Пайка токарных резцов своими руками

Обновлено: 07.01.2025

Пайка ТВЧ: Какие припои и для каких материалов больше подходят

Пайка ТВЧ производится благодаря тому, что расплавленный припой растекается в зазоре меж частей детали, которые необходимо соединить. Он должен хорошо смачивать паяемые материалы, а также легко растекаться по поверхности изделия. Припои должны иметь хорошую пластичность и высокую прочность. Обязательное условие при выборе припоя – коррозийная устойчивость. При этом немаловажно отметить, что коэффицент термического расширения припоя и паяемых материалов не должен сильно различаться.
Припои делятся на пять типов, различаемые по температуре плавления:

1. Особо легкоплавкие (температура плавления до 145 градусов);
2. Легкоплавкие (температура плавления от 145 до 450 градусов);
3. Среднеплавкие (температура плавления от 450 до 1100 градусов);
4. Высокоплавкие (температура плавления от 1100 до 1850 градусов);
5. Тугоплавкие (температура плавления свыше 1850 градусов);

Пайка ТВЧ в большинстве случаев производится при использовании припоев из среднеплавких: серебряные, никелевые, медно-цинковые и т.п. Медь так же может быть использована в качестве припоя.
Указанные выше припои, которые подходят для осуществления такого процесса, как пайка ТВЧ мы рассмотрим подробнее.

• Медь (чаще М00 или М0) имеет отличную жидкотекучесть и позволяет получить соединение достаточной прочности. Как правило, в качестве припоя ее используют при соединении деталей из легированной или углеродистой стали, нейзильбера или чугуна.
• Медно-цинковые припои могут применяться при осуществлении пайки большого количества металлов. Обладают невысокой температурой плавления, что позволяет использовать даже при пайке деталей, которые не могут быть нагреты до высоких температур.
• Серебряные припои обладают низкой температурой плавления (до 860 градусов). Данный вид припоев имеет высокую прочность и отличную электропроводимость. Обладают серебряные припои отменными смачивающими свойствами. Используют серебряные припои, когда требуется пайка ТВЧ латунных, медных, стальных или бронзовых изделий. Однако в большинстве случаев серебряные припои могут быть заменены менее дорогими.
• Никелевые припои могут применяться для пайки легированных, углеродистых и нержавеющих сталей. Данный тип припоев используют для пайки ТВЧ изделий из сплавов жаропрочных или коррозийно-стойких.

Припои – это обязательный компонент, который позволяет производить пайку и делать прочные соединения.

Током высокой частоты обрабатываются многие металлические изделия, пайка резцов не исключение. Индукционная пайка отличается особым качеством, так как, благодаря воздействию ТВЧ, у металла не нарушается структура. Кроме того, с помощью оборудования ТВЧ, пайку резцов можно выполнить в более короткие сроки, а самое главное, это нисколько не отразится на качестве продукции.

Существует и более экономный вариант пайки резцов с помощью применения газовой горелки. Но, зачастую, данный способ не показывает того результата, которого можно добиться с помощью тока высокой частоты. Обработка ТВЧ дает более качественный продукт.

Пайка резцов применяется на всех предприятиях, имеющих дело с токарным производством. Это технологическая процедура необходима для того, чтобы напаять твердосплавные пластины на державки токарных резцов. С помощью ТВЧ осуществляется также локальная закалка инструмента, и спаиваются детали твердыми припоями.

Технология пайки резцов

Пайка резцов осуществляется под воздействием тока высокой частоты и в специальном индукционном оборудовании. Существует несколько способов пайки ТВЧ. Рассмотрим подробнее каждый из них:

1. Пайка стационарная. Изделие закрепляют в индукторе в неподвижном состоянии.

2. Пайка с перемещением. Изделие или сам индуктор вращаются, тем самым прогревая большую область

Мы уже говорили, что более дешевый способ пайки резцов – с помощью газовой горелки. Как правило, его используют предприятия, обладающие сравнительно маленьким бюджетом. Индукционное оборудование обходится дороже. Кроме того, индукционная установка, как мы выяснили, обладает большими преимуществами. И дело не только в цене, но и в качестве, так как на выходе вы получаете изделие, которое прослужит вам длительный срок.

3-й ЭТАП — НАПАЙКА ПЛАСТИНОК.

Этот этап является наиболее ответственным, так как при неправильном его проведении, во время работы резца, пластинки твердого сплава могут отскакивать или ломаться, вследствие образовавшихся при напайке трещин.

ПРИПОИ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, должны иметь температуру плавления на

300° выше температуры, возникающей в процессе резания, сохранять прочность и пластичность при температуре резания, обладать хорошей жыдкотекучестью и обеспечивать быстрый отвод тепла от пластинки твердого сплава к стержню резца.

Рекомендуется применять следующие припои:

Наименование припоя	Состав	Температура плавления	Область применения
Медно-никелевый (мельхиоровый)	Медь — 68.7% Никель — 27,5% Алюминий — 0,8% Цинк — 3,0%	1170°	Для работ с большими нагрузками и нагревом режущей части инструмента до 900°
Электролитическая медь	Медь — 99.9% Примеси — 0,1%	1083°	Для работ с большими нагрузками и нагревом режущей части инструмента до 700°
Латунно-никелевый	Медь — 68,0% Цинк — 27,0% Никель — 5,0%	1000°
Латунь Л—62	Медь — 62.0% Цинк — 38,0%	900°	Для работ со средними нагрузками и нагревом режущей части инструмента до 600°
Серебрянный ПСР-45 (ОСТ—2982)	Серебро — 10% Медь — 53% Цинк — 37%	720°	Для припайки пластинок из высокотитановых твердых сплавов марок Т30К4

ФЛЮС.

