Области целесообразного применения различных инструментальных материалов и особенности эксплуатации изготовленных из них инструментов II
С точки зрения эксплуатационных и технологических свойств наиболее неприхотливым и надежным из современных инструментальных материалов является быстрорежущая сталь Р18; твердые сплавы »в этом отношении значительно уступают ей, причем тем в большей степени, чем меньше в сплаве кобальта и больше карбидов титана. Особенно чувствительна к условиям эксплуатации минералокерамика.
Наконец, следует учитывать сравнительную экономичность применения различных инструментальных материалов как в отношении стоимости инструмента, используемого для изготовления единицы продукции, так и в отношении расходования дефицитных элементов (вольфрама, кобальта и других).
Относительная стоимость инструментальных материалов составляет приблизительно: для инструментальной углеродистой стали (У12А) — 1, для инструментальной легированной стали (9ХС) — 1,3, для быстрорежущей стали (Р18) — 1,8, для твердого сплава — 15, для минералокерамики ЦМ332 — 5.
Нужно учитывать, однако, что затраты на режущий инструмент воясе не пропорциональны стоимости инструментальных материалов, так как их расход на однотипные инструменты неодинаков: быстрорежущей стали расходуется меньше, чем углеродистой инструментальной, так как из нее изготовляется только рабочая часть инструмента, которая приваривается к державке или хвостовику; твердого сплава и минералокерамики расходуется еще меньше, так как к корпусам или державкам припаиваются или присоединяются механическим путем только небольшие пластинки. Далее, вследствие неодинакового удельного веса из одного килограмма различных инструментальных материалов может быть изготовлено неодинаковое количество инструментов; так, твердый сплав Т15К6 (уд. вес 11) в 1,3 раза тяжелее быстро режущей стали и почти о 3 раза тяжелее минералокерамики.
Наконец, решающее значение имеет то обстоятельство, что чем выше режущие свойства инструментального материала, тем ниже оказывается расход инструмента на единицу продукции, благодаря более высоким производительности труда и стойкости инструмента. При этом, конечно, необходимо учитывать и так называемую случайную убыль инструмента вследствие поломок и выкрашиваний. Случайная убыль тем больше, чем меньше прочность инструментального материала. Так, для хрупкой минералокерамики она 'пока настолько велика, что во многих случаях, несмотря на дешевизну этого материала, его применение оказывается невыгодным.
Хотя твердые сплавы содержат гораздо больше вольфрама и других легирующих элементов, чем быстрорежущие стали, их применение (при условии рациональной эксплуатации инструментов обеспечивает значительно меньший расход легирующих элементов на единицу продукции. При этом наряду с повышением производительности труда существенно уменьшается стоимость инструмента, отнесенная к единице продукции. Так, например, наблюдения и расчеты, произведенные на Саратовском станкостроительном заводе, показали, что стоимость на единицу продукции для твердосплавных резцов меньше, чем для резцов из быстрорежущей стали, при обработке чугуна в 1,8 раза, а при обработке стали — в 2,3 раза; одновременно производительность (скорость резания) возросла в два с лишним раза.
Несомненно, самое широкое распространение в качестве материала для оснащения высокопроизводительных режущих инструментов должны получить твердые сплавы.
Однако применение твердых сплавов вместо быстрорежущей стали при обработке обычных конструкционных материалов, особенно сталей, целесообразно тогда, когда можно применить высокие скорости резания, оборудование находится в хорошем состоянии и обладает достаточной жесткостью и мощностью, а режущий инструмент не имеет слишком сложной конструкции или ослабленных режущих лезвий, подверженных выкрашиваниям и поломкам. Инструментами, для которых при обработке стальных деталей в условиях массового производства применение твердых сплавов пока еще не может быть рекомендовано, являются сверла, фасонные резцы и фасонные фрезы со сложным профилем, прорезные резцы в случае жесткого допуска по ширине канавки на детали, резьбонарезные и зуборезные инструменты, протяжки.
При обработке чугуна, цветных металлов и пластмасс применение быстрорежущих инструментов оправдывается только в тех случаях, когда технология изготовления твердосплавных инструментов не освоена или чрезмерно сложна и дорога (например, зуборезные долбяки, протяжки для обработки отверстий и т. п.).