Алмаз — минерал, разновидность самородного углерода желтоватого, зеленоватого, голубого или черного цветов. Износостойкость и твердость кристалла алмаза в разных направлениях неодинакова, поэтому перед изготовлением резца алмазы нужным образом ориентируют. Кристаллы алмаза перед ориентацией необходимо аттестовать по внешней форме, цвету, плотности, включениям, трещинам и т. д.
Наряду с крупными включениями и трещинами, видимыми невооруженным глазом или при небольшом увеличении, алмазы могут иметь мельчайшие дефекты, трещины и включения, не видимые даже при сильном увеличении под микроскопом. Эти дефекты вызывают в кристалле алмаза внутренние напряжения, которые могут привести к расколу кристалла при огранке алмаза.
В практике изготовления алмазных резцов широко распространен так называемый визуальный метод ориентации. Визуально можно ориентировать алмазные зерна правильной формы, так как между внешними элементами кристалла алмаза (ребрами и гранями) и расположением осей симметрий существуют закономерности. Погрешность визуального метода ориентации достигает 20%. Недостатком этого метода ориентации является сравнительно низкая точность и необходимость иметь кристаллы правильной формы. Алмазное зерно после ориентации закрепляется на шеллаке в переходном приспособлении, а затем переносится на основную державку.
Крепление кристалла алмаза в державке можно осуществить пайкой специальными припоями или механическими способами, например зажимом накладками. Пайку кристалла в державке производят серебряными припоями, а иногда используют цинкоалюминиевые и медно-цинковые припои. В резцах для нарезания растровых решеток кристалл алмаза закрепляют пайкой оловянистым припоем. Цинко-алюминиевый припой вследствие того, что имеет сравнительно низкую температуру плавления может быть с успехом использован при изготовлении резцов, служащих для нанесения штрихов на лаковых покрытиях.
Резец для нанесения штрихов и линий состоит из тела и головки. Конфигурация и размеры тела резца определяются конструктивными особенностями устройства для закрепления резца в суппорте, размером кристалла алмаза и методом фиксации кристалла в оправке. Выбор формы головки резца производится в зависимости от ширины штриха и длины нарезаемой линии. Если на сетке или шкале требуется нанести несколько коротких штрихов или две-три линии шириной 3 мкм, то можно применить и металлические резцы.
При этом необходимо помнить, что металлические резцы, имеющие толщину лезвия меньше 7 мкм, во время работы быстро снашиваются, вследствие чего значительно увеличивается ширина штрихов при гравировании. На выбор материала головки резца и на конструктивные ее особенное в сильной степени влияют параметры шкал и сеток и материал в виде усеченного конуса (в) заготовки. Если линии элементов шкал или сеток имеют одно направление, То независимо от конструкции машины выбирают резец трапецеидального или треугольного поперечного сечений.
Резцы, применяемые для гравирования по грунту, имеют притупление такого размера, который обеспечивает должную ширину штрихов или линий после травления. Если же на сетке необходимо нанести штрихи в разных направлениях неодинаковой ширины, то резец делают в форме лопаточки с прямоугольным сечением. Надписи, оцифровка и сетки с линиями или спиралью большой кривизны наносят по грунту резцами с конической головкой. При нанесении линий и штрихов материал заготовки удаляют или спрессовывают и частично раздвигают в стороны под инструментом, производящим штрих.
Различие методов нанесения линий обуславливает конструктивное различие и в инструментах. Иногда резание или гравирование на делительных или копировально-гравировальных машинах производят дисковыми фрезами и резцами, тело которых имеет цилиндрическую, коническую или многогранную форму, зависящую от формы цанги в машине.
Таблица 2
Характеристики резцов
Для строгания или резания по металлам, пластмассам, покрытиям и т. д. у резцов делают профиль головки трапецеидального (рис. 16, а) или треугольного (рис. 16, б) поперечного сечения. Для гравирования знаков и рисунков, а иногда и при нанесении штрихов по специальным покрытиям резцам придают форму усеченного конуса (рис. 16, в) или четырехгранной усеченной пирамиды с прямоугольным или квадратным основанием.
Рис. 16. Резцы для нанесения штрихов и надписей:
для строгания с головкой трапецеидального (а) и треугольного (б) поперечных сечений и для гравирования с головкой в виде усеченного конуса (в)
Основные характеристики резцов для нанесения делений и надписей представлены в табл. 2. Углы резцов зависят от формы штриха и материала заготовки. Ширина штриха определяется углом φ при вершине резца. Задний угол α и передний γ выбираются исходя из материала заготовки, на которой наносятся штрихи и линии.
