Изготовление твердосплавных резцов

Изготовление резцов

Токарные резцы изготовляют на спе­циализированных инструментальных заводах или в инструментальных це­хах машиностроительных заводов. Державки (стержни) для резцов ило – товляют из стали 45 свободной ков­кой, горячей штамповкой или литьем в точных (оболочковых) формах. Дер­жавки для резцов с прямой головкой нарезают из проката прямоугольного сечения.

Наиболее распространенные твердо­сплавные резцы изготовляют по сле­дующей технологии: обработка опорной плоскости держав­ки строганием, фрезерованием или плоским шлифованием (литые держав­ки больших сечений по опорной плос­кости не обрабатывают); фрезерование главной и вспомогатель­ной задних поверхностей головки рез­ца, обработка передней поверхности; фрезерование гнезда под пластинку; припаивание пластинки из твердого сплава к державке. В качестве припоя применяют красную медь или латунь Л62 (сплав меди 62% и цинка 38%), листовую медь или медно-никелевые «пистоны». Гнездо посыпают прока­ленной бурой, служащей в качестве флюса, укладывают пластинку и при­пой. Головку резца нагревают для рас­плавления припоя (900—950° С) в пет­левом индукторе т. в.ч. (токи высокой частоты), изготовленном из медной трубки, по которой циркулирует ох­лаждающая жидкость (рис. 272). Пос­ле расплавления припоя резец извле­кают из индуктора и пластинку при­жимают к гнезду металлическим стержнем. Головку резца с припаян­ной пластинкой охлаждают в сухом песке или в древесной золе, что предо­храняет пластинку от возникновений трещин;

Заточка и доводка рабочей части рез­ца (см. главу 1).

Прогрессивной является алмазная заточка, т. е. заточка на алмазных кругах. Характеристика алмазного за­точного круга АСП25 М2.50.70:АСП — алмаз синтетический повышенной прочности; 25 — зернистость (средний

П пастинка твердого

777 нагрев головки резца в ин­дукторе т. в.ч. перед напаива­нием пластинки

Диаметр алмазных зерен 0,25 мм); М2 — металлическая связка; 50—кон­центрация алмаза 50% (100%-ной кон­центрацией считается содержание в 1 см3 алмазоносного слоя 3,4 карата алмазов); 70 — содержание алмазов в каратах. Алмазную заточку выполняют на алмазозаточных станках с охлажде­нием зоны заточки специальной жид­костью. Алмазная заточка высокопро­изводительная и обеспечивает высокую стойкость заточенного инструмента. После заточки твердосплавные резцы подвергают доводке на алмазных до­водочных кругах.

Алмазную доводку выполняют на до­водочном станке, имеющем точные под­шипники, обеспечивающие минималь­ное биение шпинделя (рис. 273). Ок­ружная скорость алмазного круга 20— 25 м/сек. Станок 366328 для алмазной заточки и доводки резцов имеет два шпинделя: на одном устанавливается заточный круг (на металлической связке), а на втором доводочный круг (на бакелитовой связке). Кроме алмаз­ной заточки и доводки, станок можно использовать для нанесения на перед­нюю поверхность резца стружколо – мающих лунок. Если резец затачивают на абразивном круге КЗ, то на алмаз – нозаточном станке выполняют только доводку резца и наносят лунки.

274 ГЕОМЕТРИЯ РЕЗЦА, ЗАТАЧИВАЕ – ■ МОГО И ДОВОДИМОГО НА АЛМАЗ­НЫХ КРУГАХ

Твердосплавные резцы, подлежащие алмазной доводке, должны иметь та­кие углы рабочего клина, чтобы алмаз­ный круг работал только по пластинке и не касался державки резца, иначе круг будет быстро «засаливаться». Державку затачивают предваритель­но под углом а+3°, пластинку затачи­вают под углом а, а фаску по задней поверхности доводят алмазным кругом на шприцу 1—1,5 мм (рис. 274). Алмазная доводка устраняет все ше­роховатости на режущей кромке и тру­щихся поверхностях резца, обеспечи­вает высокую остроту режущей кромки и повышает долговечность резца в 1,5—2 раза. Алмазную доводку осу­ществляют без охлаждения. Для заточки и доводки резцов из бы­строрежущей стали используют круги с рабочей поверхностью из боразона («Эльбора») —нового синтетического материала, не уступающего синтети­ческому алмазу по твердости, но имею­щего значительно более высокую крас­ностойкость.

В условиях единичного и мелкосерий­ного производства заточные и дово­дочные станки находятся непосредст­венно на механических участках. В крупносерийном и массовом произ­водстве введена централизованная заточка резцов в специальных заточных отделениях квалифицированными за­точниками: токарь получает заточен­ный и доведенный резец, а затувчен – ный сдает в кладовую. Однако н в этих условиях токарю приходится иногда перетачивать и доводить резцы в зависимости от конкретных условий работы, поэтому он должен уметь вы­полнять заточные работы. После заточки геометрию резца конт­ролируют: устанавливают, соответству­ют ли полученные углы заданным по чертежу. Контроль ведут шаблонами, которые удерживают в руке или за­крепляют в специальной стойке (рис. 275 а, б). Геометрию резца в ин­струментальных цехах и заточных от­делениях контролируют обычно спе­циальными угломерами (рис. 276, а) или универсальными (рис. 276, б).

276 КОНТРОЛЬ ГЕОМЕТРИИ РЕЗЦА НА- СТОЛЬНЫМ (а) И УНИВЕРСАЛЬ­НЫМ (б) УГЛОМЕРАМИ:

1 — определение угла, 2 — определение угла а, 3 — определение угла

Изготовление резцов

Токарный резец – инструмент режущего типа, служащий для обработки разнообразных деталей с использованием соответствующих станков. У нас можно приобрести резцы токарные, изготовление которых производится в строгом соответствии с современными стандартами ГОСТ. Вся продукция реализуется по ценам производителя.

Конструктивные особенности токарных резцов

В производстве резцов для токарного оборудования используется два конструктивных элемента, служащих для:

  • обработки металлических изделий – рабочая часть;
  • крепления в резцедержателе станка – стержень-державка в форме прямоугольника или квадрата.

Рабочая половина включает в себя:

  • переднюю кромку, по которой сходит обрезаемая стружка;
  • основную заднюю, повернутую к области обрезания заготовки, часть;
  • заднюю вспомогательную, повернутую к заготовке, поверхность;
  • грань основную режущую, находящуюся на стыке двух (задней главной и передней) поверхностей;
  • грань вспомогательную режущую, находящуюся в области соединения вспомогательной задней и передней части;
  • вершину резца, находящуюся в месте, где пересекаются вспомогательная и режущая главная кромки.

Головки рабочие могут быть:

  • с пластинами приварными или припаянными;
  • целостные;
  • с прикрепленными механически пластинами.