Чтобы обеспечить хорошую смачиваемость и растекание припоя по поверхностям спаиваемых деталей, для удаления окислов и предохранения от окисления, применяют флюс.

В качестве флюса рекомендуется бура, которую нужно предварительно расплавить, истолочь и просеять через мелкое сито. Хранить буру нужно в закрытых сосудах, предохраняющих ее от влаги и загрязнения.

Бура применяется либо в виде порошка, либо в виде пасты, состоящей из трех весовых частей буры и двух частей вазелина.

Латунные припои паяют с флюсом, который состоит на половину из борной кислоты и на половину из буры. Температура плавления таких флюсов 750 ºС.

При напайке серебряными припоями следует применять флюс, состоящий из 43% фтористого кальция и 57% борной кислоты.

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ПРОКЛАДКИ.

Компенсационные прокладки необходимы для уменьшения термических напряжений. Они возникают при напайке твердосплавных пластинок, различной толщины и размеров, на стержни резцов. Прокладки больших размеров применяют из низкоуглеродистых сортов стали или пермалоя (железо-никелевый сплав). Большим спросом пользуются прокладки при напайке наиболее хрупких высокотитановых твердых сплавов.

Прокладки имеют вид тонкой сеточки или фольги, толщина которых составляет от 0,2 до 0,5 мм. На них имеются отверстия с диаметрами от 1 до 2 мм, расположенные в шахматном порядке.

Компенсационные прокладки имеют несколько достоинств:

Повышают прочность напайки;

Разгружают место спая от напряжений (возникающие при остывании резца).

СПОСОБЫ ПАПАЙКИ.

Нагрев стержня и пластинки и расплавление припоя могут осуществляться следующими способами:

а) в пламенных, газовых или электрических муфельных печах;

б) токами высокой частоты;

в) контактным способом, на стыковых сварочных аппаратах;

г) пламенем ацетилено-кислородной горелки.

Для уменьшения напряжений, возникающих в твердом сплаве при охлаждении после напайки, рекомендуется напаивать высокотитановые сплавы Т60К6 и Т30К4, особенно склонные к трещинообразованию, только по одной опорной плоскости; боковые поверхности пластинки предохраняются от припаивания применением прокладок из слюды или графита.

Напайки твердосплавные. Напайка твердосплавных пластин.

НАПАЙКА В ПЛАМЕННЫХ, ГАЗОВЫХ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧАХ.

Предварительный нагрев стержня.

Головку резца медленно нагревают до температуры плавления буры

Подготовка резца к напайке.

Нагретое гнездо посыпают бурой, затем резец вынимают из печи и металлической щеткой очищают образовавшийся жидкий слой шлака на гнезде.

Затем гнездо вновь посыпают бурой, после чего в него устанавливают пластинку твердого сплава, сверху кладут соответствующее количество припоя и вновь посыпают бурой, так, чтобы бура покрыла сплошным слоем припой и всю пластинку.

Эту операцию нужно производить быстро, чтобы стержень не успел охладиться.

Расплавление припоя.

Головку подготовленного к напайке резца помещают в окно печи с температурой 1200° и выдерживают до расплавления припоя.

Прижим пластинки.

Как только припой расплавится и затечет под пластинку, резец быстро вынимают из печи, кладут на подставку, остроконечным стержнем поправляют пластинку в гнезде и плотно прижимают её к опорным поверхностям гнезда. Прижим длится несколько секунд, до затвердения припоя.

Охлаждение резца.

Во избежание резкого охлаждения, ведущего к появлению трещин в пластинке твердого сплава, резец помещают в ящик с крупкой древесного угля или с сухим подогретым песком, где резец медленно остывает.

Значительно лучше резцы, сейчас же после напайки, помещать в камерную печь, нагретую до температуры 250°. Резцы выдерживаются в печи в течение 5—6 часов, после чего охлаждаются вместе с печью.

Очистка резца.

После напайки резец очищают от окалины на пескоструйном аппарате.

НАПАЙКА КОНТАКТНЫМ СПОСОБОМ НА ЭЛЕКТРОСВАРОЧНЫХ АППАРАТАХ.

Контактная напайка производится на стыковых электросварочных аппаратах, которые оборудуются несложным приспособлением, состоящим из 2-х плоских контактных губок, набора торцевых контактов, блока с грузом и педальной кнопки к контактору аппарата. Контакт подводится на 2-3 мм ниже пластинки твердого сплава.

Операция напайки очень похожа на печную и заключается в следующем:

1.Стержень резца зажимается в контактных губках таким образом, чтобы обеспечить возможно большую поверхность соприкосновения торца резца с поверхностью торцевого контакта.

2.Торцевой контакт подводится и прижимается к стержню.

3.Гнездо для пластинки посыпают бурой, а затем путем периодического включения и выключения тока нагревают головку резца до температуры плавления буры (800°). После расплавления буры, металлической щеткой очищают гнездо от окислов и шлаков и опять посыпают бурой; сверху укладывают пластинку твердого сплава, поверх неё припой и сверху опять густо посыпают бурой.ПРАВИЛЬНО. Контакт не касается пластинки твердого сплава

НЕПРАВИЛЬНО. Контакт касается пластинки твердого сплава.

