Напайка швидкорізальних пластин

Напайка пластинок із швидкорізальної сталі до корпусу інструменту утруднена тим, що після напаювання їх необхідно термічно обробити.

Сутність поєднання процесу напаювання з термічною обробкою полягає в тому, що звичайний припій міститься в спеціальні камери, що виготовляються в корпусі інструменту або платівці. Після механічної обробки корпусу та закріплення пластинок інструмент піддають пайці та термічній обробці, попередньо прокип'ятивши його в насиченому водному розчині бури. Розчин бури, проникаючи в зазори між пластинками та корпусом, забезпечує внесення флюсу в зону паяння.

Сплави-припої. Для виготовлення паяних швидкорізальних інструментів застосовуються дифузійні сплави-припої чотирьох марок. Хімічний склад їх наведено у табл. 89.

Таблиця 89

Хімічний склад сплавів-припоїв

Припій ГФК має багато переваг, порівняно з іншими припоями; його можна рекомендувати як найбільш універсальний для виготовлення паяного швидкорізального інструменту. Припої ГФ та ГФ1 можна застосовувати для паяння інструментів із сталей Р9 та Р18. Припій ДПФ через високу температуру плавлення має обмежене застосування і використовується тільки для паяння інструментів із сталі Р18.

Залежно від наявного на заводі обладнання припої ГФК, ГФ і ГФ1 можна виготовляти, використовуючи плавильний контур високочастотної установки або електродугової печі.

У табл. 90 наведено хімічний склад шихти сплавів-припоїв на чистих металах з урахуванням чаду. Технологічний процес отримання припою ГФК в печі індукційної наведено в табл. 91.

Хімічний склад шихти сплавів-припоїв, %

Технологічний процес отримання сплаву ГФК в індукційній печі

Порошок припою ГФК одержують фрезеруванням різьбовою фрезою зливка сплаву.

Для виготовлення швидкорізальних різців деякі заводи застосовують зварювальний порошок наступного складу (г):

Компоненти порошку подрібнюються і ретельно розтираються.

Підготовка поверхні до паяння. Шорсткість поверхонь, що з'єднуються, повинна відповідати 5 і 6-му класам. На поверхнях з'єднання не повинно бути черновин, вибоїн, надирів, задирок, бруду та олії. Неплощинність поверхонь, що з'єднуються, повинна знаходитися в межах 0,04-0,07 мм для інструменту діаметром 50-300 мм. У випадках конусного з'єднання і внахлестку при косому зрізі кути конусності і ухилу у деталей, що сполучаються, повинні бути однаковими. Відхилення від номінального значення кутів допускається трохи більше ± 1°. Залежно від конструкції інструменту застосовуються різні типи з'єднань швидкорізальної сталі з корпусом інструменту (табл. 92).

Таблиця 92

Типи з'єднань швидкорізальної сталі з корпусом інструменту

Продовження табл. 92

Складання інструменту перед паянням. Кріплення пластинок до корпусу перед паянням - одна із суттєвих операцій складання. Вона здійснюється конічними або циліндричними штифтами та сполучними втулками.

Платівки до корпусу багатолезового інструменту кріпляться двома конічними штифтами, що забезпечує надійність кріплення. У тих випадках, коли розміри пластин не дозволяють розмістити два штифти, пластинка кріпиться одним штифтом, розташованим в її центрі. Кріплення циліндричними штифтами застосовується при виготовленні деяких однолезових та багатолезових інструментів, що не вимагають подальшоїмеханічної обробки.

Мал. 68. Профільна фреза

В даному випадку кріплення пластинок до корпусу штифтами необхідне для того, щоб запобігти зміщенню пластинок корпусу в процесі паяння і термічної обробки.

Типові вузли збирання інструменту в залежності від типу з'єднання наведені в табл. 93.

Порядок збирання інструменту перед паянням можна простежити на прикладі виготовлення профільної фрези (рис. 68).

