Griešanas instrumentu izstrāde

Griešanas instrumentu attīstība ieņem nozīmīgu vietu cilvēces progresa vēsturē. Jau 28.–20. gadsimtā pirms mūsu ēras Ķīnā bija vara griešanas instrumenti, piemēram, misiņa konusi un vara konusi, urbji un naži. Karojošo valstu perioda beigās (trešajā gadsimtā pirms mūsu ēras) vara griezējinstrumenti tika izgatavoti, pateicoties karburēšanas tehnoloģijas meistarībai. Urbju uzgaļi un zāģi tajā laikā bija nedaudz līdzīgi mūsdienu plakanajiem urbjiem un zāģiem.

Tomēr griezējinstrumentu straujā attīstība notika 18. gadsimta beigās, attīstoties tādām mašīnām kā tvaika dzinēji. 1783. gadā Renē no Francijas pirmo reizi izgatavoja frēzes. 1792. gadā Modslijs no Lielbritānijas izgatavoja krānus un presformas. Agrākais dokumentētais ieraksts par vītņurbjmašīnu izgudrošanu tika reģistrēts 1822. gadā, taču tos sāka ražot tikai 1864. gadā. Tolaik griezējinstrumenti tika izgatavoti no iebūvēta instrumentu tērauda ar augstu oglekļa saturu, un pieļaujamais griešanas ātrums bija aptuveni 5 metri minūtē. 1868. gadā Lielbritānijas Mušets izgatavoja leģēto instrumentu tēraudu, kas satur volframu. 1898. gadā Teilors un Vaits no ASV izgudroja ātrgaitas instrumentu tēraudu. 1923. gadā Vācijas Šleters izgudroja cementētu karbīdu. Ja tiek izmantots leģēts instrumentu tērauds, instrumenta griešanas ātrums tiek palielināts līdz aptuveni 8 metriem minūtē. Ja tiek izmantots ātrgaitas tērauds, tas tiek palielināts vairāk nekā divas reizes. Lietojot cementētu karbīdu, tas ir vairāk nekā divas reizes lielāks nekā ātrgaitas tēraudam. Ievērojami uzlabojas arī griežot apstrādātās sagataves virsmas kvalitāte un izmēru precizitāte. Ātrgaitas tērauda un cementētā karbīda augstās cenas dēļ instrumentā parādās metināšanas un mehāniskās iespīlēšanas konstrukcijas. No 1949. līdz 1950. gadam ASV sāka izmantot indeksējamos ieliktņus virpošanas instrumentiem, un drīz tos izmantoja frēzēm un citiem instrumentiem. 1938. gadā Vācijas Degussa ieguva patentu keramikas instrumentiem. 1972. gadā ASV uzņēmums General Electric ražoja polikristālisku mākslīgo dimantu un polikristālisku kubiskā bora nitrīda asmeņus. Šie nemetāliskie instrumentu materiāli ļauj instrumentam griezt ar lielāku ātrumu.

1969. gadā Zviedrijas Sandvik Steel ieguva patentu titāna karbīda pārklājumu cementēta karbīda asmeņu ražošanai, izmantojot ķīmisko tvaiku pārklāšanu. 1972. gadā Bangsa un Lagulan no Amerikas Savienotajām Valstīm izstrādāja fizikālu tvaiku pārklāšanas metodi, lai uz cementēta karbīda vai ātrgaitas tērauda instrumentu virsmas pārklātu titāna karbīda vai titāna nitrīda cieto slāni. Virsmas pārklājuma metode apvieno pamatmateriāla augsto izturību un stingrību ar virsmas slāņa augsto cietību un nodilumizturību, tādējādi nodrošinot kompozītmateriālam labāku griešanas veiktspēju.