ВВЕДЕНИЕ

Обработка резанием является и на многие годы останется основным технологическим приемом изготовления точных деталей машин и механизмов. В общем, объеме изготовления деталей машин и механизмов трудоемкость обработки резанием значительно превышает трудоемкость литейных, ковочных и штамповочных процессов, вместе взятых. Обработка резанием имеет достаточно высокую производительность и отличается исключительной точностью. Нужно также учитывать универсальность и гибкость обработки резанием, что также обеспечивает ее преимущество перед другими методами механической обработки.

Основоположником научного резания металлов является русский ученый И.А. Тиме, который в 1868 – 1869 гг. провел обширные и тщательно поставленные опыты по строганию различных материалов, описанные им в книге «Сопротивление металлов и дерева резанию», вышедшей в 1870 г. В своих опытах И.А. Тиме детально исследовал все важнейшие вопросы стружкообразования при обработке пластичных и хрупких материалов [1], [2]. Им впервые был описан механизм образования стружки и составлена классификация типов стружек, общепринятая и в настоящее время.

В конце ХIХ в. в области резания металлов начинает работать американский исследователь Ф. Тейлор. Формулы Ф. Тейлора для расчета скорости резания, предназначены для решения частных практических задач, представляют собой только статистическое описание эмпирически накопленной информации, и не затрагивают физической сущности процесса резания.

В 1914 г. появляются выдающиеся исследования Я.Г. Усачева в области стружкообразования и тепловых явлений. Я.Г. Усачевым впервые использован металлографический метод для изучения процесса стружкообразования. Металлографический анализ корней стружек позволил ему выявить ряд новых, до этого неизвестных факторов. В 1925 г. вышла в свет работа А.Н. Челюскина о силах резания при точении, которая по ясности и строгости изложения не имела себе равных.

В годы первых пятилеток была создана Комиссия  по резанию металлов под председательством Е.П. Надеинской. Под началом Комиссии в качестве руководителей отдельных разработок участвовали ведущие специалисты в области обработки металлов резанием, такие как Г.И. Грановский, П.П. Грудов, М.И. Ларин, А.М. Розенберг, Е.К. Зверев, С.С. Рудник, А.М. Даниелян, Н.И. Резников и др. В течении пяти лет по единой методике экспериментальных исследований силовых и стойкостных зависимостей было проведено около 250 капитальных исследовательских работ. Это позволило разработать совершенные нормативы и руководящие материалы по расчету режимов резания для всех основных видов металлообработки.

Металлорежущие инструменты являются одним из важнейших орудий производства. Они используются для обработки резанием различных деталей на металлорежущих станках. Режущие инструменты, как орудия производства, появились на ранней стадии развития человечества, но бурное развитие получили во второй половине ХIХ века при появлении металлорежущих станков, переходе от ручной индустрии к машинной. В это время появляются такие инструменты, как спиральные сверла, зенкеры, развертки, фрезы. В конце ХIХ века были изобретены наиболее сложные из них, например червячные фрезы и др. Начало ХХ века характеризуется появлением протяжек, которые находят широкое применение в массовом производстве как высокопроизводительный инструмент.

До начала ХХ века основным инструментальным материалом была углеродистая инструментальная сталь. Инструменты из этой стали работали с низкими скоростями резания 5 – 10 м/мин. Развитие инструментальных материалов в начале ХХ века привело к появлению быстрорежущей стали, позволившей повысить скорость резания до 30 – 40 м/мин, что в свою очередь не могло не отразиться на конструкции металлорежущих станков. Станки стали более жесткие, а значит более массивные. Групповой трансмиссионный привод был заменен на индивидуальный. Станки с индивидуальным электроприводом стали обеспечивать частоту вращения шпинделя до 600 об/мин.

Дальнейший прогресс в машиностроении связан с появлением твердых сплавов. В 1956 году на заводе «Красный пролетарий» был запущен в серию токарный станок 1К62 с чистотой оборотов шпинделя от 12,5 до 2000 об/мин, применяющийся в производстве и в настоящее время.

Металлорежущий инструмент не только влияет на конструкцию станков и технологию изготовления изделий, но и в большой степени воздействует на конструктивные формы деталей машин. Так появление и широкое распространение в машиностроении шлицевых соединений стало возможным благодаря изобретению протяжек.

В настоящее время усложнение конструкций машин, повышение их точности и качества приводит к тому, что, несмотря на бурное развитие других методов обработки металлов, доля обработки резанием в машиностроении существенно не изменяется, а объем значительно возрастает, поэтому в обозримом будущем резание остается наиболее распространенным видом обработки.