Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Приготовление шихты начинают с просеивания металлических порошков, входящих в состав связки. Связки для инструмента из алмазных порошков изготовляют из шихты с крупностью зерен 40—100 мкм. Фракции менее 40 мкм используют для инструмента из алмазных микропорошков.
Задавшись объемом алмазоносного слоя, рассчитывают массы металлических и алмазных порошков, составляющих связку. Компоненты связки тщательно перемешивают в барабанных, вибрационных или других смесителях. Порошки увлажняют для лучшего сцепления частиц смешиваемых материалов, различных по своей плотности. В качестве увлажняющей жидкости используют 20%-ный раствор глицерина в спирте или какой-либо другой раствор, испаряющийся или выгорающий при дальнейшей термообработке.
108
Шихту прессуют в пресс-форме, точно изготовленной по форме и размерам инструмента (рис. ЮЛ). Корпус инструмента 2 устанавливают в матрицу 1, куда помещают вкладыш 3. Соприкасающуюся с шихтой поверхность пресс-формы покрывают графитовой смазкой, чтобы предотвратить налипание порошков связки. Засыпают шихту 4, устанавливают пуансон 5 и производят прессование. Прессуют при нормальной температуре и давлениях от 196 до 94 Па. После брикетирования полученное плотное и прочное соединение спекают нагревом пресс-формы до температур плавления компонентов связки (600—1500°С), а затем уплотняют давлением, равным половине давления брикетирования, при температуре 500—
600° С, предварительно выдержав (1—
3 ч) пресс-форму при температурах спекания. После медленного охлаждения инструмент извлекают из пресс-формы.
Прессованная рабочая поверхность инструмента получается ровной и гладкой, так как зерна алмаза располагаются на одном уровне со связкой. Зерна алмаза вскрывают, удаляя связку с поверхности инструмента шлифованием свободным абразивом, абразивным бруском или поверхностным растворением в азотной, серной кислоте или их смесью.
Инструмент контролируют, осматривая зерна на рабочей поверхности с помощью лупы или микроскопа в зависимости от зернистости, При этом определяют соответствие зернистости, ориентировочно оценивают концентрацию и устанавливают равномерность распределения зерен по поверхности. Алмазоносный слой не должен иметь трещин, раковин, выкрашиваний и других дефектов. С помощью твердомера проверяют твердость связки.
Инструмент балансируют, определяя величину и положение дисбаланса на балансировочных машинах и удаляя требуемую массу с поверхностей, оговоренных чертежом. Предельное значение дисбаланса предусматривается стандартом и нормалями на алмазный инструмент.
Методом гальваностегии на корпус инструмента наносят слой никеля, содержащий зерна алмазного порошка. Алмазные зерна находятся в никелевом электролите во взвешенном состоянии, что обеспечивается постоянным перемешиванием раствора. При осаждении никеля алмазные зерна закрепляются на корпусе инструмента. Такие слои называют алмазогальваническими и обозначают начальными буквами «АГ», применяют в инструментах малого размера, сложной конфигурации с небольшой толщиной слоев и высокой концентрацией алмаза.
Толщина алмазоникелевого слоя зависит от плотности тока (0,5—10 А/дм2) и времени выдержки в электролите. Чем выше
Рис. 10.1. Изготовление
алмазного инструмента прессованием
109
зернистость алмаза, тем больше выдержка в электролите. Так, при зернистости 5/3 время выдержки составляет 9 мин, а при зернистости 125/100 около 5 ч.
Насечкой изготовляют алмазный инструмент, в котором зерна алмаза закатаны в насечки (пазы). На рабочей поверхности корпуса инструмента, изготовленного из меди или углеродистой стали, насекают зубилом или прорезают тонкой дисковой пилой пазы шириной 0,2—0,3 мм. В пазы втирают пасту, состоящую из алмазного порошка, медной крошки и вазелина. Закатывают пасту в пазы роликом. Такой инструмент применяют только в единичном и опытном производстве.
Инструмент с одиночным кристаллом алмаза применяют при ручной и станочной резке стекла, сверлении отверстий. Кристалл алмаза 1 закрепляют в гнездо 2 оправки 3 механически (рис. 10.2, а) или заливкой гнезда припоем (рис. 10.2,6).
Кристалл располагают так, чтобы режущий четырехгранный угол совпадал с направлением сил, действующих на алмаз при работе.
Типы алмазного инструмента. Промышленностью выпускается большая номенклатура алмазного инструмента (табл. 10.1) различного назначения, конфигурации, размеров и зернистости. На корпусе инструмента в местах, оговоренных чертежом, наносят знаки маркировки, характеризующие форму и основные размеры инструмента, марку алмаза и зернистость порошка, концентрацию алмаза, марку связки и т. д. Например, на алмазном шлифовальном круге, изображенном на рис. 10.3, цифрами обозначено: 1 — тип
инструмента; 2—наружный диаметр, мм; 3 — ширина алмазоносного слоя, мм; 4 — толщина алмазоносного слоя, мм; 5 —диаметр посадочного отверстия, мм 6 — марка алмаза; 7 — зернистость алмазного порошка; 8 — концентрация алмазов; 9 — обозначение связки.
Выбор инструмента и режимов обработки (табл. 10.2). Выполняемая операция, размеры и форма заготовки, а также технические характеристики станка определяют применяемый алмазный инструмент и режимы обработки. По шероховатости и производи-
