Напайка быстрорежущих пластинок

Напайка пластинок из быстрорежущей стали к корпусу инструмента затруднена тем, что после напайки их необходимо термически обработать.

Сущность совмещения процесса напайки с термической обработкой состоит в том, что обычный припой помещается в специальные камеры, изготовляемые в корпусе инструмента или в пластинке. После механической обработки корпуса и закрепления пластинок инструмент подвергают пайке и термической обработке, предварительно прокипятив его в насыщенном водном растворе буры. Раствор буры, проникая в зазоры между пластинками и корпусом, обеспечивает внесение флюса в зону пайки.

Сплавы-припои. Для изготовления паяных быстрорежущих инструментов применяются диффузионные сплавы-припои четырех марок. Химический состав их приведен в табл. 89.

Таблица 89

Химический состав сплавов-припоев

Напайка быстрорежущих пластинок

Припой ГФК имеет много преимуществ по сравнению с другими припоями; его можно рекомендовать как наиболее универсальный для изготовления паяного быстрорежущего инструмента. Припои ГФ и ГФ1 можно применять для пайки инструментов из сталей Р9 и Р18. Припой ГПФ ввиду высокой температуры плавления имеет ограниченное применение и используется только для пайки инструментов из стали Р18.

В зависимости от имеющегося на заводе оборудования припои ГФК, ГФ и ГФ1 можно изготовлять, используя плавильный контур высокочастотной установки, либо в электродуговой печи.

В табл. 90 приведен химический состав шихты сплавов-припоев на чистых металлах с учетом угара. Технологический процесс получения припоя ГФК в индукционной печи приведен в табл. 91.

 

Таблица 90

Химический состав шихты сплавов-припоев, %

Напайка быстрорежущих пластинок

Таблица 91

Технологический процесс получения сплава ГФК в индукционной печи

Напайка быстрорежущих пластинок

Продолжение табл. 91

Напайка быстрорежущих пластинок

Порошок припоя ГФК получают фрезерованием резьбовой фрезой слитка сплава.

Для изготовления быстрорежущих резцов некоторые заводы применяют сварочный порошок следующего состава (г):

Напайка быстрорежущих пластинок

Компоненты порошка дробятся и тщательно растираются.

Подготовка поверхности к пайке. Шероховатость соединяемых поверхностей должна соответствовать 5 и 6-му классам. На поверхностях соединения не должно быть черновин, забоин, надиров, заусенцев, грязи и масла. Неплоскостность соединяемых поверхностей должна находиться в пределах 0,04—0,07 мм для инструмента диаметром 50—300 мм. В случаях конусного соединения и внахлестку при косом срезе углы конусности и уклона у сопрягаемых деталей должны быть одинаковыми. Отклонение от номинального значения углов допускается не более ± 1°. В зависимости от конструкции инструмента применяются различные типы соединений быстрорежущей стали с корпусом инструмента (табл. 92).

Таблица 92

Типы соединений быстрорежущей стали с корпусом инструмента

Напайка быстрорежущих пластинок

Продолжение табл. 92

Напайка быстрорежущих пластинок

 

Сборка инструмента перед пайкой. Крепление пластинок к корпусу перед пайкой — одна из существенных операций сборки. Она осуществляется коническими или цилиндрическими штифтами и соединительными втулками.

Пластинки к корпусу многолезвийного инструмента крепятся двумя коническими штифтами, что обеспечивает надежность крепления. В тех случаях, когда размеры пластинок не позволяют разместить два штифта, пластинка крепится одним штифтом, расположенным в ее центре. Крепление цилиндрическими штифтами применяется при изготовлении некоторых однолезвийных и многолезвийных инструментов, не требующих дальнейшей механической обработки. 

Напайка быстрорежущих пластинок

Рис. 68. Профильная фреза

В данном случае крепление пластинок к корпусу штифтами необходимо для того, чтобы предотвратить смещение пластинок относительно корпуса в процессе пайки и термической обработки.

Типовые узлы сборки инструмента в зависимости от типа соединения приведены в табл. 93.

Порядок сборки инструмента перед пайкой можно проследить на примере изготовления профильной фрезы (рис. 68).

Процесс сборки состоит из следующих операций:

1) снятие заусенцев на корпусе и пластинках и зачистка поверхностей, подлежащих пайке;

2) клеймение на пластинках и гнездах корпуса инструмента порядкового номера;

3) разметка на пластинках мест расположения отверстий под конические штифты;

4) сверление отверстий на пластинках на глубину 1,5—2,0 мм:

5) закрепление корпуса инструмента в тисках,  установка в гнездо корпуса быстрорежущей пластинки, закрепление ее и сверление отверстий под конические штифты в пластинке и корпусе; таким образом засветливаются все пластинки по корпусу инструмента;

6) подрезка базового торца корпуса инструмента; на токарном станке базой для дальнейшей механической обработки являются торцы пластинок, находящиеся в одной плоскости;

7) закрепление быстрорежущих пластинок в корпусе фрезы, для чего необходимо закрепить корпус в тиски, установить пластинку в соответствующее гнездо корпуса согласно клеймению и запрессовать конические штифты ударом слесарного молотка;

 

Таблица 93

Типовые узлы сборки инструмента

Напайка быстрорежущих пластинок

Продолжение табл. 93

Напайка быстрорежущих пластинок

 

8)     срезание выступающих концов штифтов;

9)   проверка щупом зазоров между пластинками и корпусом; зазоры не должны превышать 0,08 мм.

