За да се обработи един детайл, метални конструкции или елемент са изключетелно важни оборотите на металорежещата машина.
Оборотите на главното вретено на една металорежеща машина може да се изменят по два начина: степенно и безстепенно. При степенното изменяне на оборотите е възможно да се получат в един сравнително голям обхват необходимите за работа обороти, подредени в геометричен ред с предварително избран показател на реда, докато безстепенното изменение позволява да се получат всички необходими за работата обороти, включени в границите на един сравнително граничен обхват.

а. Степенни преводи
За степенно изменение на оборотите се използват степенни (стъпални) ремъчни шайби или преводни кутии с превключващи се зъбни колела.
Степенните ремъчни шайби намират малко приложение за превключване на оборотните степени в съвременните металорежещи машини. Те се използват предимно в маломощни и с проста конструкция машини, където се търси евтино решен ие, не са нужни много оборотни степени и не се държи сметка за загубите на скорост, които се получават от преплъзването на ремъка (часовникарски стругчета, настолни стругове, пробивни машини, гравирни машини и др.). Главните недостатъци на степенните ремъчни шайби, поради които те излизат вече от употребление, са:

а) неудобно, а в някои случаи и опасно за работника превключване на оборотите;
б) не могат да предават голяма мощност при ниски обороти;
в) предаването на въртеливото движение става най-често с плосък ремък, широчината на който се определя от максимална сила, която той ще предава, а това води до удължаване на шайбите и до ограничаване броя на степените;
г) конструктивно не позволяват да се получат голям брой оборотни степени, защото изискват големи диаметри и дължини на шайбите;
д) изискват големи междуосови разстояния.

Както вече разбрахте без металорежещи машини е невъзможно създаването на никакви детайли, метални конструкции и инструменти, за това сега ще се запознаем със задвижването на машината.


Работните органи на съвременните металорежещи машини най-често се привеждат в движение от електродвигатели, които са монтирани към самите машини. В зависимост от вида, предназначението, големината им и от някои конструктивни особености мешините могат да се задвъжват от един или от няколко електродвигареля. Така например съвременните конзолни фрезмашини имат два електродвигателя, единият от които задвижва главния превод, а другия – подавателния. При надлъжните многосупортни фрезмашини масата и всяко вретено се задвижват от отделни електродвигатели. В някои обикновени стругове освен главния електродвигател има и електрогвогател за бързите ходове на супорта. Могат да се изредят още много примери, които показват, че в редица случаи технически и икономически най-изгодно е да се използват няколко двигателя, отколкото да се усложнява кинематиката на машината.

Задвижването на машината с отделни двигатели се нарича още индивидуално задвижване. Същия термин се употребява и за зподавателните преводи. Например за фрезмашините, имащи отделен двигател за задвижване на масата, казваме, че имат индивидуално задвижване на подавателния превод.

От електродвигателя въртеливото движение се предава чрез ремъчни, зъбни, червячни или верижни предавки до началното звено на кинематичната верига на съответния работен орган. Мястото на монтиране на двигателя върху машината зависи главно от вида й и от конструктивното и оформление. Когато движение се предава с ремъци или с верига, двигателят е с крака и най-често се монтира върху специална люлка или плоча, посредством които става опъването на ремъците и на веригите. При предаване на движението със зъбна или червячна предавка обикновено се използават фланцови двигатели, които се закрепят непосредствено към съответния превод.

В малките и средните машини с цел да не се влоши естетичният им вид и да се осигурят по-добри условия на работа на електродвигателя, той често пъти се монтира в кухината на някой корпусен детайл.

Освен индивидуално възможно е и групово ( трансмисионно ) задвижване на металорежещите машини. Този начин сега почти не се среща вече, но в миналото е бил широко разпространен. Група от машини са се задвижвали от един общ двигател, който чрез ремъчна предавка е привеждал в движение трансмисионен вал, лагеруван на монтирани по тавана конзоли. Всяка една машина е получавала движение от трансмисионния вал чрез превод ( форгелеге ) посредством ремъчни предавки. Наличието на голям брой ремъци и шайби е представлявало опостност за работниците, затруднявало е транспорта в помещенията и ги е затъмнявало. Освен това се е налагало машини да се установяват според трансмисионния вал, а не според най-подходящия технологичен процес за обработване на даден вид детайли и метални конструкции.

Груповото задвижване отстъпва във всяко отношение на индивидуалното и затова вече не се прилага.

Макар и да притежават някои много ценни качества, тези метериали намират ограничено приложение главно поради голямата им крехкост ( якостта им на огъване е само 40 кг / мм2 ).

