Создание твердосплавных инструментов и внедрение методов скоростного резания металлов в годы IV пятилетки

Л. А. Айзенштадт, С. А. Чихачев. Очерки по истории станкостроения СССР. - Москва : Машгиз, 1957. https://yadi.sk/i/_L9Vi2_qCw_2...

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ

СТАНКОСТРОЕНИЕ ПОСЛЕ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ (1946—1950 гг.)

<...>

СОЗДАНИЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

В первую послевоенную пятилетку Всесоюзным научно-исследовательским инструментальным институтом (ВНИИ) и инструментальными заводами была проделана большая Работа по созданию и внедрению в промышленность новых конструкций высокопроизводительных твердосплавных инструментов.

Новаторами производства в содружестве с инженерами и научными работниками было практически доказано, что одним из наиболее эффективных методов повышения произодительности труда при обработке на металлорежущих станках в ряде случаев является переход на высокие скорости

— 458 -

резания с использованием для этой цели инструментов, оснащенным  твердым сплавом и имеющих оптимальную геометрию.

‘’Практически было установлено, что при применении инструментов, оснащенных твердыми сплавами, скорости резания могут быть увеличены в 3—6 раз по сравнению со скоростями, допускаемыми инструментами из быстрорежущей стали. Применение высоких скоростей резания позволило резко сократить машинное время обработки деталей.

Внедрение твердосплавных инструментов обеспечивало обработку закаленных сталей, а также материалов повышенной прочности и создавало возможности повышения качества обрабатываемых поверхностей с исключением в ряде случаев трудоемких окончательных операций: шлифования, шабрения и др.

Твердосплавные инструменты рационально было применять даже и в тех случаях, когда не представлялось возможности использовать их на высоких скоростях, так как их стойкость между переточками по сравнению со стойкостью инструментов из быстрорежущей стали была намного выше.

Это обстоятельство имело важное значение для инструментов, предназначенных для обработки точных отверстий и пазов, а также при использовании их на автоматах и многорезцовых станках.

При замене инструмента из быстрорежущей стали твердосплавным достигалась экономия в расходе дорогих компонентов, входивших в состав быстрорежущей стали (вольфрама, кобальта и др.).

Обследование, проведенное в этот период МОНИТОМАШем на заводе «Красный пролетарий», показало, что в результате широкого внедрения твердосплавных инструментов и скоростных режимов резания машинное время уменьшилось на 64%, вспомогательное время на 24%, расход инструмента уменьшился на 30%, себестоимость обработки снизилась на 46%, штучное время изготовления деталей сократилось на 49%.

Обследования станкостроительного завода имени Серго Орджоникидзе, 1ГПЗ, ЗИЛ и др. показали, что на операциях, где было внедрено скоростное резание металлов, в среднем производительность труда повысилась примерно в 2 раза и значительно снизилась себестоимость обработки.

Правительство в 1948 г. в целях широкого внедрения скоростных методов обработки обязало Министерство станкостроения создать широкую номенклатуру отечественных конструкций твердосплавного инструмента и резко увеличить

- 459 -

в 1949—1950 гг. его выпуск, организовав крупносерийное производство твердосплавных инструментов.

Поставленная правительством задача инструментальной промышленностью была выполнена. Были созданы отечественные высокопроизводительные конструкции твердоспланых инструментов: фрез, сверл, зенкеров, разверток, резцов и др. в количестве более 1200 типоразмеров, охватыватывающих все основные виды обработки металлов резанием. Была установлена наивыгоднейшая геометрия твердосплавных инструментов для скоростной обработки металлов и разработаны ГОСТ на геометрию по основным, наиболее распространенным видам инструментов — резцам и торцовым фрезам.

Основные сборные конструкции твердосплавных инструментов обеспечивали высокую производительность. Однако учитывая, что существующий парк оборудования рассчитан главным образом на применение инструментов из быстрорежущей стали, по ряду твердосплавных инструментов были предусмотрены также конструкции, которые могли быть использованы на станках недостаточной мощности для скоростной обработки. Так, например, по торцевым фрезам были созданы и внедрены в промышленности три варианта конструкций:

1) фрезы для работы на станках малой мощности;

2) фрезы для работы на станках средней мощности;

3) фрезы для работы на тяжелых станках.