После сборки фрезы с закрепленными пластинками поступает на механический участок для подрезки базового торца пластинок «как чисто» и затылования профиля фрезы по шаблону с припуском на шлифование 0,6—0,8 мм на диаметр.

Пайка припоем ГФК и термическая обработка. Пайку можно осуществлять на установках т. в. ч., в газовых и электрических печах с безокислительной средой, а также в хлорбариевых ваннах. Процесс пайки и термической обработки состоит из следующих операций:

1)   на базовый торец (рис. 69) в специальную выточку насыпается бура и инструмент помещается в печь, где нагревается до 800—850° С;

2)   инструмент вынимается из печи, а припой в виде мелкой стружки, смешанной с бурой, насыпают в специальную выточку, затем инструмент помещают во вторую камеру печи с температурой, необходимой для нагрева под закалку быстрорежущей стали (для стали марки Р9 температура нагрева 1230° С, а для Р18 1280° С);

3)   охлаждение инструмента на воздухе до температуры 1000—1050° С;

4)   охлаждение в масле до температуры 100—150° С;

5)   двукратный отпуск в камерной электропечи или селитровой ванне при температуре 560° С с выдержкой по 1 ч;

6)   контроль твердости режущей части инструмента;

7)   закалка отверстия инструмента на высокочастотной установке.

После пескоструйной очистки и внешнего осмотра качества пайки инструменты передаются на шлифовальный участок для чистовой обработки и заточки.

Напайка быстрорежущих пластинок

Рис. 69. Схема процесса пайки и термообработки:

1 — корпус фрезы; 2—пластинка; 3—флюс и припой; 4 — штифт

Лучший способ нагрева для пайки и термической обработки инструмента — нагрев в хлорбариевой ванне. При подогреве инструмента в соляной ванне и нагреве под закалку в хлорбариевой ванне флюс не применяется, так как инструмент нагревается в жидкой среде и места соединения не окисляются.

 

Контактная пайка. Напайка режущих пластинок на электроконтактной машине для точечной сварки производится по схеме, приведенной на рис. 70, а. Корпус инструмента 1 зажимают между верхним электродом 2 и основанием приспособления, затем к головке корпуса подводят боковой электрод 3. В гнездо корпуса инструмента насыпают флюс и включают ток. После расплавления буры ток выключают и буру счищают металлической щеткой. Затем вторично насыпают буру помещают в гнездо с помощью пинцета кусочек припоя и поверх него устанавливают напаиваемую пластинку 4. Для выравнивания температуры в части державки, находящейся между электродами, периодически включают и выключают ток.

Напайка быстрорежущих пластинок

Рис. 70. Схема напайки быстрорежущих пластинок:

1 — державка; 2, 3 - электроды; 4 — пластинка

Непосредственно перед расплавлением припоя производится длительное включение тока. После расплавления припоя ток выключается. При оплавлении пластинки припоем вдоль всего шва ее прижимают к державке острым концом металлического стержня до тех пор, пока припой полностью не застынет. После этого отводят электрод 3, отжимают верхний электрод 2 н затем снимают инструмент клещами и помещают его в ящик с подогретым песком для медленного охлаждения.

Схема напайки режущих пластинок на стыковых машинах приведена на рис. 70, б. В этом случае державку резца зажимают в контактных губках, а со стороны передней грани резца подводят электрод 2, укрепленный в подвижной части зажимного приспособления машины. Технология напайки на стыковых машинах не отличается от напайки на точечных машинах.

Схему напайки, приведенную на рис. 70, а, б, можно рекомендовать для твердых сплавов Т15К6 и Т30К4, отличающихся повышенной хрупкостью. При этом пластинка твердого сплава предохраняется от растрескивания, так как отсутствует вредное переходное сопротивление от электродов к пластинке. Схема напайки по рис. 70, в рекомендуется для твердосплавных пластинок марки ВК8.

Электроконтактные машины для точечной сварки могут быть применимы и для напайки быстрорежущих пластинок. В этом случае корпус и пластинку нагревают до температуры 950-1000° С, затем под пластинку насыпают сварочный порошок и продолжают нагрев до его расплавления. Пластинку быстрорежущей стали можно приварить к корпусу инструмента и без припоя.

На электросварочных стыковых машинах производят напайку многолезвийного инструмента.

 

Смотрите также