Классификация резцов

Производство резцов токарных и разделение их на категории осуществляется по ГОСТу:

  • из стали легированной (редко из инструментальной), цельные;
  • с твердосплавной напаяной пластиной – самый популярный вариант;
  • со съемными пластинками из стали твердосплавной, крепящиеся на рабочей поверхности станка посредством винтов и прижимов.

По характеристикам качества обработки:

  • черновые – характеризуются большой скоростью резания, крупной по ширине стружкой;
  • получистовые, чистовые – для конечного точения готовой продукции, обладают низкой скоростью резания, снимающейся стружкой небольшой ширины и толщины;
  • для тонких технологических манипуляций.

Приспособления для резьбы по металлу также могут иметь разное подающее направление:

  • левосторонние – подающиеся слева направо;
  • правосторонние – с подающим движением справа налево.

Разновидности резцов

Конструктивно резцы токарные разделяются на основные виды:

  • прямые – приспособления с рабочим элементом и держателем, находящимися на одной или 2-х параллельных осях;
  • отогнутые – рабочая головка отогнута от оси держателя (заметно сверху);
  • изогнутые – с державкой, имеющей изогнутую форму (определяется сбоку);
  • оттянутые – державка в ширину не превышает рабочую часть.
  • резьбонарезные (нарезание резьбы наружной, внутренней);
  • подрезные (подрезание уступов, выполнение торцевания);
  • расточные (расточка отверстий);
  • отрезные (отрезание заготовок, создание узких канавок);
  • проходные (проточка заготовок параллельно оси вращения);
  • фасонные (операции индивидуального характера);
  • прорезные (прорезание канавок);
  • универсальные.

По виду установки:

  • радиальные (устанавливаются перпендикулярно к оси детали);
  • тангенциальные (устанавливаются вдоль оси резца).

Изготовление резцов по металлу

Токарные резцы по металлу изготавливают в специализированных инструментальных цехах машиностроительных предприятий, на инструментальных заводах. Для изготовления режущих пластин служат в основном марки стали Т5К10, ВК8, Т15К6 (твердые сплавы), иногда Т30К4 и пр.

Державки делают из стали методом свободной ковки, литья в точных формах, горячей штамповки, для приспособлений с прямой рабочей головкой – из металлопроката прямоугольного сечения.

Технология изготовления резцов для токарного станка заключается в:

  • отрезке заготовок (в крупносерийном производстве – рубка на эксцентриковом прессе);
  • ковке головки державки;
  • фрезеровании плоскостей и граней державки;
  • снятии заусенцев от фрезерных обработок;
  • клеймении изделия;
  • напайке пластинок;
  • очищении от избытков припоя;
  • заточки предварительной режущих граней;
  • заточки режущих поверхностей окончательной;
  • доводке режущих поверхностей на специальном оборудовании.

Процесс ценообразования

Стоимость конкретного резца токарного по металлу зависит от предназначения рабочего инструмента, расценок на энергоносители, сырье и комплектующие. Если конструкция резца более простая, как, к примеру, у отрезного, то стоимость будет ниже. Резцы для нарезания внутренней и внешней резьбы имеют более сложную конструкцию, в связи с чем их ценник будет дороже. При добавлении в материал изготовления головки дорогостоящего вида металла вырастают расценки всего приспособления.

При выборе обрабатывающего инструмента не рекомендуется обращать внимание на дешевые изделия. Правильнее будет приобрести более надежный вариант от проверенного производителя по высокой цене, который не окажется одноразовым, будет служить долго и таким образом поможет сэкономить. Качественная продукция имеет сертификаты соответствия ГОСТ и ТУ, подтвержденные Декларацией «О безопасности машин и оборудования».

Заводы-изготовители предлагают обширный перечень номенклатуры токарных резцов. При необходимости предоставляется возможность производства нестандартного инструмента с требуемыми характеристиками по чертежам заказчика.

Твердосплавные резцы. Изготовление резцов с пластинками.

Твердосплавные резцы. Изготовление резцов с пластинками.

Изготовление резцов, оснащенных пластинками из твердых сплавов производится в три этапа:

Только при правильном проведении всех операций техноло­гического процесса резец с пластинкой твердого сплава даст надлежащий эффект в работе.

Стержни резцов рекомендуется изготовлять из конструк­ционной углеродистой или легированной стали, в зависимости от конструкции резца и условий его эксплуатации. Для стерж­ней резцов достаточно устойчивой конструкции (проходные, подрезные и т. п.) применяется конструкционная углеродистая сталь марок 45 и 50 с пределом прочности при разрыве 65—75 кг/мм 2 . Для стержней резцов ослабленной конструкции (отрезные, прорезные, расточные и т. п.) применяется конструк­ционная легированная сталь марок 40Х или 45Х с последующей термической обработкой до твердости Н =40 — 45. Для стер­жней резцов, работающих с небольшими нагрузками (резьбо­вые, чистовые и т. п.) допускается применение конструкционной легированной стали с пониженными механическими свойствами (марок 35 или 40).

Размеры сечения стержней резцов выбираются в зависимости от размеров оборудования и условий обработки. Рекомендуется выбирать наибольшие размеры сечения стержней для данного станка.

Длина стержней резцов выбирается в зависимости от усло­вий крепления и характера выполняемой работы. Обычно дли­на стержней резцов с пластинками твердого сплава прини­мается такой же, как и у быстрорежущих резцов.

Ниже даются основные положения по изготовлению резцов с пластинками твердых сплавов.

1-й ЭТАП — ОБРАБОТКА СТЕРЖНЯ РЕЗЦА.

Заготовка материала для стержня.

Полосовая сталь требуемого сечения раз­резается на заготовки предусмотренной чер­тежом длины.

Эффективнее всего производить разрезку материала на прессоножницах. Эту опера­цию можно также осуществить:

а) на дисковых пилах;

б) на приводных ножевках;

в) разрезкой на горизонтально-фрезерных станках;

г) кузнечным способом.

Кузнечная обработка головки резца.

Кузнечной обработке подвергаются стер­жни тех резцов, конструкция которых этого требует.

Обработка головки стержня выполняется ковкой в штампах или свободной ковкой с применением шаблонов и приспособлений. Наиболее эффективна ковка в штампах, при которой одновременно с головкой штампу­ются и задние грани стержня, что значи­тельно сокращает последующую механиче­скую обработку.

Отжиг после кузнечной обработки.

Стержни резцов, Прошедшие кузнечную Обработку, должны обязательно отжигаться с целью облегчения последующей механической обработки.

Стержни резцов, изготовленные из конструкционных углеродистых сталей марок 45 или 50, отжигаются при температуре 800 -850°, а изготовленные из хромистой конструкционной стали 40Х или 45Х — при температуре 840—870°.

Обработка опорной плоскости стержня.

Эта операция необходима для правильной установки стержня в резцедержателе стан­ка и для получения базы для последующей
механической обработки стержня, заточки и доводки, а также для контроля при про­верке углов заточки.