Были осуществлены максимальные унификация и взаимозаменяемость как самих конструкций, так и ножей к сборным фрезам, разверток и зенкеров. Осуществление унификации позволило организовать серийное производство, уменьшить количество типоразмеров инструментов, а также сократить у потребителя оборотный фонд запасных ножей, которые поставлялись при заказах заводами инструментальной промышленности.

Был установлен рациональный выбор марок твердого сплава для инструментов в зависимости от их назначения.

Правильное назначение марок твердого оплава намного повышало производительность инструментов.

Для увеличения выпуска твердосплавных инструментов в 1949—1950 гг. на инструментальных заводах осуществлен ряд организационно-технических мероприятий по созданию новых высокопроизводительных технологических приемов методов производства твердосплавных инструментов.

Была проведена специализация инструментальных заводов по производству определенных типоразмеров и номенклтуры твердосплавных инструментов. Были созданы специали-

— 460 —

рованные цехи и участки для выпуска твердосплавных инструментов на ряде инструментальных предприятий.

Выпуск твердосплавных инструментов в 1950 г. эначительно увеличился по сравнению с 1946 г., удельный вес твердосплавного инструмента в общем объеме режущего инструмента выпускаемого инструментальной промышленностью, непрерывно возрастал.

На инструментальных заводах были широко внедрены поточные методы производства твердосплавных инструментов.

Так, например, были организованы поточные линии по производству ножей к сборному твердосплавному инструменту, корпусов твердосплавных торцевых трехсторонних фрез, резцов.

В производстве твердосплавных сверл были применены новые автоматы и полуавтоматы, что дало возможность значительно увеличить выпуск сверл.

В результате освоения и широкого внедрения в промышленность высокопроизводительных твердосплавных инструментов была обеспечена возможность развития скоростной обработки металлов и значительного повышения производительности труда за счет сокращения машинного времени при точении, фрезеровании, сверлении и зенкеровании.

ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ СКОРОСТНОГО РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ

Наряду с ростом техники и совершенствованием конструкций станков и инструментов на заводах станкостроительной инструментальной промышленности после войны выросло и превратилось в один из сильнейших факторов развития отечественного станкостроения и машиностроения движение передовых рабочих-новаторов производства.

Почин рабочих-новаторов в области скоростного резания создал предпосылки для подъема технического уровня всего станкостроительного производства.

Группа новаторов, рабочих станкоинструментальных заводов, в 1948 г. добилась значительных достижений в области создания и внедрения в производство скоростных методов обработки металлов резанием и повышения производительности труда.

Токарь Ленинградского станкостроительного завода имени Свердлова Г. С. Борткевич после длительных изысканий отработал наиболее рациональную геометрию резца, прибил свой метод поддержания этой геометрии в процессе резания, усовершенствовал процесс токарной обработки и впервые в практике станкостроения достиг скоростей резания в 600—700 м/мин при чистовой обточке стальных деталей.

— 461 —

Результатом нового метода обработки явилось перевыполнение Г. С. Борткевичем расчетных норм выработки в 5—6 раз. 

Новые методы скоростной обработки металла вскоре стал достоянием всех машиностроительных заводов.

Достижения новаторов в области скоростного резания основывались на знании режущих свойств твердых сплавов, геометрии резцов, на рациональном выборе оптимальных режимов резания, а также на применении рационализаторских мероприятий, ускоряющих обработку деталей и уменьшающих ручное и вспомогательное время.

На всех заводах значительно увеличилось применение твердых сплавов; скорости резания поднялись в среднем в 1,5—2 раза. Движение скоростников повысило уровень технической культуры производства.

Серьезное внимание было обращено на отработку геометрии резцов, было налажено их изготовление, хранение, заточка и доводка.

Движение скоростников потребовало пересмотра конструкций существующих станков, их модернизацию и разработку новых моделей станков.

                                             Павел Борисович Быков

Токарь Московского завода шлифовальых станков П. Б. Быков достиг к 1948 г. скоростей резания до 1000 м/мин.

Для токарных работ П. Б. Быков применил специальную оснастку, в большинстве случаев очень простую, которая значительно облегчала и ускоряла обработку деталей.

