Конспект лекций «Технология инструментального производства» (стр. 5 )

Для снятия напряжения в паяном соединении инструмент после напайки помещают в печь с температурой 350...400 °С и охлаждают вместе с печью.

Контроль качества напайки. Внешним осмотром проверяют сплошность и толщину паяного шва. Толщина должна быть не более 0,1 мм, а разрывы шва допускаются в виде единичных черточек дли­ной 1,5...2,0 мм. Эти разрывы определяют по черточкам темного цве­та, который появляется после промывки инструмента в керосине и обтирки, так как керосин, проникший в щели, выделяется, придавая темную окраску в разрыве шва.

Прочность паяного соединения проверяют на сдвиг пластины под прессом, а выборочно — путем срубания пластины зубилом. Пласти­на при этом должна крошиться, а не отскакивать целиком.

Разработан и неразрушающий ультразвуковой метод контроля ка­чества напайки пластин.

Наличие трещин и микротрещин проверяют методом люминес­центной дефектоскопии. Флюоресцирующий раствор из 10 % автола и 90 % керосина после окунания в него инструмента на 2...3 мин про­никает в трещины и микротрещины шириной свыше 5 мкм. После промывки в бензине, просушки под вентилятором, опудривания маг­незитовой пудрой и облучения ультрафиолетовыми лучами на фоне темно-фиолетовой пластины ярко светятся дорожки вышедшего из трещин люминофора. Трещины можно обнаружить и более совре­менным токовихревым методом, а также визуально после химиче­ской очистки, когда при охлаждении из них выжимается солевой рас­твор. Вода раствора испаряется, и на пластине видны белые солевые дорожки.

Поскольку инструмент с трещинами — окончательный брак, то разбраковку или выявление трещин можно выполнить более про­стым, но разрушающим способом. Например, пластина с трещиной частично отрывается от державки после удара с плеча верхней плос­костью державки о стальную болванку. Резец при этом держат за дер­жавку с противоположной от головки стороны, а ударяют державкой посередине ее длины. Подтверждением того, что откололась часть пластины с трещиной, является окисленная поверхность излома, не серебристо-металлический, а матовый цвет скола хотя бы у края тре­щины.

Таким же образом можно проверить прочность припайки пласти­ны: пластина не должна отскакивать от державки.

Приклеивание пластин. Приклеивать можно пластины из любых режущих материалов, что особенно важно для минералокерамики и синтетических сверхтвердых материалов. В настоящее время химиче­ская промышленность выпускает синтетические клеи с теплостойко­стью до 600 °С. Этого вполне достаточно, так как во время работы ин­струмента в зоне шва температуры свыше 600 °С практически не бы­вает. Прочность клеевого соединения достаточная даже для выполне­ния обдирочных работ. Стойкость клееных инструментов в среднем в 1,5 раза выше, чем паяных, так как почти полностью исключается такая причина износа как электроэрозия в связи с разрывом цепи термоЭДС (клей — диэлектрик). Трещины и внутренние напряжения в приклеенных пластинах отсутствуют, нет причин для их возникновения. После обезжиривания пластины наклеивают при комнатной температуре или температуре 60...80 °С, а сушат клеевое соединение при температуре 180...200 °С. Единственным недостатком клееных конструкций является необходимость тщательной подготовки по­верхностей под склеивание и осторожной заточки, не допускающей нагрева соединения в зоне шва выше температуры термостойкости клея.

Прессование заготовок из порошков. Прессованием порошков можно получать заготовки из любых инструментальных материалов, если это экономически выгодно. Так, например, получают режущие пластины из твердого сплава, минералокерамики, рифленые ножи сборных инструментов. Однако технологи-машиностроители или инструментальщики машиностроительного завода этими специаль­ными вопросами занимаются редко. Им чаще приходится встречать­ся с получением заготовок фасонного монолитного твердосплавного инструмента: сверл, фрез, зенкеров, разверток, зуборезных и других хвостовых инструментов или насадных в виде коронок. Это, как пра­вило, инструменты малых размеров. Изготавливают их из пластифицированного твердого сплава (пластификатор — парафин до 7 %) двумя методами.

Брикеты пластифицированного твердого сплава помещают в кон­тейнер и через твердосплавный фильер выдавливают заготовку соответствующей формы, например сверла, развертки, метчика и т. д. Такие сырые заготовки имеют форму готового инструмента. После выдавливания заготовки спекают в водородной атмосфере (предохране­ние от окисления зерен порошка), затем присоединяют к державкам из конструкционной стали, если это необходимо, шлифуют и затачивают.

