Описанные твердые сплавы содержат в значительном количестве дефицитный вольфрам. В последнее время ведется интенсивный поиск инструментальных материалов, не содержащих вольфрама и обладающих высокими режущими свойствами. Начат промышленный выпуск безвольфрамовых твердых сплавов (БТТС) на основе карбидов и карбидонитридов титана с никель-молибденовой связкой (КНТ16, ТН20, ТН50). В Институте проблем материаловедения УССР разработан гексанит-Р, являющийся монокристальным нитридом бора, получаемым ударным сжатием с помощью взрыва. Гексанит-Р изготавливают в виде вставок к проходным, расточным, подрезным резцам и торцевым фрезам. Отличительная особенность этого материала — способность работать в условиях сильных ударных нагрузок при обработке закаленных сталей, чугунов, сплавов высокой твердости.

  В последнее время все более  широко применяются износостойкие  покрытия режущих лезвий инструментов. Хорошие результаты дает ионно-плазменное напыление карбонитридом титана с помощью установок «ПУСК» и «БУЛАТ», используемое на многих машиностроительных предприятиях.

  6. Минералокерамические материалы.  Стремление получить инструментальные материалы, обладающие возможно более высокими режущими способностями, более высокой твердостью, теплостойкостью и износостойкостью, привело к созданию совершенно новых неметаллических инструментальных материалов, получивших название минералокерамических. Основой их является оксид алюминия А1₂О₃, из порошка которого прессованием с последующим спеканием изготовляют пластинки нужных размеров и формы, которые затем закрепляют на державках режущего инструмента.

  Основным  преимуществом минералокерамики является высокая теплостойкость (1200 °С), дающая возможность обрабатывать материалы со значительно большими скоростями, чем при пользовании инструментами из твердых сплавов. В то же время для минералокерамики характерны высокая хрупкость и малое сопротивлен! изгибающим нагрузкам, что существенно ограничивает возможна сти ее использования. Минералокерамику используют для инструментов, работающих при чистовой обработке без ударов. Для пов шения прочности пластин в минералокерамику добавляют вольфр^ молибден, бор, титан и др. Такие материалы называют керметам и используют их при обработке труднообрабатываемых   матер алов.

  7. Абразивные материалы.  Для изготовления абразивного струмента используют искусственные материалы, преимуществе! электрокорунд (кристаллический оксид алюминия А1₂О₃), ^каРрунд (карбид кремния SiC) и некоторые весьма твердые материалы: синтетический алмаз, эльбор и др.

  Электрокорунд получают из глинозема плавкой в электропечах. В зависимости от содержания в нем чистого оксида алюминия электрокорунд делится на несколько сортов. Ввиду того что он обладает некоторой вязкостью, инструмент из него используется главным образом для обработки закаленной и термически необработанной стали,  ковкого чугуна,  бронзы и др.

  Карбид  кремния получают в электропечах из смеси, где основными элементами являются антрацит и кварцевый песок. По сравнению с электрокорундом карбид кремния обладает более высокой твердостью и меньшей вязкостью. Поэтому его используют для изготовления инструмента, предназначенного для шлифования более хрупких материалов, а также некоторых цветных сплавов. Черный карбид кремния, имеЪщий в составе не менее 95 % SiC, применяют при шлифовании чугуна, латуни, бронзы, алюминиевых сплавов. Зеленый карбид кремния, содержащий не менее 97 % SiC и имеющий еще большую твердость, используется для обработки инструментов из металлокерамических твердых сплавов.

  Для различных разновидностей электрокорунда и карбида кремния введена специальная маркировка, а именно: электрокорунд нормальный — 12А, 13А, НА, 15А, 16А; белый электрокорунд — 22А, 23А, 25А; хромистый электрокорунд — 37А; монокорунд — 43А, 44А, 45А; черный карбид кремния — 53С, 54С, 55С; зеленый карбид кремния — 63С, 64С.