Наиболее эффективна обработка на мощных плоско-шлифовальных с станках с креплением стержней резцов на магнитной плите; при этом стержни одинаковой

формы и размеров обрабатываются одновременно по несколько штук.

Кроме, того операцию можно выполнить:

а) на вертикально-фрезерных станках торцевыми фрезерными головками;

б) на горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами со спиральным зубом;

в) на поперечно-строгальных станках проходными резцами.

Обработка главной и вспомогательной задних граней стержня.

Операция заключается у обработке зад­них граней стержня для получения задан­ных углов.

Наиболее производительной является об­работка на фрезерных станках с примене­нием специальных поворотных многомест­ных приспособлений, позволяющих одновременно обрабатывать несколько стержней.

Читайте также:  Неисправности кривошипно-шатунного механизма

Операцию можно также осуществить:

а) на горизонтально-фрезерном станке угловой фрезой. При этом уста­новка под требуемые углы осуществляется с помощью специальной клиновидной подкладки, либо поворотом тисков в горизонтальной плоскости;

б) на вертикально-фрезерных станках с поворотной головкой или при помощи клиновидной подкладки.

Обработка гнезда под пластинку.

Гнезда открытой формы наиболее эффек­тивно обрабатывать на фрезерных станках в специальном поворотном многоместном приспособлении.

Гнезда полузакрытого типа следует об­рабатывать па вертикально-фрезерных стан­ках концевой фрезой в поворотном приспо­соблении.

Гнезда закрытого типа (врезные) обраба­тываются на фрезерных станках дисковой фрезой. Опорная плоскость гнезда не долж­на быть выпуклой или вогнутой и не долж­на иметь заусенцев. Размеры гнезда должны соответствовать размерам пластинки твердого сплава.

Твердосплавные резцы. Изготовление резцов с пластинками.

2-й ЭТАП ПОДГОТОВКА К НАПАЙКЕ.

Шлифовка опорных плоскостей пластинок.

Операция шлифовки опорных плоскостей пластинок нужна только в случае необходимости удаления с поверхности пластинок короблений, мешающих плотному прилега­нию пластинки к гнезду.

Наиболее эффективен метод химико-ме­ханического шлифования, основанный на принципе комбинирования процесса разру­шения поверхностного слоя пластинки (ко­бальтовой связки) химическим воздействием раствора медного купороса с процессом шлифования (удаление разрушенного по­верхностного слоя).

Процесс химико-механического шлифова­ния осуществляется на специальном станке, при вращении двух дисков (верхнего и нижнего), как это показано на схеме.

Приклейка пластинок твердого сплава к верхнему диску производится клеем, состоя­щим из одной весовой части воска и трех весовых частей канифоли.

Состав суспензии, применяемой для хи­мико-механического шлифования пластинок:

Вода — 1 литр, медный купорос (серно­кислая медь) — 0,25 кг, абразивный поро­шок (корунд, наждак, электрокорунд) зернистостью 120—170 — 1 кг.

При индивидуальной шлифовке пластинок можно применять ручную зачистку на кругах из зеленого карбида кремния с применением ручных тисов.

Маркировка резца.

Знаки маркировки наносятся па левой боковой грани стержня клеймом

Кроме того, допускается окраска задних торцев стержня резца в сле­дующие цвета в зависимости от марки твердого сплава:

Таблица цветовой маркировки резца.

Марка сплаваЦвет маркировки
ВК2черный с белой полосой
ВКЗчерный
ВК6синий
ВК8красный
Т5К10желтый
Т14К8серый
Т15К6зеленый
Т15К6Ткоричневый
Т30К4голубой
Т60К6голубой с белой полосой

Если статья оказалась вам полезна — поделитесь ею в социальных сетях.

Назначение, виды и классификация токарных резцов

Резец — основной инструмент при выполнении токарных работ. За счет срезания лишнего металла деталь обретает заданную форму.

Они перемещаются в продольном и поперечном направлениях, изготовлены из разного материала, отличаются типом установки и назначением.

Общая конструкция обрабатывающего инструменты по металлу

Любой резец состоит из двух элементов:

  1. Державка — выполнена в форме квадрата или прямоугольника. Служит для фиксации инструмента в резцедержателе.
  2. Рабочая головка — задействована в процессе обработки. Она состоит из нескольких режущих кромок, которые обеспечивают обработку металлов резанием.

Классификация

Токарные резцы классифицируются по многим признакам. Этот способ изготовления, направление, материал, назначение, тип установки.

По способу изготовления

Есть три разновидности инструмента. Они изготавливаются по ГОСТу. В каждом производстве применяется тот или иной тип.

Цельные

Резец полностью изготовлен из легированной, реже инструментальной стали. Используются редко ввиду дороговизны материала. Поэтому чаще к обычному резцу припаивают соответствующую пластинку.

С напаянными пластинами из твердосплавного материала

На рабочую головку напаяна твердосплавная пластина, за счет которой происходит резка металла. Состав сплава отличается в зависимости от назначения резца.

Сборные

Считаются универсальными, на них можно устанавливать пластину из любого сплава и разного профиля (в зависимости от вида работы). Их можно использовать в качестве проходного, подрезного, упорного резца. Съемная пластина имеет форму треугольника, квадрата или многогранника. Не подлежит заточке. Когда все углы пластины износились либо сломались, ее выбрасывают.

По направлению

Инструмент подается в двух направлениях. От этого зависит, куда смотрит режущая кромка. Определить направление можно визуально.

Левые

При подаче движение выполняется слева направо. Режущая кромка расположена с правой стороны. Применяются редко.

Правые

Подача осуществляется справа налево. Главная режущая кромка находится с левой стороны.

По типу работ

На токарных станках выполняются три вида работ. Черновая обработка подразумевает быстрое снятие стружки с остатком припусков для последующих операций. Получистовая обеспечивает поверхность среднего качества, для некоторых деталей этого достаточно. Чистовая обработка заключается в доводке детали до нужного класса чистоты.

Для черновых

При черновом обтачивании снимается крупная стружка. Работа осуществляется обычно на больших режимах. Резец для черновой обработки устойчив к высокой температуре и ударам. Режущая кромка должна тверже, чем обрабатываемая поверхность. Для черновой работы предусмотрены инструменты из твердосплавных материалов.

Для чистовых

Применяются для финишной обработки готовой детали. Работают на больших оборотах и маленькой подаче. Толщина снимаемой стружки не превышает 1-2 мм. За счет этого обеспечивается чистота обрабатываемой поверхности.

Для получистовых

Универсальные резцы из твердосплавных материалов или быстрорежущей стали используются для получения средней чистоты поверхности. Они часто имеют дополнительную режущую кромку для уменьшения шероховатости поверхности. А на передней поверхности вышлифовывается канавка шириной 8-10 мм для обламывания стружки.

По типу назначения

Все резцы делятся по назначению. Каждый предназначен для выполнения той или иной операции.