4.Включается ток для расплавления припоя, после чего ток выключается, а пластинка прижимается к гнезду остроконечным металлическим стержнем.

5.Резец освобождается от зажимов и помещается в ящик с крупкой древесного угля или с сухим подогретым песком для медленного остывания.

6.Остывающий резец очищается от окалины на пескоструйном аппарате.

ГАЗОВАЯ НАПАЙКА

При этом способе источником тепла является ацетилено-кислородная горелка. Следует отметить, что этот способ применяется лишь в
случае отсутствия других, описанных выше, источников тепла, либо когда необходимо напаять небольшое количество инструментов.

Пластинка из твердого сплава нагревается с помощью пламени, направленного на стержень резца. В пламени горелки должно присутствовать большое количество ацетилена.

Процесс напайки аналогичен описанному выше печному.

Напайка этим методом должна быть поручена сварщику с достаточным опытом работы.

При любом способе напайки, в результате её, припой в виде тонкой (до 0,1 мм) сплошной пленки должен соединять все поверхности соприкасания пластинки и гнезда.

При изготовлении различных инструментов для токарного и фрезерного оборудования довольно часто в качестве режущей кромки используются твердосплавные напайки. Они позволяют существенно повысить скорость нарезки и увеличить подачу, увеличивают срок службы самого инструмента. Напайка твердосплавных пластин проводится в промышленных условиях. Следует учитывать, что этот этап производства инструментов наиболее ответственный, так как, если допустить ошибку, резец или фреза может сломаться или отскочить от основания. Рассмотрим то, какими именно особенностями обладают твердосплавные напайки и насколько они улучшают режущий инструмент.

Особенности применяемого припоя

Пластина твердосплавная напаиваемая во время обработки принимает основную нагрузку. Именно поэтому особое внимание уделяется припою. Температура плавления используемого материала должна быть на 300 градусов Цельсия выше, чем предполагаемая температура нагрева инструмента во время механической обработки заготовки. Кроме этого, к припою предъявляются следующие критерии:

1. Высокая прочность и эластичность. Эти качества должны сохраняться на момент повышения температуры при обработке заготовки.
2. Хорошая жидкотекучесть обеспечивает надежное соединение пластины с основанием. При производстве резцов и фрез уделяется внимание тому, что сплав должен равномерно распределяться по всей площади основания.
3. Повышенная теплопроводность. Для того чтобы напайка прослужила долго, она не должна нагреваться во время работы. Применяемый сплав отводит часть тепла, за счет чего увеличивается срок службы режущей кромки.

После износа твердосплавных пластин есть возможность провести их замену. За счет этого основная часть инструмента при отсутствии дефектов может использоваться повторно.

Описание и виды твердосплавных пластин для токарных резцов — Токарь Мастер

Повысить производительность работ, выполняемых на металлообрабатывающем оборудовании, позволяют твердосплавные пластины, используемые для токарных резцов.
Такие пластины делают использование резца более удобным, так как являются съемными и позволяют быстро заменить их в случае износа или поломки.

Естественно, для использования сменных элементов не подойдут резцы цельной конструкции, у которых режущая часть выполнена заодно с державкой.

Твердосплавные пластины для токарных резцов

Преимущества применения твердосплавных пластин для резцов

Пластины для расточных или отрезных резцов могут быть выполнены из различных марок твердых сплавов, что очень удобно, так как это позволяет иметь целый набор режущих элементов для обработки заготовок из разных материалов.

Использование сменных пластин для режущего инструмента – это еще и экономически выгодное решение, так как в случае поломки или износа нет необходимости заменять весь резец новым инструментом: надо поменять только его режущую часть.

Целесообразно использовать инструмент со сменными твердосплавными пластинами и в том случае, если стоит задача автоматизации технологических процессов, что особенно актуально в условиях мелко- и среднесерийного производства, где номенклатура выпускаемых изделий может меняться достаточно часто.

Резцы со сменными пластинами

Среди преимуществ, которыми обладают твердосплавные пластины, устанавливаемые на токарные резцы, следует выделить следующие.

• По сравнению с резцами цельного типа, пластины отличаются невысокой стоимостью.
• Замена твердосплавного режущего элемента не занимает много времени.
• О высокой надежности пластин из твердых сплавов можно говорить даже в условиях интенсивной эксплуатации.
• При необходимости такие сменные режущие элементы можно переналаживать.
• Все современные модели сменных режущих элементов для токарных резцов унифицированы, что дает возможность легко подобрать оптимальный вариант для определенного типа обработки и марки металла заготовки.

Благодаря применению сменных твердосплавных пластин с механическим креплением значительно увеличивается срок службы державки токарного резца, отпадает необходимость в осуществлении таких вспомогательных операций, как заточка режущей части и ее пайка.

Что важно, при использовании такого режущего инструмента снижение температуры и силы резания может составить 40%.

Благодаря характеристикам твердых сплавов, которые используются для изготовления пластин, с помощью последних можно выполнять обработку металла, изменяя режимы резания.

Некоторые виды форм твердосплавных пластин для резцов

Современной промышленностью выпускаются различные типы сменных пластин, изготовленных из твердосплавных материалов. Требования к параметрам каждого из этих типов оговорены в соответствующих государственных стандартах.