Для обеспечения у обрабатываемых деталей точных размеров длин уступов и их диаметров широко практиковалась работа по жестким упорам с помощью размерных плиток (сухарей). Совмещение работы по упорам в поперечном и продольном направлениях позволило выдерживать не только точные диаметры, но и точные длины. При этом во много раз сокращалось число замеров (по сравнению с обычным методом работы) и устранялся брак.

Токарь завода «Красный пролетарий» А. Н. Марков первым на станкостроительных заводах начал применять скоростные режимы резания при обработке крупногабаритных и тяжелых деталей специальных станков и достиг скоростей резания при обработке бандажной стали свыше 500 м/мин.

Токарь того же завода Н. В. Угольков начал применять скорости резания свыше 500 м/мин при обработке деталей индивидуального производства.

Заслугой новаторов-скоростников заводов «Красный пролетарий» и имени Свердлова надо считать то, что примером

— 462 —

своейй работы на высоких режимах резания и достижением высокой производительности они вызвали массовое движение скоростников не только среди рабочих станкостроения, но и среди рабочих всего советского машиностроения.

На первых этапах развития скоростного резания металлов высокие режимы резания и хорошие показатели работы были достигнуты лишь отдельными рабочими-скоростниками и охватывали преимущественно области токарной и фрезерной обработки (Г. С. Нежевенко, В. Ф. Шумилин, Т. П. Ячменева, Д. М. Макеев, И. Ф. Подвезько, Н. Г. Смирнов и др.).

Следующей более высокой ступенью развития движения скоростников явилось движение за переход на скоростные методы работы целых участков, пролетов и цехов, что должно было дать значительное снижение трудоемкости и увеличить комплектный выпуск продукции.

Инициатива в организации скоростного участка принадлежала старшему мастеру механического цеха станкостроительного завода «Красный пролетарий» И. Т. Белову, который совместно с инженерно-техническими работниками завода и с коллективом рабочих своего участка в 1949 г. провел такие организационно-технические мероприятия, которые сделали его участок «скоростным».

Используя опыт завода «Красный пролетарий», заводы имени С. Орджоникидзе и «Калибр» в 1949 г. также создали у себя «скоростные» участки.

В дальнейшем на всех станкоинструментальиых заводах и на заводах других отраслей машиностроения многие участки стали переходить на скоростные методы обработки.

На участке И. Т. Белова в механическом цехе производилась обработка гладких и шлицевых валиков, планок, рычагов, вилок и других деталей серийных станков.

Станки были расставлены согласно поточной технологии.

Операционный контроль производился непосредственно у рабочего места.

Внедрение скоростного резания потребовало увеличения мощности и числа оборотов шпинделей станков. Для перехода на скоростное резание пришлось провести модернизацию всех токарных, многорезцовых и частично фрезерных станков на участке. На станках были установлены электродвигатели мощностью 5,8 и 8 квт, числа оборотов шпинделей станков были подняты на 40—50%. Эти мероприятия помогли внедрить скоростное резание на участке со старым оборудовабез крупных капитальных затрат.

Для скоростной обработки валиков на участке был применён резец, который обеспечивал минимальную силу резания,

— 463 —

хорошее стружкообразование и стойкость не ниже нормативных.

При обработке валиков (деталей типичных для скоростного участка) машинное время в доле штучного времени составляло 25—35%, а всмопогательное время 65—75%.

В связи с широким внедрением скоростного резания и методов скоростной работы были осуществлены большие изменения в производственной и технической культуре участка И. Т. Белова. Так, на всех токарных, многорезцовых и фрезерных станках начали применять исключительно твердосплавной инструмент. На станках были использованы максимальные числа оборотов (увеличенные на 30—40% после модернизации).

Скорости резания при обработке стали увеличились в 1949 г. по сравнению с 1948 г. в 3—4 раза. Скорости резания при обработке чугуна увеличились в 2—2,5 раза.

Была внедрена рациональная геометрия резцов для скоростного резания со стружкозавивательными канавками.

Была организована централизованная заточка инструмента, уменьшено вспомогательное время, проведен в жизнь ряд усовершенствований, сокративших трудоемкость обработки, налажено планирование на участке с доведением задания до рабочего, сокращен производственный цикл.