Проходные

Встречаются проходной прямой и отогнутый резец. Прямой используется для обработки наружной поверхности. Конструкция инструмента позволяет аккуратно снимать фаску после окончания прохода.

Проходной отогнутый — отличается повернутой вправо или влево рабочей частью. Используется для подрезки торца. Отогнутым резцом удобно снимать наружные и внутренние фаски.

Отрезные

Главным отличием является тонкая удлиненная рабочая головка с напаянной пластиной. Используется для отрезки деталей, иногда для прорезания наружной канавки.

Расточные

Предназначены для внутренней обработки внутренней поверхности детали после сверления. Бывают для расточки глухих и сквозных отверстий.

Расточной резец для глухих отверстий имеет треугольную форму. Длина державки у разных инструментов отличается. Она определяет максимальную глубину расточки.

У инструмента для сквозных отверстий рабочая часть немного отвернута, напоминает проходной отогнутый резец. Он легко заходит внутрь заготовки, и также покидает ее на выходе. Главное, чтобы хватило длины державки.

Упорные

Самый распространенный тип для наружной обработки заготовки. По назначению схож с проходным, но им неудобно снимать фаски. Конструкция рабочей головки позволяет снимать большую толщину металла за один проход.

Резьбовые

По умолчанию они профиль режущей кромки заточен под метрическую резьбу. Для нарезки других видов резьбы необходима самостоятельная заточка с использованием шаблонов. По назначению делятся для нарезания внешней и внутренней резьбы. Наружный резец применяется для нарезки любого размера резьбы.

Внутренний может использоваться только для отверстий большого диаметра. С виду он напоминает расточной, только пластинка имеет форму копья.

Галтельные

Используются для проточки круглых канавок и переходных поверхностей многоступенчатых деталей. Имеют закругленную режущую кромку, что помогает добиться заданного радиуса.

Фасонные

Предназначены для точения сложных нестандартных поверхностей. имеют круглую или призматическую форму. Профиль режущей кромки полностью совпадает с профилем обрабатываемой поверхности. Чаще изготавливаются индивидуально под конкретную деталь. Фасонный резец обеспечивает готовую деталь за одну установку.

Подрезные

Внешне напоминает упорный резец. Но пластина имеет треугольную форму. Используются, когда необходима обработка путем поперечной подачи.

Прорезные (канавочные)

Второе название — канавочные, используются для прорезания наружных и внутренних канавок. Размер режущей кромки подбирается по ширине канавки. Головка инструмента расположена выше режущей кромки, что обеспечивает устойчивость к нагрузкам.

По способу установки

Резцы устанавливаются двумя способами. Располагаются относительно заготовки перпендикулярно и касательно.

Радиальные

Устанавливаются перпендикулярно заготовке. Используются на станках с ручным управлением и ЧПУ.

Тангенциальные

Устанавливаются касательно оси детали. Это обеспечивает инструменту большее сопротивление и позволяет за один проход снимать крупную стружку. Применяются на автоматах и полуавтоматах.

По материалу

Резцы изготавливаются из разных материалов. От этого зависит их износостойкость, теплоустойчивость и способность выдерживать ударные нагрузки.

Легированная сталь

Материал содержит ванадий, кремний, хром, марганец. Отличается высокой износостойкостью. Предназначен для обработки металла на небольших скоростях. Легированная сталь применяется для изготовления цельных резцов.

Инструментальная сталь

Это высококачественная и дешевая сталь с низкой долей вредных примесей. После закалки материал приобретает высокую твердость. Резцы предназначены для обработки стали, чугуна, цветных металлов.

Инструмент легко затачивается, обеспечивает надлежащее качество обрабатываемой поверхности. Но резцы из инструментальной стали не подходят для работы на высоких скоростях. Уже при 200º С режущая кромка перегревается и утрачивает свойства.

Твердые сплавы

Резцы из твердосплавных материалов обладают более высокой износостойкостью, чем инструментальная и легированная сталь. Используются для черновой и чистовой обработки всех видов поверхностей.

Однокарбидные

Основные составляющие — карбид вольфрама и кобальт. Используются для точения хрупких материалов.

Двухкарбидные

Состоят из карбидов вольфрама и титана, в качестве связывающего вещества идет кобальт. Обладают устойчивостью к нагреванию, окислению, ударным нагрузкам. Материал хорошо сохраняет свойства при высоких скоростях резания.

Трехкарбидные

Содержат карбиды вольфрама, титана и тантала. Отличаются высокой твердостью и стойкостью. Применяются при тяжелых режимах резания.

Металлокерамика

Износостойкий материал, сохраняющий свойства при нагревании до 800-900º С. В зависимости от сплава, резцы делятся на три группы.

Вольфрамовые — основу составляют карбид вольфрама (буква В) и кобальт (буква К). Предназначены для чугуна и цветных металлов. Резцы имеют маркировку ВК2, ВК3М, ВК4, ВК8, ВК8В. Цифра означает содержание кобальта. К примеру, в сплаве ВК8 содержится 8% кобальта, остальные 92% — карбид вольфрама.

Титановольфрамовые — универсальные резцы для чистовой и черновой обработки всех видов стали. Самые ходовые маркировки Т5К10 и Т15К6, а также Т30К4. Буква Т означает количество карбида титана, буква К указывает на содержание кобальта. К примеру, в сплаве Т15К6 содержится 15% карбида титана, 6% кобальта, остальные 79% — карбид вольфрама.

Титано-тантало-вольфрамовые — применяются для труднообрабатываемых сталей. Ходовыми сплавами являются ТТ7К12 и ТТ10К8Б. Первая цифра указывает на содержание карбидов титана и тантала (7 и 10%), вторая указывает на наличие кобальта (12 и 8%). Остальное — карбид вольфрама.

Алмаз

Для производства инструмента применяются природные и синтетические алмазы. Предназначены для тонкого точения цветных металлов, а также твердых неметаллических материалов.

Обеспечивают высокую точность и качество обработки. Из-за высокой хрупкости не применяются для обработки черного металла. Резцы бывают как с напаянным алмазом, так и с механическим креплением алмазной пластинки.

Как подобрать нужный

Выбор инструмента зависит от многих факторов. Какие моменты нужно учитывать при выборе:

  1. Обрабатываемый материал (сталь, чугун, цветной металл).
  2. Тип операции (наружная или внутренняя обработка, резьба, проточка канавок и др.).
  3. Требуемая чистота и шероховатость поверхности.
  4. Режимы резания.
  5. Тип обработки (черновая, получистовая, чистовая).

Какие действующие стандарты бывают и расшифровка их маркировки

Основным стандартом, по которым изготавливают токарные резцы, является ГОСТ:

  • Отрезные и канавочные — ГОСТ 18874-73.
  • Расточные — ГОСТ 18872-73.
  • Проходные — ГОСТ 18871-73.
  • Фасонные — ГОСТ 18875-73.
  • Резьбовые — ГОСТ 188885-73.