• ГОСТ 19086-80 определяет характеристики пластин режущего, опорного типов и стружколомов.
• ГОСТ 19042-80 оговаривает требования к классификации, форме и системе обозначений сменных пластин из твердосплавных материалов.
• ГОСТ 25395-90 распространяется на твердосплавные пластины типов 01, 02, 61, 62, которые фиксируются на державке токарного резца при помощи напайки. Требования этого нормативного документа распространяются на элементы, которые соединяются при помощи напайки с резцами расточного, проходного и револьверного типов.

Параметры классификации

Для того чтобы классифицировать сменные твердосплавные пластины, которые устанавливаются на токарный резец, используют ряд параметров.

Среди токарных резцов выделяют расточные, отрезные, подрезные, канавочные, фасонные и др. Для каждого из этих типов инструментов необходима своя форма профиля, которая и формируется на стадии изготовления твердосплавной пластины для резца.

Свойства материалов, которые относятся к категории твердосплавных, меняются в зависимости от того, в каком соотношении в них содержатся вольфрам, титан и ряд других металлов.

Следует отметить, что сменные пластины могут быть и керамическими, их используют преимущественно при обработке жаропрочных сплавов.

Кроме того, керамические изделия оптимально использовать в тех случаях, когда необходимо выполнить непрерывную получистовую и чистовую обработку заготовки из металла.

В зависимости от того, какого размера заготовку требуется обработать на токарном станке, подбираются и твердосплавные пластины с соответствующими геометрическими параметрами. На токарный резец любого типа могут быть подобраны изделия, отличающиеся своими геометрическими размерами.

Величина заднего угла

От данного параметра, который можно определить по марке пластины, зависит чистота обработки заготовки из металла. Чем больше задний угол, тем выше чистота обработки поверхности. Твердосплавные пластины с большими задними углами используют преимущественно для токарной обработки мягких металлов.

Современными производителями выпускаются пластины пяти классов точности. С помощью этих изделий можно выполнять обработку с различными допусками на соответствие геометрическим параметрам заготовки.

Маркировка и производители

Маркировка твердосплавных пластин для оснащения токарных резцов указывает на состав материала изготовления. Например, маркировка Т15К6 означает, что перед вами пластина, изготовленная из сплава титановольфрамокобальтовой группы.

Следует отметить, что вольфрам в составе таких сплавов содержится в обязательном порядке. Кроме данного металла, в сплаве могут дополнительно содержаться титан, кобальт, тантал и др.

В составе рассматриваемого нами в качестве примера сплава в соответствии с его маркировкой содержится 15% карбида титана и 6% кобальта.

К наиболее популярным производителям твердосплавных пластин, которые используются для механического крепления на токарных резцах, относятся:

Разновидности твердосплавных пластин для резцов

Как выбрать твердосплавную пластину

Для того чтобы токарные работы по металлу отличались высокой эффективностью и точностью, необходимо правильно подобрать твердосплавные пластины, ассортимент которых отличается большим разнообразием форм и размеров.

При выборе важно учитывать соответствие размера пластины и геометрических параметров режущего инструмента. Если не придерживаться данного правила, то закрепить приобретенное изделие на токарном резце будет очень проблематично.

Рекомендуемые разновидности припоя

Чаще всего в качестве припоя применяют следующие сплавы:

1. Медно-никелевые, которые могут выдерживать рабочую температуру до 900 градусов Цельсия. Применяется при изготовлении инструмента, который рассчитан на повышенные нагрузки.
2. Электролитическая медь тоже получила большое распространение. Нагрев режущей части инструмента в этом случае может доходить до температуры 700 градусов Цельсия.
3. Латунно-никелевые составы похожи на предыдущий припой, но обходятся чуть дешевле.
4. Латунь рассчитана на использование при средних нагрузках и нагреве режущей кромки до 600 градусов Цельсия.

Чтобы удалить окислы и снизить вероятность окисления металлов, применяется флюс, например, бура.

Припои для пайки твердосплавного инструмента

Важнейшей характеристикой припоя является температура плавления (Гпл). Припои для пайки твердосплавного инструмента должны иметь высокую температуру плавления, так как инструмент вместе с паяным швом при резании нагревается. При повышении температуры происходит разупрочнение паяного соединения, т. е. прочность припоя должна быть достаточной для обеспечения работоспособности инструмента при высоких скоростях резания. Поскольку прочность припоя при нагреве тем выше, чем выше температура его плавления, используют припои с высокой температурой плавления.

Необходимо также, чтобы температура плавления припоя была выше температуры закалки стального корпуса, в противном случае проведение закалки невозможно, так как при нагреве будет происходить плавление припоя и разрушение паяного соединения.

Наибольшее распространение для пайки твердого сплава нашли медные припои. Это может быть чистая медь (fnjT = 1083 °С), однако такой припой имеет склонность к образованию кристаллизационных трещин при пайке в окислительной среде. Нагрев следует осуществлять в защитных атмосферах, т. е. распространенная напайка твердосплавных пластин с нагревом ТВЧ использована быть не может.

В промышленности широко применяют не чистую медь, а сплавы на основе меди — латуни и бронзы с температурами солидус 650— 1050 °С (табл. 12.1 и 12.2).