Благодаря проведенным мероприятиям выпуск продукции на участке т. Белова в сентябре 1949 г. по сравнению со среднемесячным выпуском в 1948 г. увеличился на 68% при увеличении рабочей силы только на 20%. Производительность труда за это время увеличилась на 40%.

Старший мастер механического цеха № 2 завода имени С. Орджоникидзе А. Н. Гончаров организовал на заводе в 1949 г. участок скоростной обработки валов, шпинделей, червяков, винтов, труб и др.

На участке была проведена модернизация токарных и фрезерных станков за счет смены шкивов и замены плоских ремней клиновыми, а также замены электродвигателей, в результате чего числа оборотов шпинделей станков и мощность увеличились в среднем на 25—30%.

На участке была проведена большая работа по организации рабочих мест станочников. Средние скорости резания на токарных станках при обработке чугуна и стали повысились в 2 раза. На фрезерных станках при обработке стали средняя скорость увеличилась в 5 раз и при обработке чугуна — в 4 раза. Во много раз увеличилась скорость резания при окончательной обработке отверстий в стальных деталях.

— 464 —

Нa участке было внедрено скоростное нарезание модульных и трапецеидальных резьб. Нарезка производилась на станке мод. 1А62 с применением специальных резцов при скорости резания 85—95 м/мин и глубине резания 0,2— 1,2  мм. 

В итоге применения скоростных методов на участке средняя выработка на одного рабочего возросла в течение полугодия 1949 г. на 31%. К концу 1949 г. на заводе имени С. Орджоникидзе было организовано девять участков скоростной обработки.

Старший мастер завода «Калибр» В. И. Васильев внедрил скоростное резание на всем своем участке.

В основу проектирования части специальных и нормальных резцов для скоростного резания на участке им была положена собственная геометрия резцов с двойными передними углами.

Одновременно с внедрением скоростных резцов на участке была проведена модернизация станков (заменена плоскоременная передача на клиноременную, изменены диаметры шкивов и др.).

После внедрения скоростных режимов на участке средние скорости резания на токарных станках поднялись до 120—150 м-мин. Некоторые виды работ, как торцовая подрезка и обточка резьбовых колец, проводились на скоростях 150—200 м/мин, а отдельные скоростники работали на скоростях резания 250—300 м/мин. Применение больших скоростей привело к сокращению штучного времени на 25—30%.

В результате перевода всего участка т. Васильева на скоростные режимы резания выпуск продукции участка в третьем квартале 1949 г. возрос на 48% по сравнению с четвертым кварталом 1948 г.

Производительность труда рабочих по сравнению с первым кварталом 1949 г. увеличилась на 41%. Стоимость обработки изделий снизилась на 17,4%.

В соревновании за досрочное выполнение послевоенной пятилетки токари-скоростники станкостроительного завода вмени С. Орджоникидзе в содружестве с инженерно-техническими работниками в 1950 г. намного превысили установленные нормы. Так, т. Чикарев 23 ноября 1950 г. при нарезании червячной резьбы выполнил норму на 2910%, а т. Диков 24 ноября 1950 г. при нарезании метрической резьбы — на 3200%. Этих успехов они достигли путем совершенствования приемов и методов нарезания различных резьб на основе  тщательного анализа применяющихся при этом технологических процессов.

— 465 —

Оба токаря уделили большое внимание правильной организации рабочего места, повышению жесткости закрепления заготовки и инструмента на станке, рациональной последовательности технологических операций, улучшению конструкция режущего инструмента, правильному выбору марки твердой сплава, установлению рациональных геометрических параметров режущей части инструмента, выбору оптимальных режимов резания. Им удалось значительно увеличить скорость резания, сократить число проходов резца и время на установку и снятие детали со станка. Было достигнуто значительное сокращение машинного и вспомогательного времени, а следовательно, повышена производительность труда.

Сверловщик механического цеха крупных серий Средневолжского станкостроительного завода В. И. Жиров вместе с инженерно-техническими работниками завода добился в 1951 г. значительных успехов в области скоростного сверления металлов. Высокие скорости резания, хорошая организация рабочего места и применение усовершенствованных приемов работы дали возможность сократить время на изготовление одной коробки и увеличить выработку за смену с 12 до 17 шт.

В последующие годы появилось много других новаторов (В. А. Колесов и др.), которые внесли серьезные изменения в технологию машиностроения.

- 466 -