Маркировка по материалу рабочей части:

  • Вольфрамовые — ВК8, ВК2.
  • Титановольфрамовые — Т5К10, Т15К6, Т30К4.
  • Титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ8К6.
  • Высокоуглеродистая сталь — У10А, У12А.
  • Быстрорежущая сталь нормальной эффективности — Р9, Р12, Р18.
  • Быстрорежущая сталь повышенной эффективности — Р18Ф2, Р18Ф4, Р6М3.

Заточка

Первичная заточка выполняется на заводе при изготовлении. Новый резец имеет готовый профиль режущих кромок с соблюдением углов. Но во время работы инструмент изнашивается, и необходимо его затачивать.

Когда требуется заточить режущий инструмент

Износ резца сказывается на скорости, качестве и точности обработки. При ручной подаче отрезного или канавочного резца появляется ощущение, что инструмент идет туго.

При автоматической обработке признаками износа являются:

  • Изменение цвета стружки.
  • Ухудшение качества поверхности.
  • Искры во время точения.
  • Свист, вибрация.
  • Появление сколов и зазубрин на режущей кромке.
Читайте также:  Назначение гильз цилиндров двигателя

Общие правила выполнения

Заточка выполняется на заточном станке. Для твердосплавных материалов предусмотрен круг из электрокорунда. Инструмент из быстрорежущий стали затачивают на круге из зеленого карбида.

Резец кладут на подручник и прижимают к вращающемуся кругу. Для получения ровной поверхности его необходимо перемещать вдоль круга. Режущая кромка должна располагаться по центру круга, в крайнем случае на 10 мм выше. Когда все поверхности готовы, на пересечении главной и вспомогательной режущей кромки делается небольшое скругление.

Чтобы исключить перегрев режущей кромки, необходимо периодически ее охлаждать. Для этой цели возле заточного станка должна быть емкость с водой. Если пренебречь охлаждением, на поверхности кромки образуются микротрещины. Их не видно невооруженным глазом, но стойкость инструмента и качества обработки снижается.

Для повышения стойкости резца и спрямления кромок выполняют доводку. В зависимости от материала инструмента для этого предусмотрены алмазный (для твердосплавных) и эльборовый (для быстрорежущих) доводочные круги. Для контроля углов резца используют специальные шаблоны.

Как установить на станке

Для получения надлежащего качества и точности обработки необходим правильный монтаж резца. Также ошибки при установке способствуют быстрому износу режущей кромки.

Устанавливается инструмент в резцедержатель строго по центру. Для корректировки его по высоте в арсенале токаря должны быть металлические пластины толщиной от 1 до 4-5 мм. Установка ниже центра приводит к выталкиванию детали, что опасно и для инструмента, и для работника. Если режущая кромка завышена, она перегревается и быстро изнашивается.

При установке режущего инструмента нужно придерживаться простых правил:

  1. Протереть опорную поверхность резцедержателя.
  2. Фиксировать инструмент минимум двумя болтами.
  3. Вылет головки не должен превышать 1,5 высоты державки.
  4. При черновой обработке допускается завышение режущей кромки на 0,3-1 мм.

После установки инструмента нужно снять пробную стружку. Если поверхность получается ровная и гладкая, стружка не наматывается на резец — можно приступать к работе.

Правила эксплуатации

Токарные резцы способны долгое время выполнять основную функцию, пока не сточится рабочая поверхность. Но неправильное использование сокращает срок службы инструмента. Чтобы не допустить предварительного износа, нужно соблюдать простые правила эксплуатации:

  • Устанавливать по центру.
  • Чем больше габариты заготовки, тем крупнее должен быть резец.
  • Включать охлаждение при работе на тяжелых режимах.
  • Своевременно затачивать.
  • Периодически проводить доводку рабочих поверхностей мелкозернистым камушком, не вынимая инструмент из резцедержателя.
  • К заготовке подводить инструмент вручную, после касания включать автоматическую подачу.
  • При остановке станка сначала вручную отвести инструмент, после выключить агрегат.
  • Правильно подбирать режимы резания.
  • Не хранить инструмент в куче — это приводит к сколам и трещинам на режущей кромке.
  • При работе с отрезным резцом подводить его как можно ближе к патрону.

На токарном станке выполняется много видов работ. Для каждого процесса предусмотрен отдельный резец. Он подбирается исходя из обрабатываемого материала, режимов резания, параметров чистоты и шероховатости. Инструмент нужно своевременно его затачивать, соблюдать правила эксплуатации и хранения.

Описание и виды твердосплавных пластин для токарных резцов

Твердосплавные пластины для токарных резцов используются для увеличения производительности работ, которые выполняются посредством металлообрабатывающего оборудования. Подобные вещи позволяют сделать применение резца удобнее, это съемные конструкции, и их при поломке или износе можно будет без труда заменить. Для применения сменных инструментов цельные резцы с режущей частью и державкой не подойдут.

Преимущества использования токарных пластин

Пластины для отрезных либо расточных резцов производятся на основе разных марок твердых сплавов. Это весьма удобно, поскольку позволит вооружиться большим набором режущих элементов, которые будут обрабатывать заготовки из разных элементов.

А еще применение сменных токарных приспособлений для режущего инструмента можно уверенно назвать выгодным решением с экономической точки зрения, поскольку, если случится поломка или износ, не нужно будет менять весь резец целиком, только лишь его режущую часть. Лучше всего применять инструмент, оснащенный сменными твердосплавными пластинами, тогда, когда требуется автоматизировать технологические процессы. Это особенно важно при мелком и среднесерийном производстве разных изделий.

Твердосплавные изделия, которые ставят на токарные резцы, имеют ряд своих преимуществ:

  • они стоят дешевле по сравнению с цельными резцами;
  • заменить твердосплавный режущий элемент на новый можно очень быстро;
  • пластины на основе твердых сплавов обладают высокой надежностью даже при интенсивной эксплуатации;
  • если нужно, то подобные сменные режущие части можно переналаживать;
  • все существующие модели данных режущих элементов для резцов унифицированы, поэтому можно без труда подобрать подходящий вариант для того или иного типа обработки, а также марки материала обрабатываемой заготовки.

А еще использование сменных твердосплавных пластин, оснащенных механическим креплением, можно значительно повысить срок эксплуатации державки токарного резца, а также не потребуется затачивать и паять режущую его часть. Кроме того, в условиях применения данного инструмента температура и сила резания может снизиться до 40 процентов. Твердые сплавы обладают такими свойствами, что их можно применять для производства пластин, а с их помощью можно обрабатывать металлы при условии изменения режимов резания.