Таблица 12.1.
Химический состав припоев на медной основе

Таблица 12.2.
Свойства припоев на медной основе

Это интересно: Штабик из вольфрама: производство и применение

Характеристики инструментов с твердосплавными пластинами

Напайка твердосплавных пластин на рабочую часть инструмента — сложный производственный процесс, который существенно повышает стоимость изделия. Однако сегодня все чаще встречается именно такой вариант исполнения резцов и фрез. Это связано со следующими эксплуатационными особенностями:

1. Нет необходимости часто затачивать режущую кромку, а ведь именно ее износ может стать причиной ухудшения качества обработки.
2. Появление современных станков ЧПУ позволило увеличить скорость нарезки и подачу. Высокая производительность частично связана с использованием рассматриваемого типа инструментов.
3. Обеспечивается высокая точность при нарезке. Износ инструмента требует корректировки программы обработки, чего нельзя сделать с помощью обычного резца и фрезы.
4. Можно достигнуть более высокого качества шероховатости поверхности. Это связано с тем, что при высокой скорости обработки твердосплавные напайки не нагреваются до большой температуры, а сам материал не прилипает к обрабатываемой поверхности.

Существует несколько основных методов соединения твердосплавного наконечника с основанием:

1. с применением газовых, пламенных и электрических печей;
2. при помощи тока высокой частоты;
3. с применением ацетиленокислородной горелки;
4. контактным способом, то есть с помощью стыковых сварочных аппаратов.

Каждый из приведенных выше методов имеет свои определенные достоинства и недостатки.

В заключение отметим, главным недостатком рассматриваемого типа резцов и фрез можно назвать отсутствие возможности заточки и ремонта в производственных условиях. Выполнить качественную пайку можно, если есть специальное оборудование и припой, сами пластины изготавливаются из труднообрабатываемого материала.

Напайки твердосплавные. Напайка твердосплавных пластин

Этот этап является наиболее ответственным, так как при неправильном его проведении, во время работы резца, пластинки твердого сплава могут отскакивать или ломаться, вследствие образовавшихся при напайке трещин.

ПРИПОИ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, должны иметь температуру плавления на ~ 300° выше температуры, возникающей в процессе резания, сохранять прочность и пластичность при температуре резания, обладать хорошей жыдкотекучестью и обеспечивать быстрый отвод тепла от пластинки твердого сплава к стержню резца.

Для напайки твердосплавных пластин на державки токарных резцов, локальной закалки инструмента, пайки твердыми припоями мелких деталей используют нагрев токами высокой частоты или пламенем газовой горелки. Однако аппаратура ТВЧ громоздка и дорого стоит, она не для домашней мастерской или школьного кружка. Применить же газовую горелку по всем правилам может только сварщик высокой квалификации.

Но есть и еще один, почти забытый в наше время способ нагрева — на контактных машинах. Он наиболее приемлем в домашней, школьной, колхозной или совхозной мастерской, в техническом кружке.

Суть его в тепловом воздействии электрического тока на проводник. Выделяемое при этом количество тепла зависит от величины тока, времени его действия на проводник и электрического сопротивления последнего.

С учетом этой зависимости мы разработали аппарат, представляющий собой понижающий трансформатор, первичная обмотка которого рассчитана на 220 В, вторичная — на 2 В. Площадь поперечного сечения магнитопровода около 50 см 2 . Трансформатор закреплен на основании, а контактные шины вторичной обмотки — на прокладке-изоляторе.

Основание аппарата изготовлено из листовой стали толщиной 5 мм. Снизу в него ввернуты ножки. В основании прорезаны два окна: меньшее — для вентиляции, большее — для выхода болтов крепления контактных шин на текстолитовом изоляторе толщиной 10 мм. Отверстия по краям изолятора служат для его крепления к основанию.

Концы вторичной обмотки трансформатора заведены в отверстия зажимов и зафиксированы болтами (пазы зажимов позволяют деформировать их при затяжке и обеспечивать тем самым надежный электрический контакт).

Трансформатор укрыт защитным кожухом и прикреплен к основанию уголками 25X25 мм. К одному из верхних уголков привинчена изоляционная колодка — для соединения проводов первичной обметки с питающим шнуром и включателем аппарата.

Так как конструкторы-любители не часто имеют все необходимое для повторения описанной самоделки, рекомендуем начать изготовление аппарата с подбора пакета пластин трансформаторного железа (лучше Ш-образной формы), а уж затем заняться расчетом обмоток.

Предположим, что площадь поперечного сечения вашего магнитопровода (Q=a*b) равна 36,8 см 2 . Тогда мощность вторичной обмотки трансформатора P₂ = 36,8*36,8 = 1354,2 Вт, а первичной P₁ = 1354,2/0,95 = 1425 Вт. Сила тока I₁ = 1425 Вт/220 В = 6,48 А; I₂ = 1354,2 Вт/2 В = 677,6 А. Находим площадь поперечного сечения первичной обмотки:

S₁ = 6,48 A:2 A/мм 2 = 3,24 мм 2 .

Диаметр провода отсюда

Площадь поперечного сечения вторичной обмотки

S₂ = 677,6 A:2 A/мм 2 = 338,8 мм 2 ,

а диаметр провода

d₂ = 4*338,8/3,14 = 20,77 мм.

Соответственно определяем число витков:

n₁ = 220 000/222/36,8 = 270 витков,

n₂ = 270*2/220 = 2,5 витка.

