И для сварки

14.06.09.


                И  ДЛЯ СВАРКИ

Продолжение серии записок к по теме, названной "ТАК БЫЛО",- об удивительно "Смешной Идее", - резать сталь, как стекло алмазом,- о режущих инструментах,

работающих по предложенному не кем-то, а и именно мной, принципу скалывания стружки, то есть по принципу отсекания снимаемого слоя металла, создаваемой трещиной перед лезвием инструмента.

___________ 


Боюсь прикасаться к продолжению своей, давно начатой серии публикаций под общим названием «ТАК БЫЛО».

Там я как бы не всерьёз и не в шутку, да и не в форме полу-литературной фантастики этак скромно упоминаю всего лишь "Величайшую в истории техники Мировую Индустриальную Революцию", незаметным виновником  которой я же и оказался.
 
Суть этой Смешной Революции заключается в том, что в металлорежущем производстве сталь и прочие металлические сплавы теперь становится возможным обрабатывать почти так же, как стекло, - всего лишь путём образования трещины перед лезвием резца.

Напомню, что во всём мире ежегодно выплавляют одной лишь стали – пока – всего лишь один миллиард тонн, то есть лишь один этакий маленький триллион килограммов, из которых миллиардами всяких резцов выгрызают триллионы металлических деталей, общей стоимостью на некоторую сумму.

Началась эта Революция с чуть нового решения проблемы притупления острых кромок у фрезерованных поверхностей в изготовляемых деталях машин. Пока «дело» касается мелких фасок на неответственных деталях, оно представляется плёвым. Но даже эта работа огромна в общей своей совокупности. Суммарное число фасок – многие и многие триллионы. И не все фаски такие уж мелкие и малоответственные.

Возьмем, к примеру, фаски для сварки, - хотя бы для начала только лишь в судостроении.

У меня шевелятся волосы на затылке, когда я в Интернете просматриваю материалы на эти темы. Неужели и в самом деле здесь сказалась моя изначальная инициатива,  вроде как бы никем не замеченная?! Неужели мои декларации в публикации «ТАК БЫЛО» о ближайшем будущем в машиностроении и в самом деле так серьёзны?!

Посмотрите в Интернете, как в броневых плитах снимают фаску огромного сечения. Снимают разом весь сплошной брус треугольного сечения, отсекая его от плиты одной подсекающей трещиной. Пример впечатляющий! Но куда важнее, что фаски меньшего сечения, суммарная длина которых астрономически велика, выполняются тем же способом, предложенным мною.

Нахожусь под впечатлением дискуссий о труднейших проблемах при распределении ответственностей в документациях на фаски в сварочном производстве. В сварочном деле я ничего не смыслю. Но сварочному производству я чуточку помог – тем, что бесконечное число фасок под сварочные швы я предложил выполнять своим способом. До меня не обтёсывали металл, как древесину, - как бревно топором плотника.

О масштабах сварочного производства даёт представление то, какое внимание этой отрасли техники уделялось, помню, в советское время Академией наук Украины. Президентом АН там был Б. Патон. Чуть ли не половина республиканского бюджета на науку шла в его знаменитый на весь мир Институт электросварки. В патентном отделе у него там работало 80 (всего лишь восемьдесят!) штатных патентоведов, включая самых авторитетных в Советском Союзе.  Все прочие инженеры того НИИ почти обязаны были подавать заявки на изобретения.

Огромная роль в СССР развитию сварочной технологии и сварочной технике отводилась потому, что от успехов в этой отрасли зависели и зависят успехи в развитии многих других отраслей промышленности.

Ещё раз подчеркну, что  теперь  И Я ИМЕЮ ОТНОШЕНИЕ К ЭТИМ УСПЕХАМ, хотя именно в вопросах сварки я ничего не смыслю.

Тема заметок «ТАК БЫЛО» начинается с эпизода о том, что я - по должности - предложил в производство свой, ничтожной стоимости инструмент, предназначенный для снятия самой мелкой фаски на древесностружечной плите, покрытой листом фармайки, толщиной в 1 мм.
Там я использовал стандартную режущую пластинку, ничтожной стоимости,  самую мелкую из быстросменных режущих пластинок для работы по дереву.
Эту же пластинку на таком же «инструменте» (который проще, чем толстая ножка короткого гвоздя), только закреплённую под другими углами к его оси, я опробовал в работе по алюминию и по стали.