В настоящее время выпускаются разные виды твердосплавных изделий. Требования к каждому типу прописаны в государственных стандартах. Они представлены ниже:

  • ГОСТ 19086–80 — подразумевает характеристики опорных и режущих пластин, а также стружколомов;
  • ГОСТ 19042–80 — прописывает требования к форме, классификации, а также к системе обозначений пластин сменного типа на основе твердосплавных материалов;
  • ГОСТ 25395–90 — регулирует производство твердосплавных пластин нескольких типов, их фиксируют на державке резца посредством напайки. Это касается элементов, соединяющихся напайкой с резцами револьверного, проходного или расточного типа.

Параметры классификации изделий

Сменные твердосплавные пластины, устанавливаемые на токарный резец, классифицируются по некоторым параметрам:

  • типу инструмента — токарные резцы бывают канавочными, фасонными, отрезными, подрезными, расточными и прочими. Под каждый из перечисленных типов потребуется разная форма профиля, которую формируют на стадии производства пластины для резца;
  • материалу производства — свойства твердосплавных материалов меняются в зависимости от того, в каком количестве в них присутствуют титан, вольфрам и другие материалы. Сменные пластины могут быть сделаны и на основе керамики, их в таком случае применяют в основном с целью обработки жаропрочных сплавов, а еще они актуальны в случаях, когда требуется сделать непрерывную чистовую или получистовую обработку металлических заготовок;
  • размеру — в зависимости от размера обрабатываемой заготовки с помощью токарного станка нужно выбирать и твердосплавную пластину с требуемыми геометрическими параметрами. Для токарного резца независимо от его типа подбираются изделия соответствующих параметров;
  • величине заднего угла — этот параметр определяется по марке изделия, от него зависит, насколько чисто будет обработана металлическая заготовка. И чем больше будет задний угол, тем чище будет выполнена обработка поверхности. Пластины с большими задними углами в основном применяются с целью токарной обработки мягких металлов;
  • классу точности — в настоящее время производители выпускают пластины 5 таких классов. С их помощью можно обрабатывать изделия с разными допусками в зависимости от геометрических параметров заготовки.

Как маркируют пластины, и кто их производит

По маркировке твердосплавных конструкций для токарных резцов можно определить состав материала производства. В частности, маркировка Т15К6 означает, что изделие произведено на основе сплава титановольфрамокобальтовой группы. Вольфрам в составе данных сплавов присутствует в обязательном порядке. Кроме вольфрама в сплаве дополнительно должны присутствовать:

В составе подобного сплава в соответствии с маркировкой присутствует карбид титана в количестве 15 процентов и кобальт в количестве 6 процентов соответственно.

Наиболее известными производителями данной продукции, применяемыми для механического крепления на резцах, являются:

  • Ceratizit (Люксембург);
  • BDS-Machinen и Proxxon (Германия);
  • Инструмент-Сервис и Новомосковский трубный завод (Украина).

Правила выбора твердосплавных изделий

Чтобы токарные работы по металлу были высокоточными и эффективными, нужно пластины выбирать максимально правильно, тем более что их ассортимент отличается большим количеством размеров и форм. Требуется обязательно учитывать, насколько соответствуют они по размеру геометрическим параметрам режущего инструмента. Если этого не сделать, то вам будет сложно закрепить устройство на токарном резце.

Еще при выборе следует учитывать характеристики материала, на основе которого выполнена заготовка. Приспособления сделаны из такого сырья, где все металлы имеют разное соотношение, от этого зависят их эксплуатационные особенности.

Итак, сменные пластины на основе твердых сплавов, подразделяются на две основные категории:

  • те, что имеют высокую устойчивость к ударам, вибрациям и прочим механическим нагрузкам;
  • изделия, хорошо переносящие высокую температуру, которая поднимается в ходе длительной обработки металлических заготовок.

Конструкции первой категории применяются при обработке на большой скорости, это сопровождается большими механическими нагрузками, вибрацией и ударами. А изделия второго вида применяются в том случае, когда обработка предусматривает снятие большого металлического слоя.

А еще при выборе данных изделий учитывайте влияние и тип обработки заготовок. Каждый из них, осуществляемый посредством резцов, на которых зафиксированы механическим способом режущие пластины, предусматривает определенную геометрию их рабочей зоны и прочие особенности.

Если потребуется выполнить токарную обработку в большом объеме, совмещая ее с разными технологическими операциями, то лучше вооружиться целым набором сменных пластин с разными технологическими и геометрическими параметрами.

Как видите, от того, насколько правильно вы выберите твердосплавную пластину, зависит и качество работ, выполняемых с их помощью. Однако сделать правильный выбор тоже не под силу каждому, часто понимание приходит исключительно с опытом.

Технология изготовления буровых резцов Текст научной статьи по специальности « Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Коган Борис Исаевич

Изложена прогрессивная специфическая технология изготовления буровых резцов с применением оригинального высокопроизводительного оборудования для пайки.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Коган Борис Исаевич

Текст научной работы на тему «Технология изготовления буровых резцов»

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОВЫХ РЕЗЦОВ

Основным изготовителем буровых резцов, породных и угольных (рис.1), является ОАО «Куз-нецкгормаш». Их выпуск достигал 1,5 млн. штук в год. Область применения указана в работе [1]. Заготовками корпусов резцов являются отливки из стали 55 л и 60 (РУ6) и штамповки из стали 60 и 30 ХГСА. Корпуса резцов армируются твердосплавными пластинками пайкой, технология которой в основном определяет надежность резцов. В табл. 1 приведен маршрут изготовления резцов, а на рис. 2-6 – операционные эскизы механической обработки.

На основании известных исследований можно предположить об эффективности замены традиционной технологии пайки диффузионной сваркой в вакууме [2]. Однако конструкция буровых резцов для этого процесса недостаточно технологична. Практический интерес представляет перспективная технология пайки буровых резцов на установках роторного типа с применением таблетирован-ного припоя, взамен ручной пайки, на установках

ТВЧ типа ВЧГ 1-60/0,06644 по ТУ 16.529.839-73 с использованием припоя на основе меди Пр МНМц 68-4-2 по ТУ48.21.674-80, а в качестве флюса -буры технической по ГОСТ 8429-77. Корпуса резцов армируются твердосплавными пластинками ВК8 ГОСТ 3882-74. Прочность паяного шва на сдвиг статической нагрузкой должна быть > 130 -150 МПа, а гарантированная наработка на 1 резец

– не менее 88-95 п. м. шпура. По технологическим условиям допускается суммарный непропай по периметру паяного шва не более 10%.

Этапы технологического процесса таблетированной пайки бурового инструмента Подготовка пазов корпусов резцов По геометрическим параметрам и шероховатости поверхности пазы изготавливаются в соответствии с чертежом с соблюдением требуемого зазора между стенками паза и твердосплавной вставкой. по поверхности снижается, так как более шероховатая поверхность имеет своеобразные капилляры, повышающие растекаемость припоя.