  После выплавки в электропечах электрокорунд  и карбид кремния дробят, просеивают и получают шлифпорошки, шлифзерна и микропорошки, используемые для дальнейшего изготовления абразивного инструмента. Все более широко используются синтетические особо твердые абразивные материалы: синтетический алмаз, эльбор и др.

  Синтетические алмазы получают из графита при температурах порядка 2500 °С и давлениях свыше 10⁴МПа. Их дробят, сортируют на отдельные фракции и используют для изготовления различного алмазного инструмента: кругов, брусков, надфилей, напильников ^и Др. Применяются они для окончательного шлифования (доводки) твердосплавного инструмента, а также для особо тонкой чистовой обработки. Для доводочных работ используют также порошки и пасты из синтетических алмазов.

  Эльбор  представляет собой кубический нитрид бора, получаемый £Ри давлении свыше 10^s МПа и температуре,  близкой к 1700 °С.^ВеРДость ^его приближается к твердости алмаза, но по некоторым ^оиствам эльбор превосходит последний. Если алмаз сгорает при¹ чературе порядка 870 °С, то эльбор сохраняет свою прочность ^Рч температуре до 930 ^СС. Стальные детали гораздо лучше шлифу-_Как^{я аб}Р^азнвными инструментами из эльбора, чем из алмаза, так _Ло ^Н^^ТР^ИД бора не обладает химическим сродством с железом и теп-^Сгр^{ИК0СТЬ его выше}- Институтом проблем материаловедения АН на основе вюрцитоподобного нитрида бора разработан мате- риал гексанит-А, предназначенный для изготовления заточных кругов, шлифующих без охлаждения инструменты из быстрорежущей стали.

Классификация и условные обозначения  металлорежущих станков

1. Классификация металлорежущих  станков.

    По уровню специализации станки подразделяют на универсальные, специализированные и специальные.

  Универсальные, называемые также станками общего назначения, предназначены для обработки небольших партий деталей щирокой номенклатуры в условиях единичного и серийного производства .

  Специализированные используются для обработки "однотипных деталей узкой номенклатуры в условиях крупносерийного производства    (токарные   станки   для   обработки   коленчатых   валов

и др.).

  Специальные предназначены для обработки  одной определенной или нескольких почти одинаковых деталей в условиях массового, иногда крупносерийного  производства.

  По  технологическому признаку в зависимости or характера обработки все металлорежущие станки делятся на 9 групп (табл. VI. 1). Каждая из групп станков в свою очередь делится на 9 типов по таким основным   признакам:

  технологическое назначение (круглошлифовальный, плоскошлифовальный);

  конструктивные  особенности (универсально-фрезерные, продольно-фрезерные);

  расположение  рабочих органов в пространстве (вертикальносверлильные,   горизонтально-сверлильные);

  количество  рабочих органов станка (одношпиндельные, многошпиндельные);

степень автоматизации (с ручным управлением, полуавтоматы,автоматы).

2. Обозначения металлорежущих  станков.

  В соответствии с принятой классификацией (табл. VI. 1) каждому станку присваивается определенный шифр, состоящий из трех или четырех цифр. Первая цифра указывает номер группы станка, вторая — тип станка в этой группе. Третья или третья и четвертая цифры характеризуют основ ной параметр станка. Для токарных станков они указывают высоту центров;   для   револьверных  станков   и   автоматов — наибольший диаметр   обрабатываемого   прутка;   для   сверлильных — наибольший диаметр отверстия, которое может быть просверлено на э станке в стали средней твердости. Иногда это обозначение дополняется буквами, дополнительно характеризующими станок. Буквы между цифрами указывает на модернизацию базовой модели, а буква после всех цифр — ее модификацию (видоизменен или технологические особенности станка (например его точность)-

  Станки  по точности условно подразделяют на пять класс: нормальной, повышенной, высокой, особо высокой точности и ос точные, обозначаемые соответственно буквами  Н,  П,  В, А, Обозначение станка 16К20П расшифровывается следующим образом:

  токарно-винторезный станок (первые две цифры) с высотой центров 200 мм, очередной модификации (К), повышенной точности (П)- При обозначении станков с числовым программным управлением шифр дополняют буквами и цифрами, например 16К20ПФЗ, где ФЗ обозначает числовое управление тремя координатными движениями.