Рис. 1. Аппарат термонагрева:

1 — защитный кожух, 2 — включатель, 3 — шнур электропитания, 4 — основание, 5 — изолятор, 6 — контактные шины, 7 — зажимы, 8 — болты зажимов, 9 — ножка (4 шт.).

Рис. 2. Прижимной рычаг (устанавливается в дополнительно просверливаемое в изоляторе отверстие с резьбой М6):

1 — стойка, 2 — рычаг, 3 — прижим.

Рис. 3. Контактный участок аппарата:

1 — контактные шины (красная медь), 2 — прижимной рычаг, 3 — твердосплавная пластина, 4 — припой, 5 — державка резца, 6 — изолятор основания; А и Б — зоны нагрева.

Эффективность и экономичность работы аппарата во многом зависят от величины плоскости соприкосновения тела резца с контактными шинами. Количество тепла, выделяемое при прохождении электрического тока, зависит от сопротивления проводника в местах контакта. При большой плоскости соприкосновения выделяется мало тепла при значительном расходе электроэнергии. И наоборот, при малой плоскости выделяется много тепла, что приводит к мгновенному нагреву контактирующего слоя. Чтобы избежать оплавления металла и нарушения контакта, площадь соприкосновения подбирается опытным путем.

При расположении тела резца на шинах, как показано на рисунке 3, очаг возникновения тепла будет располагаться в зоне А; в зоне Б визуально наблюдаемого очага тепла не возникает из-за большой поверхности соприкосновения.

Перед пайкой (в том числе твердосплавных пластин к державкам резцов) необходимо выполнить ряд подготовительных операций, чтобы обеспечить хорошую растекаемость припоя и смачиваемость им соединяемых деталей. Опорную поверхность пластин шлифуют и обезжиривают. Тан же готовят поверхность под пластину на теле резца: она должна быть прямолинейной, без уступов и завалов по краям. Защита поверхностей деталей от окисления при пайке осуществляется флюсом (бурой).

Напайка происходит в такой последовательности. Державку резца располагают на шинах аппарата. Между соединяемыми поверхностями помещают пинцетом припой (обрезок листовой латуни). Для более надежного прижима нагреваемых деталей друг к другу и к контактным шинам служит рычаг, установленный на пластине-изоляторе. В паз рычага вставлен упор, которым и осуществляется прижим твердосплавных пластин к державкам резцов.

При включении аппарата зона контакта быстро нагревается, металл плавится, контакт нарушается и процесс прерывается. Избежать этого можно двумя способами: работая в прерывистом режиме и плавно подавая напряжение на обмотки. В первом случае аппарат включается на 1,5—2 с, затем выключается. В момент отключения тепло передается от места контакта по телу резца, не оплавляя металл.

Плавную подачу напряжения можно обеспечить ЛАТРом. Увеличивая напряжение, добиваются того же результата, что и в первом случае: тепло волнами распространяется по державке от места контакта, обеспечивая нагрев до температуры плавления припоя. Контроль за процессом пайки осуществляется визуально.

Такие режимы дают скорость нагрева державки в пределах 80 — 100 град/с. Это уменьшает внутренние напряжения и предотвращает появление трещин в твердосплавных пластинах. Чтобы избежать появления трещин в паяном шве, необходимо медленное охлаждение.

Качественный паяный шов должен быть не толще 0,1 мм. Протяженность непропаянных мест не должна превышать 10%.

При отсутствии твердых сплавов в качестве режущих пластин можно использовать обломки фрез, сверл и других инструментов. Обломкам придается необходимая форма на заточном станке, или они нагреваются и отковываются до получения стержня прямоугольного сечения, который при повторном нагреве разрубается зубилом на отдельные пластины.

Наш аппарат многоцелевого назначения. Кроме изготовления резцов, его можно использовать и для локальной закалки инструмента (кернов, зубил, отверток и так далее). Достаточно прикоснуться к контактным шинам той частью инструмента, которую необходимо закалить, и подержать так несколько секунд. Температуру нагрева контролируют визуально, по цвету металла. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности: работать в рукавицах и защитных очках на заземленном аппарате.

При изготовлении различных инструментов для токарного и фрезерного оборудования довольно часто в качестве режущей кромки используются твердосплавные напайки. Они позволяют существенно повысить скорость нарезки и увеличить подачу, увеличивают срок службы самого инструмента. Напайка твердосплавных пластин проводится в промышленных условиях. Следует учитывать, что этот этап производства инструментов наиболее ответственный, так как, если допустить ошибку, резец или фреза может сломаться или отскочить от основания. Рассмотрим то, какими именно особенностями обладают твердосплавные напайки и насколько они улучшают режущий инструмент.

Особенности применяемого припоя

Пластина твердосплавная напаиваемая во время обработки принимает основную нагрузку. Именно поэтому особое внимание уделяется припою. Температура плавления используемого материала должна быть на 300 градусов Цельсия выше, чем предполагаемая температура нагрева инструмента во время механической обработки заготовки. Кроме этого, к припою предъявляются следующие критерии:

1. Высокая прочность и эластичность. Эти качества должны сохраняться на момент повышения температуры при обработке заготовки.
2. Хорошая жидкотекучесть обеспечивает надежное соединение пластины с основанием. При производстве резцов и фрез уделяется внимание тому, что сплав должен равномерно распределяться по всей площади основания.
3. Повышенная теплопроводность. Для того чтобы напайка прослужила долго, она не должна нагреваться во время работы. Применяемый сплав отводит часть тепла, за счет чего увеличивается срок службы режущей кромки.

