3. Разновидности заготовок из твёрдых сплавов, минералокерамики, и сверхтвёрдых материалов.

Для изготовления инструмента применяют заготовки полученные методом спекания, и пластифицированные. Заготовки в виде стержней (сверла, концевые фрезы, метчики) или дисков (фрезы) изготавливают по методам спекания. Заготовки такого типа обрабатывают только шлифованием алмазными кругами. Заготовки при спекании дают значительную усадку. При расчете размеров заготовки учитывают процент усадки 25 – 30 %. После спекания заготовки шлифуют и затачивают. Для твердосплавных инструментов сложной формы применяют пластифицированные заготовки, которые кроме компонентов твердого сплава содержат пластификатор парафина и стеорина. Такая смесь предварительно прессуется в заготовках простой формы. Затем после удаления припусков заготовки спекаются, парафин и стеорин выгарает и идет спекание твердого сплава, при этом происходит усадка до 20%. Поэтому нужно оставлять припуски на спекание.

В качестве инструментальных сверхтвердых материалов применяют синтетические поликристаллы алмаза (СПА), синтетические поликристаллы нитрида бора (СПНБ) и композиты. Поликристаллы изготавливают преимущественно двумя способами: синтезом исходных материалов и спеканием порошков. СПА мааров АСБ5 и АСБ6 получают прямым синтезом из графита. Поликристаллы марки СБС получают спеканием алмазных порошков. СПА рекомендуется применять для резцов при обработке твердых сплавов, цветных металлов.

Поликристаллы на основе нитрида бора (Эльбор - Р) получают синтезом модификаций нитрида бора. Эльбор – Р выпускают в виде цилиндра диаметром 3,5 – 4,2 мм и высотой 4 мм. Его рекомендуется применять для резцов и фрез используемых при финишной обработке деталей из конструкционных, углеродистых, быстрорежущих сталей, а также высокопрочных чугунов.

Минералокерамика имеет следующие приемущества: повышенная красностойкость, обеспечивающая обработку сталей большей твердости, высокая износостойкость, пониженная склонность к слепанию с обрабатываемым материалом, большая экономичность благодаря дешевизне материала. В настоящее время минералокерамику используют для оснащения инструмента, работающего на получистовых и чистовых операциях при точении, растачивании и фрезеровании. Минералокерамические сплавы выпускают в виде многогранных неперетачиваемых пластин с механическим креплением и в виде напайных пластин для неразъемного соединения с корпусом.

4. Способы сварки заготовок инструментов

- Стыковая сварка. Широко применяется при изготовлении хвостового и стержневого инструмента. Контактная стыковая сварка давлением – процесс соединения металлов при совместной упругопластической деформации и образовании между соединяемыми поверхностями металлической связи. Этот вид сварки разделяют на сварку сопротивлением и сварку оплавлением. Сварка оплавлением имеет 2 разновидности: сварка непрерывным оплавлением и оплавлением с предварительным подогревом.

При сварке методом непрерывного оплавления свариваемые заготовки, подключенные последовательно во вторичную обмотку сварочного трансформатора, подводятся друг к другу. Между торцами заготовок возникает электрический контакт и участки контакта быстро плавятся. При дальнейшем сближении вся поверхность торцов будет оплавлена. Потом ток выключается, заготовки сдавливаются и происходит процесс сварки. Недостаток – повышенный расход металла на оплавление.

Процесс сварки с подогревом отличается от процесса сварки с непрерывным оплавлением тем, что торцы заготовок сначала нагреваются путем многократного контактирования под напряжением, а затеи происходит их оплавление и сварка.

Длину заготовки под сварку нужно выбирать с учетом припуска на оплавление и усадку при сварке.

- Сварка трением. Является разновидностью сварки давлением.

Сварное соединение образуется в результате совместного пластического деформирования соединяемых деталей в твердой фазе. Нагрев поверхностей происходит в результате их трения, при этом механическая энергия преобразуется в тепло. При сварке трением одну из свариваемых заготовок закрепляют в шпинделе станка и она вращается вместе с ним, а другая закрепляется на продольном суппорте, получая продольное перемещение. Выделяющееся при трении тепло разогревает торцы заготовок, вращение шпинделя прекращается, заготовки поджимаются суппортом и производится их соединение.

Основными преимуществами сварки трением по сравнению со стыковой сваркой является сокращение расходов свариваемых материалов (припуск меньше в 4 аза), экономия электроэнергии, высокая производительность (в 1,5 – 2 раза выше), повышенная точность сварки, легкость автоматизации процесса, высокое качество сварного шва, лучшие условия труда сварщиков.

Сварку трением в инструментальном производстве применяют для соединения заготовок круглых сечений и для сломанного инструмента.

Для снятия напряжения, возникающих в металле при сварке, и уменьшения твердости сварного шва, заготовки после сварки должны остывать в печи или в ящике с песком, после чего заготовки подвергаю отжигу.