Эффект поразил меня! И не только меня!
 Впереди лезвия в обрабатываемом металле, по-видимому, создавалась трещина. Поэтому стружка не соскабливалась, а скалывалась, отделяясь от заготовки без заметного сопротивления обрабатываемого материала. Под действием концентрации напряжения материала в трещине необычно пружинящая стальная стружка как бы «сама» отскакивала от обрабатываемой заготовки, как будто отброшенная резким щелчком. Это напоминало то, с какой лёгкостью вершина алмаза, создавая трещину, режет раскалывающееся так стекло.  Поверхность фаски оказывалась зеркально чистой. Чем больше было сечение фаски (сколько позволяла длина лезвия режущей пластинки), и чем больше была скорость резания (сколько давал станок), и чем больше я задавал подачу (уже и вручную), тем поразительнее был эффект такого резания стали (да и алюминия).

В заметках «ТАК БЫЛО!» я начал излагать свои соображения о том, что из этого должно следовать. Излагать  последовательность даже уже во всём мире реализованных всяческих вариантов такой новинки – тема бесконечная. Нельзя объять необъятное, и сейчас я в это вдаваться не буду.

На этот раз я хочу показать иное, столь же потешно новое применение хотя бы той же стандартной пластинки для той же цели, - для снятие фаски. Это ещё более интересный, и более эффектный приём скалывания стружки. С первого взгляда он мало впечатляет. Но в нём есть намёк на то, о чём я уже декларировал, не раскрывая, однако, секретов обещанного.
____________

Итак. Для примера возьмём типичную - из стандартных – четырёхпозиционную, мелкую режущую пластинку для работы по дереву. Она квадратная, со всех шести сторон шлифованная,  со скосами под углом 35 градусов со всех четырёх сторон у ее режущих кромок.
Размеры:                1,5 х 12 х 12 (мм), - c отверстием под винт М4.

Используем её для снятия фаски однозубой фрезой. Она имеет вид всего лишь просто хвостовика, цилиндрического стерженька, то есть короткого, длиною в несколько сантиметров обрубка круглого прутка, уже с чистой поверхностью в поставках.

Режущая пластинка под небольшим наклоном к плоскости вращения этого не слишком сложного инструмента привинчена к его торцу на свое посадочное место, - так что передней гранью этого резца служит скос пластинки у её режущей кромки, а не большая грань этой пластинки.

При работе этой фрезы в ней прямая линия режущей кромки, самой выступающей, той, что является рабочей, очередной из 4-х позиций пластинки, выписывает в пространстве поверхность гиперболоида. Профиль этого гиперболоида задаёт культурно закруглённый профиль срезаемой фаски в обрабатываемой детали, похожий на профиль фаски в подшипниках.

В начальное мгновение лезвие такой фасочной фрезы, своим косым, как бы пилящим движением (подобно кавалерийской сабле) лишь прикасается к острой кромке фрезерованной поверхности в обрабатываемой металлической детали. 
Угол того клина, что начинает создавать трещину в обрабатываемом материале, оказывается в несколько раз острее, чем угол профиля в стандартной режущей пластинке.
Этот угол соответствует косому сечению режущей пластинки, проходящему по её скосу. Это сечение совпадает с боковой плоскостью обрабатываемой заготовки. Это самый благоприятный момент для начала создания трещины перед лезвием, - при самом минимальном сопротивлении материала.
Дальнейшее расклинивание образовавшейся трещины продолжается уже при растущем, менее благоприятном угле внедряющегося клина, но развитию трещины способствуют уже образовавшиеся в трещине силы концентрации напряжения.

При этом концентрация напряжения, в основном, именно сосредотачивается во все мгновения резания, преимущественно, только лишь у единственной,  перемещающейся у лезвия его главной точки такого процесса резания. Лезвие такого инструмента по некой дуге развития трещины как бы подпиливает разрезаемый так материал.

Такой процесс резания имеет ещё одну важнейшую, не сразу обращающую на себя внимание особенность. Её я сейчас пояснять не буду, но именно её я имел в виду в самых фантастических своих заявлениях  о перспективах технологии и техники для резания металлов.

Инструмент, показанный здесь на столь небрежном эскизе, предназначен тоже пока опять, в основном, лишь для снятия фасок (к тому же довольно культурно закруглённых теперь) на кромках фрезерованных поверхностей в изготовляемых деталях машин.
Разумеется, и под сварку можно снимать не очень крупные фаски этим исключительно производительным инструментом. Но главное здесь – несколько иной принцип резания, в реализации которого я усматриваю поразительные перспективы в технологии машиностроения вообще.