После износа твердосплавных пластин есть возможность провести их замену. За счет этого основная часть инструмента при отсутствии дефектов может использоваться повторно.

Описание и виды твердосплавных пластин для токарных резцов — Токарь Мастер

Повысить производительность работ, выполняемых на металлообрабатывающем оборудовании, позволяют твердосплавные пластины, используемые для токарных резцов.
Такие пластины делают использование резца более удобным, так как являются съемными и позволяют быстро заменить их в случае износа или поломки.

Естественно, для использования сменных элементов не подойдут резцы цельной конструкции, у которых режущая часть выполнена заодно с державкой.

Твердосплавные пластины для токарных резцов

Преимущества применения твердосплавных пластин для резцов

Пластины для расточных или отрезных резцов могут быть выполнены из различных марок твердых сплавов, что очень удобно, так как это позволяет иметь целый набор режущих элементов для обработки заготовок из разных материалов.

Использование сменных пластин для режущего инструмента – это еще и экономически выгодное решение, так как в случае поломки или износа нет необходимости заменять весь резец новым инструментом: надо поменять только его режущую часть.

Целесообразно использовать инструмент со сменными твердосплавными пластинами и в том случае, если стоит задача автоматизации технологических процессов, что особенно актуально в условиях мелко- и среднесерийного производства, где номенклатура выпускаемых изделий может меняться достаточно часто.

Резцы со сменными пластинами

Среди преимуществ, которыми обладают твердосплавные пластины, устанавливаемые на токарные резцы, следует выделить следующие.

• По сравнению с резцами цельного типа, пластины отличаются невысокой стоимостью.
• Замена твердосплавного режущего элемента не занимает много времени.
• О высокой надежности пластин из твердых сплавов можно говорить даже в условиях интенсивной эксплуатации.
• При необходимости такие сменные режущие элементы можно переналаживать.
• Все современные модели сменных режущих элементов для токарных резцов унифицированы, что дает возможность легко подобрать оптимальный вариант для определенного типа обработки и марки металла заготовки.

Благодаря применению сменных твердосплавных пластин с механическим креплением значительно увеличивается срок службы державки токарного резца, отпадает необходимость в осуществлении таких вспомогательных операций, как заточка режущей части и ее пайка.

Что важно, при использовании такого режущего инструмента снижение температуры и силы резания может составить 40%.

Благодаря характеристикам твердых сплавов, которые используются для изготовления пластин, с помощью последних можно выполнять обработку металла, изменяя режимы резания.

Некоторые виды форм твердосплавных пластин для резцов

Современной промышленностью выпускаются различные типы сменных пластин, изготовленных из твердосплавных материалов. Требования к параметрам каждого из этих типов оговорены в соответствующих государственных стандартах.

• ГОСТ 19086-80 определяет характеристики пластин режущего, опорного типов и стружколомов.
• ГОСТ 19042-80 оговаривает требования к классификации, форме и системе обозначений сменных пластин из твердосплавных материалов.
• ГОСТ 25395-90 распространяется на твердосплавные пластины типов 01, 02, 61, 62, которые фиксируются на державке токарного резца при помощи напайки. Требования этого нормативного документа распространяются на элементы, которые соединяются при помощи напайки с резцами расточного, проходного и револьверного типов.

Параметры классификации

Для того чтобы классифицировать сменные твердосплавные пластины, которые устанавливаются на токарный резец, используют ряд параметров.

Среди токарных резцов выделяют расточные, отрезные, подрезные, канавочные, фасонные и др. Для каждого из этих типов инструментов необходима своя форма профиля, которая и формируется на стадии изготовления твердосплавной пластины для резца.

Свойства материалов, которые относятся к категории твердосплавных, меняются в зависимости от того, в каком соотношении в них содержатся вольфрам, титан и ряд других металлов.

Следует отметить, что сменные пластины могут быть и керамическими, их используют преимущественно при обработке жаропрочных сплавов.

Кроме того, керамические изделия оптимально использовать в тех случаях, когда необходимо выполнить непрерывную получистовую и чистовую обработку заготовки из металла.

В зависимости от того, какого размера заготовку требуется обработать на токарном станке, подбираются и твердосплавные пластины с соответствующими геометрическими параметрами. На токарный резец любого типа могут быть подобраны изделия, отличающиеся своими геометрическими размерами.

Величина заднего угла

От данного параметра, который можно определить по марке пластины, зависит чистота обработки заготовки из металла. Чем больше задний угол, тем выше чистота обработки поверхности. Твердосплавные пластины с большими задними углами используют преимущественно для токарной обработки мягких металлов.

Современными производителями выпускаются пластины пяти классов точности. С помощью этих изделий можно выполнять обработку с различными допусками на соответствие геометрическим параметрам заготовки.

Маркировка и производители

Маркировка твердосплавных пластин для оснащения токарных резцов указывает на состав материала изготовления. Например, маркировка Т15К6 означает, что перед вами пластина, изготовленная из сплава титановольфрамокобальтовой группы.

Следует отметить, что вольфрам в составе таких сплавов содержится в обязательном порядке. Кроме данного металла, в сплаве могут дополнительно содержаться титан, кобальт, тантал и др.

