>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

ТОКАРНОЕ ДЕЛО

Изготовление твердосплавных резцов

Изготовление резцов производится в инструментальном цехе специальными рабочими и начинается с подготовки припаиваемой пластинки, у которой должно быть устранено (шлифованием) коробление опорной плоскости, если таковое имеется. Эта плоскость и боковые стороны пластинки, соприкасающиеся со стержнем резца, должны быть тщательно очищены от окалины и случайных загрязнений.

Стержни резцов, изготовленные кузнечным способом из углеродистой стали, должны быть подвергнуты отжигу при температуре 800—850°С, а стержни, изготовленные из сталей марок 40Х и 45Х, — при температуре 840—870°С. Опорная поверхность стержня должна быть обработана. Гнездо в нем под пластинку должно быть обработано так, чтобы пластинка ложилась на стержень резца без качки. Угол γ_n вреза пластинки (рис. 17), измеренный в главной секущей плоскости, следует делать равным переднему углу резца или немного больше этого угла.

Рис. 17. Положение пластинки в стержне резца до заточки

Для уменьшения стачивания пластинки при первой заточке резца гнездо в стержне должно быть таким, чтобы пластинка выступала над державкой на 0,5—0,6 мм. Для более удобного затачивания резца по передней поверхности верхняя плоскость пластинки должна быть выше верхней поверхности стержня на 1,0—1,5 мм. Глубина h не должна превышать 1/3 высоты стержня резца.

В качестве припоя может быть использована электролитическая медь (температура плавления 1080°С) или медно-никелевый припой (температура плавления 1220°С) следующего состава: 70% меди, 30% никеля. Существуют и другие припои, составы которых приведены в книгах по инструментальному делу.

Для предохранения поверхности гнезда и пластинки от окисления, для удаления окислов, а также для лучшего смачивания поверхностей во время пайки применяется флюс, в качестве которого обычно используется бура, предварительно расплавленная, истолченная и просеянная через мелкое сито.

Нагревание стержня резца и пластинки в процессе пайки лучше всего производить посредством токов высокой частоты, в индукторе (рис. 18, а), внутренние размеры которого должны быть на 20—30 мм больше размеров стержня резца. После того, как резец нагреется до температуры плавления флюса (при использовании буры примерно до 750—800°С), его посыпают флюсом и, вынув резец из индуктора, металлической щеткой очищают гнездо от шлака. Затем гнездо вновь посыпают флюсом, укладывают на него пластинку, сверху кладут припой и вновь посыпают флюсом так, чтобы он сплошным слоем покрыл припой и пластинку. После этого нагревают резец до температуры около 1200°С и как только припой расплавится — резец быстро вынимают из индуктора и остроконечным стержнем прижимают пластинку к поверхности гнезда. Для медленного охлаждения напаянный резец помещают на 2—3 ч в ящик с размолотым древесным углем или сухим песком.

Рис. 18. Нагрев резца под напайку пластинки

При отсутствии высокочастотной установки для нагревания напаиваемого резца может быть использована муфельная печь или, в крайнем случае, пламенная ацетилене-кислородна я горелка. Работа в этом случае должна поручаться опытному сварщику. Пламя горелки должно быть восстановительным (с избытком ацетилена) и направлено на стержень (рис. 18, б), а не на пластинку.

Заточка и доводка твердосплавных резцов должны производиться на алмазных кругах. Наиболее качественная заточка и доводка твердосплавных резцов достигается при использовании кругов из естественного (обозначается буквой А) или искусственного (обозначается буквами АС) алмаза. Дело в том, что высокая режущая способность алмаза позволяет производить заточку, прижимая резец к кругу с меньшей силой, чем это требуется при использовании кругов из других материалов. Благодаря этому температура нагрева резца в процессе заточки на алмазном круге в 4—5 раз ниже, чем при других кругах. Это исключает образование трещин на пластинке в процессе заточки. Трещины иногда бывают незаметны на глаз, но хорошо видны в лупу. Чувствительность к образованию трещин при заточке особенно велика у резцов с малокобальтовыми и высокотитановыми твердыми сплавами (ВК2, ВКЗМ и Т30К4 и т. д.) Для уменьшения трудоемкости и экономии заточного и доводочного кругов рекомендуется при заточке резцов принимать для главной и вспомогательной задних поверхностей — тройной, а для передней поверхности — двойной угол заточки (рис. 19).

Рис. 19. Углы заточки и доводки резцов алмазными кругами

Для заточки твердосплавных резцов рекомендуются алмазные круги марок А12, А10, А8 и А6 (где 12, 10 и т.д. — зернистость круга; например, зернистость 12 указывает, что наименьший размер зерна данного круга 0,12мм) с концентрацией¹ 100% и металлической связкой (обозначается буквой М). Можно использовать в этом случае круги марки АС, т. е. из искусственного алмаза. При выборе зернистости следует учитывать припуск на заточку: чем больше припуск, тем крупнее должно быть зерно. С увеличением размера зерна уменьшается расход алмаза, резко возрастает производительность, но ухудшается чистота обработанной поверхности. Размеры круга выбираются с учетом имеющегося оборудования (следует учитывать, что наиболее производительными являются круги наибольших размеров).