В сравнение с бързорежещите инструментални стомани и с твърдите сплави минерало-керамичните материали имат редица предимства:

- изработват се от много по-ефтин материал;

- нямат такова голямо сродство с обработвания материал бил той малък или голям детайл, метални конструкции и други. Поради което нямат склонност към наклепване, в резултат на което се получава по-голяма гладкост на обработваната повърност и по-ниска температура при рязането;

- понася много високи температури ( до 1200-1250 градуса )

Минерало-керамичните твърди метериали са използвани за режещи инструменти най-напред в СССР през 1932 година. Изработват се във вид на пластини с бял цвят, които се закрепят към стоманени държачипо механичен начин или като се залепват със специални термолепила.

Струговете се подразделят по следният начин:

а) според размерите си – на настолни, малки, средни, големи и тежки ( уникални );
б) според точността си – на груби, с понижена точност ( с нормална точност ), с повишена точност и прецизни;
в) според броя на едновременно работещите ножове ( инструменти ) – на едноножови (обикновенни) и многоножови;
г) според скоростната характеристика – на нормални и бързоходни;
д) според последователността при работа на инструментите – на прости и револверни;

е) според броя на вретената – едновретенни и многовретенни;
ж) според конструктивното оформление на струга ( в зависимост от специфичното съотношение на главните размери на детайла – дължина и диаметър ) – на обикновени – хоризонтални, челни и каруселни;
з) според системата на захващането на детайла – на центрови, патронни, цангови и комбинирани;
и) според системата на автоматизация – на прости, полуавтомати и автомати;
к) според вида на управлението – с обикновено ( просто ) и с програмно управление.

От всички видове металорежещи машини за производство на метални конструкции, метални изделия най-разпространен е стругът. Той има въртеливо движение и непрекъсната праволинейно подавателно движение.

Основните инструменти, които се използват при струговането, са стругарските ножове, но освен тях често се употребяват и свредла, райбери, зенкери, метчици, плашки и накатки.

На струговете може да се извършват най-разнообразни операции, като обработка с ножове на вътрешни и външни цилиндрични, конусни и ротационно-фасонни повърхности; обработка на челни повърхностти; пропязване на канали; пробиване; райбовене; зенкероване; нарязване на различни видове външни и вътрешни резби с нож, плашка или метчик. Това голямо разнообразие от операции е причина стругът да бъде основна металорежеща машина във всяко машиностроително и ремотно предприятие. При комплектуването му с някои специални приспособления той добива още по-голяма универсалност. Така например, като се използват приспособления, позволяващи радиални премествания на ножа при всеки един оборот на обработвания датайл, е възможно струговането на некръгли детайли, като квадрати, овали, многостенни, а също и затиловане.

Точните стругове могат да се използват и за шлифоване, като се комплектуват с яреносими шлайфапарати.

Формообразуването при стругованета става в резултат на въртеливото движение на обработвания датайл и непрекъснатото подавателно движение на ножа. Цилиндичните ( вътрешни и външни ) повържности се получават при надлъжното преместване на ножа със супорта по призматичните направляващи на тялото, които са строго успоредни на оста на въртене. При струговането на челни повърхности ножът се води по напречните направляващи на супорта, които са строго перпендикулярни на оста на въртене на детайла. Поради тези причини изискванията по отношение на взаимното разположение на направляващите на тялото и супорта и на оста на главното вретено са големи. Обработката на конусни повърхности изисква ( неуспоредност ) на взаимното разположение на оста на въртене на датайла и направляващите, по които се движи ножът. За това такива обработка може да се осъществи по следните няколко начина: при изместване оста на изделието, чрез напречно изместване на задното седло, като се наклонят направляващите на горната шейна спрямо оста на въртене на изделието, като се използват конусни линеали. Ротационно-фасонни повърхности може да се получат или с фасонни ножове ( които при врязването си в детайла копират формата си ), или със специални копирни устройства.

Твърдите сплави имат голяма топлоустойчивост и се използват за изработване на режещи инструменти, работещи при високи скорости на рязане ( 100-200 м/мин ) и при голями подавания ( 3-4 мм/об ) . Те представляват сплав, получена от карбидите на мъчнотопимите метали валфрам и титан, като за циментиращо срързващо звено се използав кобалт. Процентното съдържание на кобалта оказва голямо влияние върху качествата на твърдата сплав. С увеличение на съдържанието му топло и износоустойчивостта на сплавта силно намаляват, но в замяна на това жилавостта и се увеличава. Най-голямо плиложение намират сплавите с волфрамов и титаниев карбид.

Твърдите сплави от волфрамова група се употребяват обработване на крахки метали, като чугун, бронз, месинг, закалена стомана с твърдост Rc = 55-65 и други.

Твърдите сплави от волфрам-титаниевата група са основен материал за направата на стругарските ножове, предназначени за обработване на стоманата. Режещите инструменти, снабдени с пластини от твърди ( металокерамични ) сплави, могат да работят при температури до 1000 градуса.