В составе рассматриваемого нами в качестве примера сплава в соответствии с его маркировкой содержится 15% карбида титана и 6% кобальта.

К наиболее популярным производителям твердосплавных пластин, которые используются для механического крепления на токарных резцах, относятся:

Разновидности твердосплавных пластин для резцов

Как выбрать твердосплавную пластину

Для того чтобы токарные работы по металлу отличались высокой эффективностью и точностью, необходимо правильно подобрать твердосплавные пластины, ассортимент которых отличается большим разнообразием форм и размеров.

При выборе важно учитывать соответствие размера пластины и геометрических параметров режущего инструмента. Если не придерживаться данного правила, то закрепить приобретенное изделие на токарном резце будет очень проблематично.

Рекомендуемые разновидности припоя

Чаще всего в качестве припоя применяют следующие сплавы:

1. Медно-никелевые, которые могут выдерживать рабочую температуру до 900 градусов Цельсия. Применяется при изготовлении инструмента, который рассчитан на повышенные нагрузки.
2. Электролитическая медь тоже получила большое распространение. Нагрев режущей части инструмента в этом случае может доходить до температуры 700 градусов Цельсия.
3. Латунно-никелевые составы похожи на предыдущий припой, но обходятся чуть дешевле.
4. Латунь рассчитана на использование при средних нагрузках и нагреве режущей кромки до 600 градусов Цельсия.

Чтобы удалить окислы и снизить вероятность окисления металлов, применяется флюс, например, бура.

Припои для пайки твердосплавного инструмента

Важнейшей характеристикой припоя является температура плавления (Гпл). Припои для пайки твердосплавного инструмента должны иметь высокую температуру плавления, так как инструмент вместе с паяным швом при резании нагревается. При повышении температуры происходит разупрочнение паяного соединения, т. е. прочность припоя должна быть достаточной для обеспечения работоспособности инструмента при высоких скоростях резания. Поскольку прочность припоя при нагреве тем выше, чем выше температура его плавления, используют припои с высокой температурой плавления.

Необходимо также, чтобы температура плавления припоя была выше температуры закалки стального корпуса, в противном случае проведение закалки невозможно, так как при нагреве будет происходить плавление припоя и разрушение паяного соединения.

Наибольшее распространение для пайки твердого сплава нашли медные припои. Это может быть чистая медь (fnjT = 1083 °С), однако такой припой имеет склонность к образованию кристаллизационных трещин при пайке в окислительной среде. Нагрев следует осуществлять в защитных атмосферах, т. е. распространенная напайка твердосплавных пластин с нагревом ТВЧ использована быть не может.

В промышленности широко применяют не чистую медь, а сплавы на основе меди — латуни и бронзы с температурами солидус 650— 1050 °С (табл. 12.1 и 12.2).

Таблица 12.1.
Химический состав припоев на медной основе

Таблица 12.2.
Свойства припоев на медной основе

Это интересно: Штабик из вольфрама: производство и применение

Характеристики инструментов с твердосплавными пластинами

Напайка твердосплавных пластин на рабочую часть инструмента — сложный производственный процесс, который существенно повышает стоимость изделия. Однако сегодня все чаще встречается именно такой вариант исполнения резцов и фрез. Это связано со следующими эксплуатационными особенностями:

1. Нет необходимости часто затачивать режущую кромку, а ведь именно ее износ может стать причиной ухудшения качества обработки.
2. Появление современных станков ЧПУ позволило увеличить скорость нарезки и подачу. Высокая производительность частично связана с использованием рассматриваемого типа инструментов.
3. Обеспечивается высокая точность при нарезке. Износ инструмента требует корректировки программы обработки, чего нельзя сделать с помощью обычного резца и фрезы.
4. Можно достигнуть более высокого качества шероховатости поверхности. Это связано с тем, что при высокой скорости обработки твердосплавные напайки не нагреваются до большой температуры, а сам материал не прилипает к обрабатываемой поверхности.

Существует несколько основных методов соединения твердосплавного наконечника с основанием:

1. с применением газовых, пламенных и электрических печей;
2. при помощи тока высокой частоты;
3. с применением ацетиленокислородной горелки;
4. контактным способом, то есть с помощью стыковых сварочных аппаратов.

Каждый из приведенных выше методов имеет свои определенные достоинства и недостатки.

В заключение отметим, главным недостатком рассматриваемого типа резцов и фрез можно назвать отсутствие возможности заточки и ремонта в производственных условиях. Выполнить качественную пайку можно, если есть специальное оборудование и припой, сами пластины изготавливаются из труднообрабатываемого материала.

Напайки твердосплавные. Напайка твердосплавных пластин

Этот этап является наиболее ответственным, так как при неправильном его проведении, во время работы резца, пластинки твердого сплава могут отскакивать или ломаться, вследствие образовавшихся при напайке трещин.

ПРИПОИ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, должны иметь температуру плавления на ~ 300° выше температуры, возникающей в процессе резания, сохранять прочность и пластичность при температуре резания, обладать хорошей жыдкотекучестью и обеспечивать быстрый отвод тепла от пластинки твердого сплава к стержню резца.

Читайте также:

  
• Как сделать чтобы скорая приехала быстрее при коронавирусе
  
• Как сделать яндекс доставку еды
  
• Ремонт верхнего порожка гитары своими руками
  
• Короб из стекловолокна своими руками
  
• Какие инструменты нужны для изготовления бижутерии своими руками