конструкция резца «КБЕК» такова, что даже при очень большом нагреве срезаемого слоя металла резец не перегревается и не выходит из строя. Получается ровная, очень чистая поверхность.

Стахановец-строгальщик Московского автозавода имени Сталина Ю. Никифоров сконструировал строгальный резец такой формы, что он легко и плавно входит в металл, снимая сразу столько стружки, сколько обычный резец за три прохода. В 10 раз быстрее обрабатывает он металл.

Совершенствуются способы заточки резцов.

Заточить резец из твердого сплава — дело не простое. Твердый сплав плохо отводит тепло, значит, при заточке может перегреться. И инженеры призывают на помощь электричество.

Электричество снимает слой металла с резца, не перегревая его.

Резец и точильный круг включают в электрическую цепь. Круг быстро вращается. Резец, прижимаясь к нему, замыкает цепь, и ток оплавляет поверхность резца так быстро, что тепло не проникает в глубь него. А диск разбрызгивает оплавленный металл и легко зачищает резец.