Скорость вращения круга должна быть 30—35 м/сек, продольная подача 0,5—1,0 м/мин, поперечная подача 0,02—0,03 мм на один двойной ход. Заточку следует производить с охлаждением (1—2 л/мин), резко снижающим силы резания, повышающим чистоту обработанной поверхности, увеличивающим производительность заточки и значительно уменьшающим расход алмазных кругов.

Правку алмазных кругов рекомендуется производить абразивным кругом или брусками из зеленого карбида кремния зернистостью 25—16, твердостью CM1—СМ2 на керамической связке, с охлаждением.

Для очистки поверхности алмазного круга от стружки следует применять пемзу.

Станки и приспособления, используемые для алмазной заточки твердосплавных резцов, должны быть жесткими. Биение кругов не должно превышать 0,01 мм. Форма круга — плоский с выточкой (ПВ) или цилиндрический чашечный (ЧЦ).

При выполнении приведенных выше рекомендаций шероховатость обработанной поверхности резца получается 8—10-го класса.

Ниже приводится порядок обработки алмазным кругом поверхностей твердосплавного резца:

1. заточка главной задней поверхности стержня под угол α+5°;
2. заточка вспомогательной задней поверхности стержня под угол α₁+5°;
3. заточка передней поверхности пластинки твердого сплава под угол у;
4. заточка главной задней поверхности пластинки твердого сплава под угол α+3°;
5. заточка вспомогательной задней поверхности пластинки твердого сплава под угол α₁+3°;
6. закругление вершины резца.

Стержень резца следует обрабатывать электрокорундовыми кругами. Несоблюдение этого правила приводит к засаливанию круга, а иногда к образованию трещин на пластинке твердого сплава. Давление резца на круг должно быть незначительным во избежание появления трещин и увеличения износа круга. Направление вращения круга должно быть сверху вниз, т. е. круг должен как бы набегать на затягиваемый резец. Круги следует своевременно править, так как при засаленном круге образуются трещины в твердосплавной пластинке.

В случае отсутствия алмазных кругов заточку твердосплавных резцов можно производить кругами из других материалов, руководствуясь при этом данными табл. 2.

Таблица 2
Круги и окружные скорости при заточке твердосплавных резцов

Последовательность заточки и доводки резцов из твердых сплавов в этом случае такая же как и при одноименных операциях для резцов, затачиваемых алмазным кругом.

После заточки резца, даже на мелкозернистом круге, на режущей кромке его остаются зазубрины, а задняя и передняя поверхности получаются повышенной шероховатости. Во время работы эти зазубрины и шероховатость вызывают интенсивный износ резца, что снижает его режущие свойства и повышает шероховатость обрабатываемой поверхности. Поэтому заточенный резец следует доводить на алмазном круге и только при отсутствии требуемого круга — на притирочном диске пастой из карбида бора.

Чем выше должно быть качество доводки, тем мельче следует выбирать зерно круга.

При правильном выполнении доводки шероховатость доведенных поверхностей снижается до 11 класса чистоты и даже больше.

Доводка твердосплавных резцов при отсутствии соответственных алмазных кругов может производиться пастой из карбида бора на вращающихся чугунных (НВ120—160) дисках при скорости вращения диска 1,0—1,5 м/сек.

Паста нормальной производительности состоит (по весу) из 70% карбида бора и 30% парафина. В пасте повышенной производительности содержится 85% карбида бора и 15% парафина.

1. доводка главной задней поверхности под углом α на величину фаски шириной 1,5—3 мм;
2. доводка передней поверхности под угол γ на величину фаски шириной 2—4 мм;
3. закругление вершины резца.

Вспомогательная задняя поверхность резца не доводится.

Для получения высокого качества доводки необходимо, чтобы биение доводочного круга или диска не превышало 0,05 мм. Вращение круга и диска должно быть обратным вращению круга при заточке и направлено под режущую кромку. Перед нанесением пасты на диск его следует слегка протереть войлочной щеткой, смоченной в керосине. Слой пасты, наносимой на диск, должен быть тонким; толстый слой не ускоряет процесс доводки. Резец следует плавно подводить к доводочному диску и легко прижимать к нему. Сильный нажим не ускоряет доводку, а только увеличивает расход пасты и ускоряет износ диска.

Проверка правильности углов резца в простейшем случае производится шаблонами, подобными показанному на рис. 20, а. Наклонные стороны А и В шаблона составляют с его основанием (с правой стороной по рис. 20, а) углы, равные 90° — α, где угол α для стороны А равен, например 8°, а для стороны В — 12°. Это дает возможность проверить на плите правильность заднего угла резца, как показано на рис. 20, б. Вырезы у основания шаблона сделаны с разными углами, равными углам заострения резцов, предназначенных для обработки различных материалов. Проверка этим шаблоном угла заострения резца показана на рис. 20, в. Шаблон следует располагать в плоскости, перпендикулярной к главной режущей кромке.

Рис. 20. Шаблон (а) для проверки углов резца и его применение при проверке заднего угла (б) и угла заострения (в) резца

Для проверки и измерения углов резцов пользуются также специальными универсальными приборами.

Чистоту доведенных поверхностей резца и отсутствие на режущей кромке зазубрин проверяют при помощи лупы с 10—20-кратным увеличением.

¹Концентрация круга характеризует количество алмаза в данном круге. Условно за 100-процентную концентрацию принято считать содержание в каждом кубическом миллиметре круга 0,00439 карата (1 карат весит 0,2 г). Чем выше концентрация, тем лучше режущая способность круга и больше расход алмаза.