Процес складання складається з наступних операцій:

1) зняття задирок на корпусі та пластинках та зачистка поверхонь, що підлягають паянню;

2) таврування на пластинках та гніздах корпусу інструменту порядкового номера;

3) розмітка на платівках місць розташування отворів під конічні штифти;

4) свердління отворів на пластинках на глибину 1,5-2,0 мм:

5) закріплення корпусу інструменту в лещатах, встановлення в гніздо корпусу швидкорізальної пластинки, закріплення її та свердління отворів під конічні штифти в пластинці та корпусі; таким чином засвітлюються усі пластинки по корпусу інструменту;

6) підрізування базового торця корпусу інструменту; на токарному верстаті базою для подальшої механічної обробки є торці пластин, що знаходяться в одній площині;

7) закріплення швидкорізальних пластинок в корпусі фрези, для чого необхідно закріпити корпус у лещата, встановити пластинку у відповідне гніздо корпусу згідно таврування та запресувати конічні штифти ударом слюсарного молотка;

Типові вузли складання інструменту

8) зрізання виступаючих кінців штифтів;

9) перевірка щупом зазорів між пластинками та корпусом; зазори не повинні перевищувати 0,08 мм.

Після збирання фрези із закріпленимипластинками надходить на механічну ділянку для підрізування базового торця пластинок «як чисто» та потилування профілю фрези за шаблоном з припуском на шліфування 0,6-0,8 мм на діаметр.

Паяння припоєм ГФК та термічна обробка. Паяння можна здійснювати на установках т. в. ч., у газових та електричних печах з безокислювальним середовищем, а також у хлорбарієвих ваннах.Процес паяння та термічної обробки складається з наступних операцій:

1) на базовий торець (рис. 69) у спеціальну виточку насипається бура і інструмент поміщається в піч, де нагрівається до 800-850 ° С;

2) інструмент виймається з печі, а припій у вигляді дрібної стружки, змішаної з бурою, насипають у спеціальну виточку, потім інструмент поміщають у другу камеру печі з температурою, необхідною для нагрівання під загартування швидкорізальної сталі (для сталі марки Р9 температура нагріву 1230° С , А для Р18 1280 ° С);

3) охолодження інструменту повітря до температури 1000—1050° З;

4) охолодження в олії до температури 100-150 ° С;

5) дворазова відпустка в камерній електропечі або селітрової ванні при температурі 560 ° С з витримкою по 1 год;

6) контроль твердості різальної частини інструменту;

7) загартування отвору інструменту на високочастотній установці.

Після піскоструминного очищення та зовнішнього огляду якості паяння інструменти передаються на шліфувальну ділянку для чистової обробки та заточування.

1 - корпус фрези; 2-пластинка; 3-флюс і припій; 4 - штифт

Найкращий спосіб нагрівання для паяння та термічної обробки інструменту - нагрівання у хлорбарієвій ванні. При підігріві інструменту в соляній ванні та нагріванні під загартування в хлорбарієвій ванні флюс не застосовується, оскільки інструмент нагрівається в рідкому середовищі і місця з'єднання не окислюються.

Мал. 70. Схема напаювання швидкорізальних пластин:

1 - державка; 2, 3 – електроди; 4 - платівка

Безпосередньо перед розплавленням припою проводиться тривале вмикання струму. Після розплавлення припою струм вимикається. При оплавленні пластинки припоєм уздовж усього шва її притискають до державки гострим кінцем металевого стрижня доти, доки припій повністю не застигне. Після цього відводять електрод 3, віджимають верхній електрод 2 н потім знімають інструмент кліщами і поміщають його в ящик з підігрітим піском для повільного охолодження.

Схема напаювання ріжучих пластинок на стикових машинах наведена на рис. 70, б. У цьому випадку державку різця затискають в контактних губках, а з боку передньої грані підводять різця електрод 2, укріплений в рухомій частині затискного пристосування машини. Технологія напаювання на стикових машинах не відрізняється від напоювання на точкових машинах.

Схему напаювання, наведену на рис. 70 а, б, можна рекомендувати для твердих сплавів Т15К6 і Т30К4, що відрізняються підвищеною крихкістю. При цьому пластинка твердого сплаву оберігається від розтріскування, оскільки відсутній шкідливий перехідний опір електродів до пластинки. Схема напаювання за рис. 70, рекомендується для твердосплавних пластинок марки ВК8.

Електроконтактні машини для точкового зварювання можуть бути застосовні і для напаювання швидкорізальних пластин. У цьому випадку корпус і пластинку нагрівають до температури 950-1000°, потім під пластинку насипають зварювальний порошок і продовжують нагрівання до його розплавлення. Пластинку швидкорізальної сталі можна приварити до корпусу інструменту і без припою.

На електрозварювальних стикових машинах виробляють напайку багатолезового інструменту.