Схема маршрутного технологического процесса изготовления буровых резцов ___________________ в условиях ОАО « Кузнецкгормаш»______________________________________

№ Наименование операции, модель оборудования Содержание операции, приспособления, инструменты

00 Заготовительная: кузнечно-прессовая Литейная Горячая штамповка заготовок корпусов резцов БИ741, РП7, РП30, РУ43 Литье по выплавляемым моделям корпусов резцов РУ6

15 Токарная полуавтоматная, модель 1Б240П6 Выполняется подрезка торца юбки, обработка отверстия (резцы БИ741, РП30), (рис. 2, а)

Читайте также:  Как проверить бензонасос инжектора

20 Заточная, модель 3Б634 Зачистка по радиусу кончиков хвостовиков корпусов резцов РП7, РУ6, РУ43 по шаблону (рис. 2, б)

25 Сверлильная, модель ТСМ-212 Зенковка 2-х фасок 1×45° (с переустановкой) в отверстиях хвостовиков резцов РП7, РУ43 (рис. 2, в)

30 Горизонтально-фрезерная, модель ФАС 189 и 6Н182 Фрезерование паза и зачистка заусенцев у корпусов резцов РП7, БИ 741 в многоместном приспособлении с пневмозажимом (рис.3)

35 Горизонтально-фрезерная, модель ФАС 189 и 6Н182 Фрезерование опорных (под твердосплавные пластины) плоскостей у резцов корпусов резцов РП7, БИ741, РУ43 в приспособлении с пневмозажимом специальными дисковыми фрезами (рис. 4, 5)

40 Паечная Специальный технологический процесс (см. ниже)

45 Заточная, модель 3С-2 Удаление наплывов латуни после пайки по шаблону (РУ6, БИ741, РУ43) (рис. 6)

50 Заточная, модель 3С-2 Заточить поверхности корпусов до твердосплавных пластин по шаблонам по мере необходимости (РП7, БИ741, РУ43, РУ6)

55 Доводочная, модель 3С-2 Довести режущие кромки твердосплавных вставных пластин (РП7, БИ741, РУ6)

Рис. 1. Резцы буровые: а) РП7; б) БИ-741;-25; в) РП-30; г) РУ-6; д) РУ-43

ским способом, а от масла или эмульсии – промывкой в 5 – 10% – ном растворе каустической соды в течение 10-20 мин при температуре 80 -90°С, затем в горячей воде с последующей просушкой в потоке горячего воздуха.

Подготовка твердосплавных вставок.

Пластины и штыри отсортировываются по основным параметрам согласно ГОСТ 380-75. Вставки для пайки используются чистыми и сухими.

При использовании таблетированного припоя с активными флюсами (например, Ф100 или его 6.3/ смеси с бурой и другими флюсами) снятия пленки

окислов с поверхности твердосплавных вставок не требуется. В случае применения в качестве флюсовой добавки в таблетках буры твердосплавные вставки обрабатывается по следующему циклу:

Рис. 2. Операционные эскизы: а) операция 15;б) операция 20; в) операция 25

В пазах недопустимы следа масла, эмульсии, ржавчины или других загрязнений. Очистка от окалины или ржавчины производится механиче-

Рис. 4. Операционные эскизы к операции 35: а) РП7; б) БИ 741

Рис. 5. Операционные эскизы к операции 35: РУ43

Рис. 6. Операционные эскизы к операции 45: а) РУ6 РП7; б) БИ741; в) РУ43.

– нагрев в печи до 300оС на воздухе;

– выдержка 10 – 15 мин при этой температуре;

– охлаждение на воздухе;

– очистка от окислов в галтовочном барабане в течение 1 – 2 часов в смеси речного песка (25%), древесных опилок (15%), воды (20%) остальной объем – твердосплавные вставки;

– промывка в горячей воде и сушка в потоке горячего воздуха.

Подготовка таблеток припоя к пайке [6].

Для пайки твердосплавного бурового инстру-

мента применяются таблетки, содержащие припой и флюс, поэтому не требуется дополнительного применения ни припоя, ни флюса отдельно. Хранятся таблетки в сухом помещении в условиях, исключающих их загрязнение, запыление и увлажнение, механическое повреждение.

В случае некоторого увлажнения таблеток (в помещении с повышенной влажностью) таблетки перед пайкой просушиваются при 200°С в течение 1,5 -2 часов в камерной печи или сушильном шкафу.

Технологический цикл пайки.

Технологический процесс пайки угольных резцов включает сборку под пайку – укладку таблеток и вставок в паз, фиксацию правильного положения вставки и таблетки в пазах, ввод собранного изделия в зону нагрева, непосредственно пайку, выдержку для полного выравнивания температур корпуса и поджим припаиваемой вставки в момент полного распая таблетки, вывод изделия из зоны нагрева, выдержку на воздухе для полной кристаллизации припоя, перемещение (или сброс) изделия в емкость для охлаждения. Режимы пайки резцов при нагреве ТВЧ на установках типа ВЧГ1 – 60/0,06644:

первоначальная до 600-700оС 100 – 200°С/с; до температуры пайки 1000-1050оС 45 – 55°С/с;

– скорость охлаждения 10 -20°С/с;

– температура пайки 1000 -1050°С;

– время выдержки при пайке 15 – 20с.

В зависимости от варианта технологического осуществления выбирается тот или иной цикл пайки с соблюдением основных параметров. Один из вариантов пайки резцов таблетированным припоем – пайка на роторном столе с тремя основными позициями: загрузка и фиксация, нагрев и

фиксация, сброс (рис. 7) [3, 4].

Длительность пребывания резца на каждой позиции ограничивается основным технологическим временем – выдержкой при нагреве во время непосредственной пайки (20 с). Загрузочные операции и сброс укладываются по времени в эту

Рис. 8. Общий вид элементов пайки и узла в сборе

расчетную длительность. Общий цикл и последовательность операции могут быть в этом случае такими:

– укладывают в гнездо резец (2 – 3 с);

– затем в паз укладывают таблетку, а сверху – твердосплавную вставку (5 – 10 с) (рис. 8);

– фиксируют детали собранного узла специальным ограничителем – фиксатором (1 – 3 с);

– подают деталь в зону нагрева (в индуктор) со скоростью межпозиционного вращения роторного стола;

– производят первичный подогрев паяемого узла (1 – 2 с);

– производят нагрев детали до температуры пайки (14 – 18 с);

– осуществляют прижим твердосплавной вставки к основанию паза (1 – 3 с);

– выводят резец из индуктора со скоростью межпозиционного вращения роторного стола;

– выдерживают резец на воздухе в течение нескольких секунд до полной кристаллизации припоя;

– производит сброс резца в лоток (2 – 3 с).

После этого резец направляется на закалку и

последующую механическую обработку (очистку, заточку).

ОАО «ВНИПТИМ» (г. Кемерово) разработана, изготовлена и внедрена в ОАО «Кузнецкгор-маш» механизированная установка для пайки буровых коронок, состоящая из загрузочного роторного стола 1 со штырями 2 под коронки, щелевого индуктора 3 с высокочастотным блоком 4, дозаторов 5, 6, фиксатора 7, автосъемника 3, конвейера 9, ванны 10 для изотермической закалки, шагового привода 11 и шкафа управления 12 (рис. 7) [3, 4].

