ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 234 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ в серийных производственных программах. На практике рост производительности сверления ограничивается не только мощностными возможностями оборудования, но и ресурсом инструмента, стабильностью качества отверстий и предсказуемостью эксплуатационных затрат. В этих условиях особую роль играют модульные (сборные) сверла со сменной режущей головкой (РГ) (рис. 1), где дорогой твердосплавный узел (РГ) может заменяться отдельно от корпуса. Такая конструкция снижает стоимость восстановления работоспособности инструмента, однако переносит «точку экономической чувствительности» на совокупность следующих факторов: стойкость РГ, надежность отвода тепла из зоны резания, стабильность подачи СОТС и ресурс/себестоимость корпуса как несущего элемента. Рис. 1. Модель корпусного сверла: 1 – корпус сверла (сталь 40Х); 2 – твердосплавная режущая головка Fig. 1. Model of a modular drill: 1 – drill body (0.40C-Cr steel); 2 – carbide cutting head Традиционно технологические режимы резания выбирались на основе эмпирических или аналитических моделей стойкости (включая классическую зависимость Тейлора), но в современном производстве этого недостаточно: оптимизация «по периоду стойкости» должна быть связана с оптимизацией «по стоимости изделия», где учитываются затраты на станочное время, замены инструмента, простои, контроль, а также риски брака и отклонений от параметров качества. В работах по оценке режущих инструментов подчеркивается, что корректная экономическая интерпретация периода стойкости требует перехода от частной метрики «минут стойкости» к метрикам «стоимости на единицу результата» (например, стоимость на деталь/операцию/отверстие) и к моделям, учитывающим производственную систему в целом [1]. На этой логике строятся подходы, где инструмент рассматривается как элемент производственной цепочки, а не как «расходник» в отрыве от затрат оборудования и времени, и где сравнение вариантов инструмента проводится через соотношение «затраты – эффект» при заданных критериях качества. Для операции сверления данная постановка особенно важна: отверстие является дискретным результатом, и экономический эффект устойчиво выражается через «цену отверстия», зависящую от числа отверстий до предельного состояния режущей части и стоимости ее замены. В этом смысле даже умеренный прирост стойкости сменной РГ при больших программах сверления может давать значимый эффект, потому что снижает число замен, время на переналадку и риск выхода за допуски на заключительной стадии износа. Основным физическим фактором, ускоряющим изнашивание при сверлении, остается тепло, выделяемое в зоне резания и в контактах «стружка – инструмент – заготовка». При использовании модульных сверл критична не только геометрия и материал головки, но и способность корпуса обеспечить эффективную подачу СОТС и теплоотвод. Современные обзоры по аддитивному производству режущего инструмента [2, 3] фиксируют, что одним из наиболее перспективных направлений является интегрированное охлаждение и оптимизированная подача СОТС, поскольку именно это оказывает прямое влияние на температуру, износ и, как следствие, на стойкость [4]. При этом подчеркивается, что потенциал аддитивного подхода проявляется не в «замене технологии изготовления корпуса», а в изменении функциональности корпуса инструмента – через каналы охлаждения (КО) сложной формы (рис. 2), улучшение гидродинамики, интеграцию сопел, снижение локальных потерь давления и точную ориентацию потоков к зоне резания. Публикации, где рассматривается оптимизация внутренних каналов в аддитивно изготовленных инструментальных корпусах, показывают, что совершенствование геометрии каналов (в том числе устранение резких переходов и оптимизация пространственной траектории) способно заметно увеличить расход и скорости потока, а также улучшить охлаждающий эффект. Напри-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1