15. Приводы, передачи  и элементарные  механизмы станков

  1. Приводом называют совокупность устройств, передающих движение от источника движения (электродвигателя) к рабочим органам станка. Приводы станков используют со ступенчатым и бесступенчатым изменением частоты вращения шпинделя или подачи. Бесступенчатое изменение позволяет получить любую частоту вращения и подачу в установленных границах, а ступенчатое регулирование — определенные их значения, дающие ступенчатый перепад. Бесступенчатый метод регулирования обеспечивает выбор наивыгоднейшей скорости резания и подачи, в то время как при ступенчатом регулировании приходится выбирать их значения, отличные от наивыгоднейших из-за отсутствия на станке нужной частоты вращения и подачи. 

   2. Перепадом скорости  А называют ее изменение при переходе от одной частоты вращения  к следующей.

    Ступенчатое регулирование частоты вращения и подач в металлорежущих   станках   производят   коробками   передач,   сменными зубчатыми   колесами,   электродвигателями   с   несколькими   частотами   вращения.

   Бесступенчатое регулирование выполняют  гидравлическим при-водом, электрическим регулированием и механическими бесступенчатыми   вариаторами.

  3. Кинематическая схема станка представляет собой совокупность условных обозначений передач и механизмов, которые осуществляют движение элементов станка. Схема позволяет определить отдельные кинематические цепи и получить полное представление о работе отдельных элементов и станка в целом. Зная частоту вращения ведущего вала и пользуясь кинематической цепью, можно определить частоту вращения любого вала этой цепи. При расчетах- движений конечных звеньев кинематической цепи перемещение одного из них принимают за исходное. Перемещение другого конечного звена будет при этом вполне определенным. Уравнение расчетных перемещений конечных звеньев кинематической цепи называется уравнением кинематической цепи или уравнением кинематического  баланса.

  В металлорежущих станках различают  такие основные кинематические цепи: главного движения, движения подачи, вспомогательных   движений.

  Основные  условные обозначения, регламентированные гостом в кинематических схемах, показаны в табл. VI.2.

  4. Передачи, используемые в металлорежущих станках. Передачей называют механизм, передающий движение от одного элемента к другому или преобразующий один вид движения в другой(вращательное в поступательное). Наиболее распространенные передачи  в металлорежущих станках:  ременная, цепная,   зубчатая, червячная, реечная, винтовая и др. Элемент, передающий движение, называют ведущим, а получающий движение — ведомым.   Каждая передача характеризуется передаточным отношением, которое называют отношением частоты вращения ведомого элемента к частоте вращения  ведущего:

  Ременная  передача осуществляется плоскими, клиновыми,   иногда и круглыми ремнями через закрепленные на ведущем и ведомо» валах шкивы.  Клиноременная передача характеризуется   плавностью движения. Ее можно использовать при малых   расстояния между валами.  Ременная  передача чаще всего используется для передачи движения от двигателя к приемному валу коробки скоростей .Передаточное отношение ременной передачи

  Цепная  передача осуществляется с помощью закрепленных на валах звездочек и цепи.

  Зубчатую  передачу можно осуществить цилиндрическими или коническими зубчатыми колесами. Зубчатая передача позволяет передавать значительные мощности, обеспечивает постоянное передаточное отношение и широко используется в металлорежущих станках.

  Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса и используется для резкого снижения частоты вращения ведомого вала, на который насажено червячное колесо.

  Червяк  — это однозаходный или многозаходный винт с трапецеидальным профилем резьбы. Если червяк однозаходный, то за один его оборот червячное колесо повернется на один зуб, если двухзаходный — на два зуба и т. д.

  Реечную   передачу    осуществляют   для    преобразования   вращательного   движения   реечного   зубчатого   коле или,   значительно   реже,— червяка   в   поступательное   движение зубчатой рейки. 

Винтовая  передача , состоящая из винта и гайки, предназначена для преобразования вращательного движения винта в поступательное перемещение гайки.