Инструментальное производство по своей сути является вспомогательным, поскольку режущие инструменты (РИ) применяются для получения деталей машин, используемых в изделиях основного производства. В обозримом будущем не предвидится применение сколько-нибудь серьезных альтернативных методов получения деталей машин обработкой резанием, несмотря на значительные шаги в развитии так называемых безотходных технологий – высокоточного литья, порошковой металлургии и др.
В то же время РИ как элемент системы «станок – приспособление – инструмент – деталь» является самым ненадежным – по статистическим данным до 50 % всех отказов автоматизированного оборудования, в том числе работающего в гибких производственных системах, связаны с несвоевременным выходом из строя РИ по причинам износа и поломок. Это в свою очередь связано с завышенными и неравномерными припусками на обработку лезвийными РИ.
Какие здесь могут быть рекомендации? Глобальных направлений в этом вопросе видится два. Первое – это получение заготовок деталей машин методами безотходных технологий с минимальными припусками на механическую обработку. В этом случае можно широко применять синтетические сверхтвердые материалы и режущие керамики, использование которых сегодня ограничено 2–4 % по сравнению с быстрорежущими сталями и твердыми сплавами. Это ограничение связано, прежде всего, с высокими припусками на механическую обработку, а также с отсутствием станков, позволяющих в полной мере реализовывать возможности таких материалов, в частности работать на скоростях резания, на порядок превышающих скорости резания, рекомендуемые для быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Однако это направление малоперспективно. Во-первых – исключить из производства существующее металлорежущее оборудование, заменив его высокожесткими и скоростными станками для лезвийной обработки.
Второе направление – создание инструментального материала, обладающего прочностными характеристиками сталей и твердостью сверхтвердых материалов, т. е. оптимального варианта инструментального материала. Здесь два контраргумента: во-первых, на современном этапе развития науки и техники это трудноосуществимо; во-вторых, в этом случае также необходима замена парка станков на высокоскоростные.
Таким образом, если ориентироваться на то, что в обозримом будущем будут превалировать технологии получения деталей машин, мало отличающиеся от современных, необходимо уделять пристальное внимание вопросу повышения работоспособности РИ.
Поэтому при чтении таких дисциплин как «Режущий инструмент», «Технология изготовления режущих инструментов», «Станки инструментального производства» преподаватель должен научить студента ставить в качестве цели, достижение максимальной работоспособности РИ. В настоящее время существует большое количество методов повышения работоспособности РИ. В современных условиях развития науки и производства при решении любых задач делается упор на два основных качества: рентабельность и экологическую чистоту. Поэтому при подборе методов повышения работоспособности РИ важно учитывать их рентабельность (технологичность и себестоимость) и экологическую чистоту. Инженер механик, который будет уметь решать эти задачи, сможет отвечать современным требованиям инструментального производства.