При втором методе прессуют заготовки цилиндрической или призматической формы, как миниатюрные поковки. После предварительного спекания их обрабатывают со скоростью 50... 150 м/мин, но с малыми подачами. Обработку ведут твердосплавными инстру­ментами с увеличенными передними (10... 15°) и задними (20...30°) уг­лами, придавая заготовкам необходимую форму. После обработки резанием — окончательное спекание, шлифование и заточка. Так по­лучают дисковые модульные, канавочные и прорезные фрезы, сверла и некоторые другие инструменты, в том числе фасонные. Здесь важно правильно рассчитать размер заготовки до спекания:

А1 = (А + С)K + С1 ,

где А — окончательный размер инструмента;

С — максимальный при­пуск на обработку до спекания;

К — коэффициент, учитывающий усадку при спекании (1,25... 1,30);

С1 — максимальный припуск на об­работку после спекания.

 

1.4. Выбор промежуточных видов обработки.

Если выбрана заготовка, финишные методы обработки, есть чер­теж готового инструмента, то, овладев основами технологии машино­строения, назначить промежуточные виды обработки не представля­ет труда. Специфичные для инструмента операции обработки реза­нием будут рассмотрены ниже.

 

1.5. Разработка технологического маршрута.

К этому времени уже знаем метод получения заготовки, ее форму и виды механической обработки резанием. Все известное располага­ем в последовательности выполнения, пока без привязки к конкрет­ному технологическому оборудованию, и получаем технологический маршрут.

 

1.6. Выбор технологических баз.

1.6.1. Выбор основных технологических баз.

Требования к технологическим базам и их выбор основан на тех же соображениях, что и при обработке любых деталей. Здесь, как и в любых других случаях, необходимо стремиться к единству баз конст­рукторских, технологических и измерительных. Несложно выбрать технологические базы для обра­ботки любой детали. Для обработки инструмента — это еще проще. Есть три типовых группы инструментов:

а) хвостовые: сверла, зенкеры, развертки, фрезы, протяжки круг­лые и др., долбяки хвостовые;

б) насадные — инструменты типа тел вращения с отверстием для
посадки на оправку: зенкеры, развертки, фрезы, долбяки, шеверы,
круглые фасонные резцы, резьбонарезные плашки, круглые резьбо­нарезные гребенки, насадные метчики;

в) плоские: резцы стержневые, призматические, пластинчатые,
ножи к сборному инструменту, протяжки плоские, резцы зубострогальные, гребенки зуборезные.

Для этих инструментов технологические базы уже не раз выбирались и хорошо известны. i

У хвостового инструмента основными технологическими базами являются центровые отверстия, а у мелкого (0 < 8 мм) — наружные центры. Для обработки длинного инструмента, например протяжки, длинного сверла, во избежание прогиба приходится дополнительно использовать цилиндрическую поверхность, которой инструмент опирается на подвижный или неподвижный люнет.

У насадного инструмента главной технологической базой являет­ся отверстие или торец, а вспомогательной — соответственно торец или отверстие. При этом главной базой является наиболее развитая поверхность. У инструмента типа цилиндра, например цилиндриче­ская фреза, главной технологической базой является отверстие, а то­рец — вспомогательной. У инструментов типа дисков, например зуборезный долбяк, главная база — торец, а вспомогательная — отвер­стие.

У плоского режущего инструмента основными технологическими базами являются плоскости. Самая большая по площади поверхность служит установочной базой, самая длинная — направляющей, а самая малая — опорной.

 

1.6.2. Выбор первичных, черновых, технологических баз.

Черновые базы необходимы для обработки с требуемой точностью основных технологических баз, на которых будет проводиться вся дальнейшая механическая обработка.

Черновой базой хвостового инструмента служит необработанная наружная цилиндрическая поверхность заготовки.

У насадного инструмента на разных этапах обработки основных технологических баз черновыми базами могут быть разные поверхности. Для первичной обработки основных баз (отверстий и торцов) основной черновой базой является необработанная цилиндрическая поверхность, а вспомогательной черновой — один их торцов заготовки. При дальнейших видах обработки основных технологических баз, например, шлифование, после закалки и отпуска, в качестве черновых баз можно использовать наружные поверхности зубьев (зажим в цан­говом патроне), затылочные поверхности зубьев (зажим в цанговом патроне с центрированием по затылочным поверхностям зубьев с по­мощью трех роликов) или окончательно обработанные торцы, если их поверхность достаточная.

У плоского инструмента черновыми базами являются черные не­обработанные плоскости.

 

1.6.3, Обработка технологических баз.

У хвостового инструмента центровые отверстия (гнезда) с углом 60° в условиях мелкосерийного или единичного производства получа­ют центровочными сверлами на сверлильных, токарных и токарно-револьверных станках. В условиях массового и крупносерийного производства центровые гнезда сверлят, а затем зенкуют центровоч­ными зенковками на токарных автоматах и полуавтоматах или специ­альных центровальных и фрезерно-центровальных станках. У ре­жущих инструментов высокой точности центровые гнезда с предо­хранительным конусом, а у остальных и у инструментов с малым диа­метром — без него.

Для обеспечения высокой точности зацентровки торцы заготовки должны быть перпендикулярны ее оси, а поэтому необходимо их предварительно подрезать. Короткие заготовки при центровании за­жимают в призмах или патронах, а длинные — в патронах с поддерж­кой люнетом второго, зацентровываемого конца.