Такая установка может быть приспособлена для пайки буровых резцов таблетированным припоем.

Равномерный и качественный прогрев корпуса и вставок обеспечивается правильно выбранной скоростью вращения роторного стола и длительностью нахождения деталей в индукторе. Наилучший вариант технического решения в этом случае – обеспечение вращения самой детали в зоне действия индуктора в процессе прогрева корпуса и твердосплавной вставки.

Кроме того, равномерный прогрев возможен при правильном выборе зазоров между индуктором и деталью, а также при использовании низкочастотных установок. Время нагрева при пайке выбирается примерно в пределах расчетного:

где О – температура плавления припоя, °С;

Ж – допускаемая скорость нагрева, °С/с.

Тип оборудования Мощность, кВт Рабочая частота, кГц

ИЗ2а – 100/8 100 8

ИЗ1 – 100/2,4 100 2,4

Тиристорный преобразователь частоты ТПСР 250-400-2400-2УЗ ТУ 24.11.01.082-84 с блоком БВН-1 (ЦНИИМ, г. Екатеринбург) 100 2,4

Во избежание выгорания компонентов припоя, приводящего к пористости и хрупкости паяного соединения, время выдержки припоя в расплавленном состоянии не должно быть большим и может составлять примерно 5 – 15 с.

Усилие поджатия твердосплавной вставки устанавливается из расчета 1-2 кг на 1 см2 поверхности основания. Во время процесса кристаллизации и охлаждения какого-либо сдвига или перемещения вставок по пазу не должно быть.

Для обеспечения качественной пайки и последующей термообработки скорость охлаждения коронки должна быть малой с последующим выравниванием температуры на уровне закалочной. Это обеспечивает резкое снижение внутренних остаточных напряжений в соединении «сталь -припой – твердый сплав». Растягивающие напряжения на наружной поверхности твердого сплава минимальны. Это увеличивает эксплуатационную стойкость бурового инструмента.

Оборудование для пайки выбирается таким образом, чтобы при сочетании высокой производительности пайки с оптимальной скоростью нагрева обеспечить высокое качество паяного шва и заданную прочность соединения. По сложившейся практике этим требованиям соответствуют установки индукционного нагрева ТВЧ. Основные характеристики некоторых из них в табл. 2.

В комплекс оборудования для индукционной пайки буровых инструментов входит щелевой индуктор, обеспечивающий оптимальное сочетание равномерности прогрева и режимов работы источника ТВЧ. Конструктивные особенности индуктора (ширина и рельеф внутренней поверхности, высота, длина активной части, зазор между деталью и индуктором) должны обеспечивать равномерный прогрев твердого сплава и корпуса инструмента со скоростью, близкой к скорости передачи тепла внутрь материала этих элементов. Эти скорости выбирают в пределах 5 – 15°С/с. Более ускоренный и интенсивный нагрев может вызвать большие внутренние напряжения и способствовать образованию микротрещин как в твердом сплаве, так и в стали. Так, для пайки буровых резцов используется проходной индуктор (рис. 9), изготовленный из медной трубки (ГОСТ 617-90) диаметром 8 -10 мм. В индукторе предусмотрен подвод и отвод охлаждающей воды.

При использовании ламповых генераторов для пайки угольных или породных резцов используются индукторы кольцевого и щелевого типа.

Необходимая концентрация магнитного поля достигается за счет конструкции индуктора: он выполняется с двусторонними выточками в П-образных пластинах магнитопровода.

Качество паяного соединения

В процессе пайки контролируются электриче-

Рис. 9. Индуктор для пайки

ские параметры и временной режим цикла нагрева, кристаллизации припоя, подстуживания детали перед термообработкой для исключения перегревов или недогревов деталей.

Внешний осмотр паяных соединений – наиболее простой и распространенный способ контроля качества пайки, Признаками качественной пайки бурового инструмента являются правильное положение твердосплавной вставки, непрерывный валик-галтель вдоль всего паяного шва, отсутствие непропаев, наплывов, трещин.

После окончательной подготовки бурового резца определяются два параметра качества пайки: наличие или отсутствие непропаев;

прочность паяного шва.

Метод цветной дефектоскопии – основан на способности специальных красителей проникать в мелкие поры и трещины и изменять цвет других красок.

Контролируемая деталь очищается от излишков флюса и припоя, твердосплавная пластинка отшлифовывается, производится обезжиривание паяного шва. Затем на подготовленные поверхности кистью наносится красный краситель и просушивается в течение одной минуты. После этого слой краски удаляется тампоном, смоченным в

растворе керосина и трансформаторного масла (3:7), и наносится тонкий слой белой краски. Трещины при этом проявляются в виде красных линий.

Люминесцентный метод контроля качества паяного соединения основан на способности люминофоров светиться при ультрафиолетовом обучении. В качестве люминофора используются следующие составы, %:

олеиновая кислота 9-10

трансформаторное масло 61-63

трансформаторное масло 25

Деталь погружается на 3-5 минут в состав, затем промывается в проточной воде и сушится в струе воздуха. После этого деталь облучается ультрафиолетом в затемненной кабине. Имеющиеся в паяном шве трещины ярко светятся.

Прочность паяного шва на буровом инструменте определяется на образцах, вырезанных из детали при испытании на статический срез [7].

Изменение формы собственности, перепрофилирование производства приводит к утрате прогрессивных технологий. Такое положение имеет место в ОАО «Кузнецкгормаш». Поэтому данная публикация позволит сохранить для пользователей специфическую технологию изготовления буровых резцов и опыт освоения прогрессивных технологий пайки.

1. Иванов К.И., Латышев В.А., Андреев В.Д. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. – М.:Недра, 1987. – 272 с.

2. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. – М.: Машиностроение, 1975. – 312 с.

3. Коган Б.И., Хобатков А.М. Полуавтоматическая установка для пайки штыревых буровых коронок. / Механизация и автоматизация производства, 1986, № 11. С. 6.

4. Хобатков А.М., Корецкий Ф.А. Устройство для пайки и термообработки перфораторных коронок. А.с. № 1148739, В23К 3/00, Бюл. № 3, 1985.

5. Махоткин М. В. и др. Повышение качества паяных резцов для шнекового бурения. / Сварочное

производство, 1987, № 1. С. 8.

6. Базильский С. В. и др. Таблетированный припой для пайки инструмента. / Автоматическая сварка,

7. Базильский С.В., Фрумин Е.И. Образцы для статических и ударных испытаний паяных соединений и выбор критериев оценки качества медных припоев. / Сварочное производство, 1988, № 5. С. 29.

Коган Борис Исаевич,

– докт. техн. наук, проф. каф. технологии машиностроения

Ссылка на основную публикацию