Тези стомани съдържат волфрам (11-19%), хром (3-5%) и ванадий (1-2%). Най-голямо приможение имат мерките Р18 и Р9. Предназначени са за изработването на инструменти с голяма износоустойчивост, от които се изисква да запазват режещите си свойства при нагряване ( през време на работа ) до температура около 600 градуса. В сравнение с въглеродните понасят до 2-3 пъти по-голяма скорост на рязане. Максималната им твърдост в закалено състояние е около Rc=65.

Високолегираната бързорежеща стомана марка Р18 съдържа около 18% волфрам, 4,5% хром и 1% ванадий. Благодарение на голямата твърдост, износоустойчивост и механична якост тя се използва широко за изработване от отговорни по назначение и сложни по форма инструменти от всички видове, работещи при тежки режимни условия, като фасонни ножове, отговорни забонаресни инструменти, протяжки.

Нисколегираната бързорежеща стомана марка Р9 съдържа около 9% волфрам, 4,5% хром и 2% ванадий. Тази стомана замества стоманата марка Р18 при изработване на инструменти, прадназначени за работа при голяма скорост на рязане, като различни видове ножове, свредла, зенкери, райбери, резбонарезни инструменти и шлифована резба, някои видове зъбонарезни инструменти. При рязане на металите със скорост 30-70 м/мин режещите свойства на стоманата марка Р9 са еднакви с режещите свойства на стоманата марка Р18.

По своя химичен състав те се отличават от въглеродните с повишено съдържание на легиращи ( сплавни ) елементи, като хром, волфрам, молибден, ванадий, никел, които им придават по-голяма топлоустойчивост ( до 350 – 400 градуса ) и жилавост, отколкото въглеродните стомани. Закаляват се по-добре от тях и получават по-малки деформации при закалката. Означават се по следният начин: първите две цифри ( ако има такива ) означават средното съдържание на въглерода ( в десети от процента ), а с букви се означават легиращите елементи: Г-манган, С-силиций, Х-хром, Н – никел, В-волфрам, Ф-ванадий, М-молибден, Ю-алуминий, Т-титан, Б-ниобий, Д-мед (въглеродът не се означава с буква ).

Цифрите вдясно от буквите означават закръгленото прецентно съдържание на съответният легиращ елемент. Буквите без цифри означават, че даденият легиращ елемент се съдържа в стоманата в състав не повече от 1%.

Например 5НХМ означава легирана инструментална стомана със съдържание 0,5%С и около 1% хром, никел и молибден.

Стомана марка ХГ се използва за изработка на инструменти, които при закаляване не трябва да деформират; стомана марка Х – за щемпели и за стругарски, стъргателни и дългачни ножове; стомана марка 9ХС – за шлосерски и кръгли плашки, свредла, райбери, фрези, метчици и гребени; стомана марка ХВ5 ( има голяма твърдост – Rc = 70 ) – за стругарски, стъргателни и гравирни ножове, както и за фрези, предназначени за обработка на твърди метериали при умерени скорости на рязане и малки сечения на стружките; стомана марка ХВГ – за режещи инструменти, които при закалка трябва да претърпяват минимални изкривявания: протяжки, дълги метчици, райбери, фрези със специално назначение и други видове специални инструменти.

Въглеродното съдържание на тези стомани е от 0,6 до 1,4 %. Режещите им свойства са много по-лоши, отколкото на бързорежещите стомани, но не се отличават много от режещите свойства на легираните инструментални стомани.

Въглеродни инструментални стомани се подразделят на два класа: качествени и висококачествени. Във вторите е намалено съдържанието на сяра и фосфор ( < 0,03 %). Тези стомани се означават с У и цифра след нея, която показва закръгленото процентно съдържание на въглерод ( в десети от процента ). Буквата Г след цифрата показва, че стоманата има повишено съдържание на манган, а буквата А, че стоманата е висококачествена. Например У8 означава качествена въглеродна стомана с 0,8% въглерод, а У12А – висококачествена въглеродна стомана с 1,2 % въглерод.

Качествените инструментални въглеродни стомани марка У7, У8 и У9 се използват за направа на ударни инструменти и тела на сложни и отговорни режещи инструменти.

Висококачествените стомани марки У10А, У12А са подходящи за режещи инструменти, работещи при малки скорости на рязане, с големи интервали между работните цикли и с обилно охлаждане, като кръгли плашки, метчици, свредла, райбери. От стомана марка У13А се изработват стругарските ножове, гравирни инструменти, шабъри, пили и други инструменти за обработване на по-твърди метали.

Главните недостатъци на въглеродните инструментални стомани са малката им топлоустойчивост ( до 200 -250 градуса ) и големите деформации, които претърпяват при термообработка.