5.4. Заготовки ри, получаемые литьём

Трудоемкость изготовления режущего инструмента методом литья значительно ниже трудоемкости изготовления режущего инструмента из поковок или проката. Например, по данным Сестрорецкого инструментального завода снижение трудоемкости составляет 6-45%, а экономия быстрорежущей стали 40-60%. Красностойкость и износостойкость режущего инструмента, изготовленного методом литья, иногда выше режущего инструмента, изготовленного ковкой. Это объясняется тем, что операция ковки БРС заставила снизить в ней содержание углерода до минимально возможного значения примерно равного 0,6 %. Литые заготовки режущего инструмента рекомендуются для РИ, работающих с ударными нагрузками. Для сложного мелкого и насадного инструмента диаметром до 80 мм применяют литье по выплавляемым моделям, а заготовки для осевого инструмента массой до 20 кг получают литьем в оболочковые формы.

Термическая обработка режущего инструмента, полученного литьем, аналогична термической обработке инструмента, полученного из проката, и отличается лишь тем, что время нагрева под закалку увеличивается на 30-50%.

При указанных выше методах литья заготовок последующая их механическая обработка может свестись только к операциям шлифования и заточки. Использование метода литья в производстве режущего инструмента предполагает переплавку старого изношенного инструмента, а также стружки и прочих металлических отходов для получения нового режущего инструмента (безотходная технология).

6. Изготовление составного ри

К составным относят такие РИ, у которых рабочая часть, изготовленная из инструментального материала, соединена с нерабочей частью, как правило, из конструкционной стали неразъемным соединением (сваркой, пайкой, приклеиванием и др.) Составными делают многие РИ: свёрла, зенкеры, развёртки, резцы, круглые протяжки и др. Для изготовления составных РИ в основном применяют сварку и наплавку, припаивание и приклеивание.

6.1. Сварка режущей части ри

Примерно 1/3-ю часть режущего инструмента изготавливают сварным способом (например сверл до 50%, метчиков до 35%, фрез до 7%, разверток до 5%).

Для соединения режущей части из быстрорежущей стали и корпусной части из конструкционной стали широко применяется контактная электрическая стыковая сварка и сварка трением.

• Электрическая стыковая сварка может быть двух видов:

1. С непрерывным оплавлением

2. С предварительным подогревом торцов свариваемых частей, путем многократного их контактирования под напряжением.

Эти два метода сварки состоят из трех переходов (стадий): подогрев, оплавление, осадка.

Схема такой сварки выглядит следующим образом (рис. 8):

1-рабочая часть инструмента из быстрорежущей стали;

2-хвостовая часть из конструкционной стали;

3-скользящие контакты;

4-зажимы сварочного аппарата.

Разность длин вылетов концов свариваемых частей объясняется различной теплопроводностью, теплостойкостью и электрической проводимостью быстрорежущей стали и конструкционной стали. При сварке с непрерывным оплавлением торцы заготовок подводятся до касания, происходит разогрев и оплавление торцов, после чего совершается резкое сближение торцов (осадка) для образования прочного соединения. При сварке с предварительным подогревом нагрев торцов заготовок происходит в результате их многократного предварительного контактирования. В результате замыкания и размыкания торцов заготовок их концы разогреваются до температуры пластической деформации, после чего их принудительно сдвигают (осадка) до выдавливания всего жидкого металла в зазоре (в стыке) с достаточно высокой скоростью (примерно за 0,2 сек).

Длину заготовки под сварку выбираем с учетом припуска на оплавление и осадку. Мощность электрического тока для сварки зависит от площади свариваемого сечения и химического состава заготовки. Например, для сварки заготовок Ø 10 мм из стали Р6М5 и стали 45 - необходимая мощность 9 кВт, сила осадки – 3800 Н. Торцы свариваемых заготовок должны быть одинакового диаметра. Если мощность сварочного аппарата мала, то допускается с целью уменьшения площади торцов соприкасаемых заготовок выполнять на этих торцах о тверстия (рис. 9).

При этом виде сварки возможны следующие виды брака:

1) отклонение от соосности;

2) кривизна заготовок;

3) неправильная форма шва (необходима дополнительная обработка);

4) дефекты шва;

5) кольцевые трещины в области прилегающей к месту сварки;

6) непровар;

7) внутренние раковины.

• Сварка трением

С варка трением является разновидностью контактной сварки, выполняется на сварочных автоматах для заготовок диаметром от 6 до 55 мм с производительностью 200 – 300 сварок в час. Нагрев происходит в результате трения по торцу свариваемых заготовок (рис. 10). Заготовка 2 не вращается, находится на продольном суппорте станка и имеет продольное перемещение до соприкосновения с определенным усилием с торцом вращающейся заготовки 1.

Преимущества сварки трением перед электростыковой сваркой:

1) сокращение расхода свариваемых материалов из-за уменьшения угара примерно в 4 раза;

2) экономия электроэнергии;

3) высокая производительность;

4) высокая точность.

При этом способе в качестве материала хвостовой части РИ используют сталь 45, 40Х, 30 ХГС и др.