книги из ГПНТБ / Дерум Л.А. Алмазы пришли в цех

НЕМНОГО ОБ АЛМАЗАХ ВООБЩЕ

Героическими усилиями наших геологов в 1955 году в Якутии открыты богатейшие залежи естественных ал­ мазов, а в 1962 году завершилась битва ученых нашей страны за создание искусственных алмазов.

Трудно переоценить значение этих открытий, так как применение алмазов для обработки металла, кремния, керамики, твердого сплава, сгекла и многих других мате­ риалов позволяет разрешить успешно две основные зада­ чи: резко поднять производительность труда и значитель­ но улучшить качество изделий.

Использование алмазных резцов при обработке цвет­ ных металлов и пластмасс позволяет увеличить произво­ дительность труда в 20—50 раз, а применение алмазного абразивного инструмента для обработки твердого сплава дает сплаву «вторую жизнь», увеличивает стойкость в 2—5 раз и уменьшает расход его вдвое на тонну снимае­ мой стружки.

Начиная с XVIII века, во всем мире добыто 700 мил­

3

Что же такое алмазы? По современной теории, алмазы «рождаются» на глубине 200 км от поверхности земли при температуре 2500°С и фантастическом давлении 200—300 тысяч атм. Вот почему человечеству потребова­ лось более 150 лет напряженных поисков, чтобы научить­ ся создавать искусственные алмазы.

Алмаз по химическому составу — чистейший углерод. Кристаллы его чаще всего бывают октаэдрического и ромбододекаэдрического видов и реже — кубического. Кристалл алмаза анизотропен, то есть неодинаков по прочности во всех направлениях.

Основные физико-химические свойства алмазов

-Модуль объемного сжатия, дин/см2 (5,6:6,3) 101*

Как видно из приведенной таблицы, основные режу­ щие свойства алмазов определяются его твердостью, ве­ личиной модуля упругости, теплопроводностью, малым коэффициентом теплового расширения и минимальной величиной коэффициента трения. Тем не менее при экс­ плуатации алмазов нужно обратить внимание на их по­ вышенную хрупкость, небольшое сопротивление изгибу и вибрационным нагрузкам.

4

Однако при правильной ориентации гранения алмаз­ ного зерна в процессе обработки геометрической формы и при удачно выбранном способе крепления в державку резца, можно свести на нет или хотя бы значительно уменьшить эти недостатки.

В настоящее время алмазы применяются очень широ­ ко, в том числе:

для обработки цветных металлов (обточки, расточки, фрезерования, сверления), алюминиевых сплавов, брон­ зы, магниевых сплавов и других цветных металлов;

для обработки (резания, шлифования, полировки) полупроводников, кремния и германия, кварца, феррита, специальной керамики;

для черновой и чистовой заточек твердосплавного ин­ струмента, резцов, фасонных резцов, сверл, зенкеров, разверток, протяжек всех видов, фрез, монолитного твер­ досплавного инструмента, зубков врубовых машин и гор­ ных комбайнов, буровых коронок и других видов инстру­ мента;

для наружного и внутреннего шлифования твердо­ сплавных инструментов, твердосплавных штампов (вы­ рубных, вытяжных и других видов), фильер для волоче­ ния проволоки, труб, прутков, деталей приборных под­ шипников и многих других изделий из твердого сплава;

для шлифовки кругами и доводки пастами меритель­ ного твердосплавного инструмента (скоб, шаблонов, резь­ бовых калибров, микрометров, штангенциркулей, пассаметровидр.);

для шлифовки и заточки твердосплавного инструмен­ та для обработки дерева;

для резания, шлифования, полировки пластмасс все­ возможных марок;

для алмазного хонингования отверстий и наружных

5

поверхностей изделий машиностроения, гильз двигателей всех назначений цилиндров гидравлической системы, деталей топливной аппаратуры, отверстий шестерен и т. д.; для обработки опор часовой промышленности из ага­

та, яшмы, рубина и других материалов; для обработки оптического, технического, художест­

венного стекла; для обработки естественных строительных материа­

лов: гранита, мрамора, известняка и других горных по­ род, а также обработки искусственных строительных ма­ териалов, бетона (резание, сверление, фрезерование, шлифование);

Для оснащения буровых коронок алмазного буре­ ния шпуров по крепким и средним породам;.

для резания, шлифования, полировки пластмасс все­ возможных марок;

для обработки натуральных алмазов и др. драгоцен­ ных камней, алмазных фильер, наконечников приборов, резцов, бриллиантов и т. д.

Эти работы могут быть выполнены при помощи ал­ мазного инструмента, изготовляемого в виде резцов, шли­ фовальных кругов, паст и порошков в свободном состоя­ нии.

Познакомимся подробнее с некоторыми видами ал­ мазной обработки и инструментами, изготовляемыми для этой цели.

ТОЧЕНИЕ АЛМАЗНЫМИ РЕЗЦАМИ

В настоящее время тонкое точение алмазными резца­ ми применяется в основном для изделий из цветных ме­ таллов и сплавов, пластмасс и других неметаллических материалов. Для обработки стали алмазы до сих пор не

в

стойкость твердосплавных резцов составляет 120—150 деталей, с применением алмазного резца стойкость воз­ росла до 50 000 деталей.

Нет нужды продолжать перечисление аналогичных

Рис. 1. Расточной резец с запаянным алмазом

примеров, так как приведенные с достаточной убедитель­ ностью показывают, что алмазные резцы в сравнении с твердосплавными обладают более высокой стойкостью, уменьшающей в десятки и сотни раз количество перена­ ладок станков. Кроме того, применение этих резцов улучшает качество обрабатываемой поверхности, а -сле-

9

довательно, качество и работоспособность изделия в це­ лом. А если еще учесть и многократное уменьшение бра­ ка, то станет очевидным огромное народнохозяйственное значение применения алмазов в промышленности.

Что же представляет собой алмазный резец?

На рис. 1 изображен расточной резец с запаянным алмазом. На рис. 2 — проходной резец с механическим креплением алмаза.

Рис. 2. Проходной токарный резец с механическим креплением алмаза.

В стальную державку алмаз впаивается при помощи серебряного припоя и в сборе с державкой окончательно гранится для придачи резцу необходимой геометриче­ ской формы.

Резцы с впаянным алмазом проще по конструкции, позволяют использовать малогабаритное алмазное зер­ но, но они сложны в разборке.

В резце с механическим креплением алмаз может быть легко вынут, перешлифован и легко вставлен в дер­ жавку.

Если применить пятиили шестигранную заточку ал­ мазного зерна, то можно 5—6 раз поворачивать алмаз, не перетачивая его, но при этом нужны алмазы с более крупными зернами.

НИИАлмаз разработал конструкции алмазных рез­ цов, обобщенные в изданной Стандартном «Нормали машиностроения МН1388—МН1394-61» — «Резцы алмаз­ ные» и РТМ 61-62 — «Резцы алмазные для продольного точения».

В табл. 1 приводятся рекомендуемые величины гео­ метрических параметров резцов (по данным НИИ­ Алмаз) .

Таблица 1

Рекомендуемые величины геометрических параметров резцов