Алмазные резцы
Алмазные резцы применяются в основном для тонкой обработки (в особенности для топкого точения) цветных металлов, а также для обработки неметаллических материалов-фибры, эбонита, пластмасс, твердого каучука и т. п. При обработке пластмасс стойкость алмазных резцов выше стойкости твердосплавных в сотни раз. Для обработки черных металлов эффективность их менее значительна из-за недостаточной прочности и быстрого разрушения. Поэтому для обработки черных металлов применяются резцы, оснащенные твердым сплавом. Алмазные резцы обеспечивают точность обработки по 1-му классу. Из-за снятия небольшого припуска качество обрабатываемой поверхности получается высоким (в пределах 12-13 классов), так как устраняется ее повреждение или разрушение. Это благоприятно сказывается на долговечности деталей машин в эксплуатации. Работа на высоких скоростях (до 3000 м/мин) при небольшой подаче (0,01-0,10 мм) и малой глубине резания (0,1-0,3 мм) способствует благодаря малым силам резания уменьшению деформаций обрабатываемой детали. Необходимо отметить также высокую стойкость алмазных резцов.
Для алмазных резцов применяются кристаллы определенной формы весом 0,5-0,8 карата. Резцы перетачиваются от 6 до 15 раз, с доведением размера кристалла до 0,1 карата.
Выбор алмазных резцов
При выборе геометрических параметров приходится учитывать специфическую особенность алмазов - их большую хрупкость. Прочность резца характеризуется углом заострения (3, передним у и задним углом а. Угол заострения не должен быть ниже 75° (лучше, если он равен 75-80). Передний угол принимается в зависимости от обрабатываемого материала, причем для повышения прочности целесообразно делать равным нулю или отрицательным (до минус 15°). При тонком точении часто образуется нарост, который ухудшает качество обрабатываемой поверхности. С увеличением переднего угла склонность к образованию нароста уменьшается, однако из-за возможного ослабления резца не приходится идти на выбор большого переднего угла. Из этих соображений положительный передний угол следует выбирать не свыше 5° и только для расточных работ он повышается до 7-8°.
Отрицательные значения угла применяются при обработке хрупких и твердых материалов. В целях лучшего схода стружки резец рекомендуется устанавливать выше центра приблизительно на 1/1оо диаметра обрабатываемой детали, что несколько увеличивает величину переднего угла. Задний угол принимается 8-15°, причем для расточных работ он должен быть выше, чем для наружной обработки. Главный угол в плане φ берется в зависимости от жесткости технологической системы СПИД, а также вида и характера выполняемых операций. Для точения в одну сторону на проход главный угол в плане выбирается равным 60°, для точения в двух направлениях 45° и для подрезания уступов 90°. Вспомогательный угол в плане φ оказывает влияние на чистоту обрабатываемой поверхности. При односторонней обработке он равен 20° и при двусторонней-45° (для врезания). Кроме того, предусматривается вспомогательная режущая кромка с углом 0-2° для получения более высокой чистоты обрабатываемой поверхности.
Во всех случаях обработки угол 180° - (φ + φ) не должен быть меньше 90°. Угол наклона режущей кромки для двусторонних резцов принимается равным нулю, для односторонних 5-7°. Для улучшения качества обрабатываемой поверхности вершина резца очерчивается радиусом, равным 0,2-0,5 мм. Следует отметить, что с увеличением радиуса закругления резец получает склонность к вибрациям.
Режущая часть алмазных резцов
Режущая часть алмазных резцов выполняется в виде трех вариантов (фиг. 7): а - с одной режущей кромкой; б - с кромкой, состоящей из нескольких частей (фасетная огранка), в-с закругленной режущей кромкой. Первая форма отличается простотой и применяется для наружной и, в особенности, внутренней обработки. Резец с фасетной огранкой обладает тем преимуществом, что допускает после затупления одной части работать другой при соответствующем повороте резца. Резцы с закругленной режущей кромкой обеспечивают большую чистоту обрабатываемой поверхности и применяются в основном для обработки неметаллических материалов.
Алмазные резцы выполняются или с припаянными алмазами, или с механическим их креплением. В практике применяются оба вида крепления.
Для падежного крепления алмаз должен быть на 2/3 своей величины залит в припой. Закрепление алмазов при помощи пайки или заливки припоем является более надежным по сравнению
Фиг. 7. Геометрические параметры алмазных резцов
с механическим креплением, по при неосторожном нагревании алмаз можно легко повредить. При пайке обычно алмаз вставляется в паз державки и заливается расплавленным припоем. Этот метод упрощает конструкцию резца и технологию его изготовления, позволяет использовать алмазы небольшой величины. Однако при заливке припоем имеет место сильный нагрев алмаза. Установлено, что алмаз при нагревании до 750-800° в окисляющей среде получает дефекты, которые оказывают пагубное влияние па эффективность резца при его работе, а в некоторых случаях они могут вызвать также и разрушение алмаза. Для избежания этого рекомендуется не нагревать алмаз открытым пламенем и не подвергать его резким температурным колебаниям.
Резцы с механическим креплением алмазов
Резцы с механическим креплением алмазов получили довольно широкое распространение. Конструкции их разнообразны. В нашей промышленности применяются резцы такой конструкции. В паз державки закладывают алмаз, сверху на него ставят две пластинки - сначала графитовую, а затем стальную, которые закрепляют винтом. Другим винтом алмаз прижимают к графитовой пластинке. Паз заливают расплавленным припоем (например, серебряным ПСР согласно ГОСТу 8190-56). После остывания графитовую пластинку снимают и алмаз извлекают из паза для дальнейшей обработки.
Затем его снова устанавливают в паз державки и закрепляют при помощи двух пластинок и винта. При таком методе алмаз покоится в хорошо пригнанном гнезде державки.
В конструкции резца, показанного на фиг. 8, а, алмаз закреплен между державкой 2 и планкой 3 через промежуточную прокладку 4.
Фиг. 8. Державки для крепления алмазных резцов
Положение последней фиксируется штифтом 5. После стягивания частей державки винтом 6 на головке последнего ставят пломбу, на которую заносят все данные по резцу. Для получения лучшей опоры алмаз 1 иногда ставят на сферическую опору (фиг. 8, б). Между державкой 2 и планкой 3 помещают штифт 5.
