СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ЭЛЕМЕНТА В КОРПУСЕ ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1998 года по МПК B23K31/02 B23K101/20 

Способ использования крепления режущего элемента в корпусах алмазов в оправе, стеклорезов, наконечников к твердомерам, опорных и контактных элементов измерительных приборов, режущих пластин сборных резцов, фрез, выглаживателей, буровых коронок, волок-инструментов, применяемых в машиностроении, приборостроении, горном деле, металлургии (протягивание проволоки).

Известен способ крепления кристаллов в корпусе инструмента, при котором кристалл устанавливается с зазором во вспомогательную втулку, имеющую наружную коническую поверхность и выполненную из материала, сваривающегося с материалом корпуса, затем втулку с кристаллом вставляют в корпус и осуществляют нагрев и обжатие их в электродах контактной сварочной машины [1].

Отсутствие сварного или паяного соединения по торцу втулки и вдоль наружной ее поверхности, при переточках инструмента, приводит к отслоению ее от корпуса вместе с обжатым в ней кристаллом. Из-за этого сокращается число возможных переточек, срок службы инструмента и надежность его работы.

Известен способ запрессовки алмазной волоки в металлическую оправу [2].

Для осуществления этого способа металлическую оправу с капсюлем и находящуюся между ними алмазную волоку нагревают в поле высокой частоты до начальной температуры плавления капсюля и запрессовывают ее при помощи пресса. Этому способу присущи не только высокие температурные нагрузки, воздействующие на рабочий элемент в течение длительного времени, но и вредное воздействие тока высокой частоты на организм человека.

Сущность изобретения - получение надежного сварно-паяного соединения рабочего элемента с внутренней поверхностью вспомогательной втулки, а также ее наружной поверхности и торца с корпусом инструмента достигается за счет того, что вспомогательную втулку, выполненную с толщиной стенки в пределах 0,8-1,2 мм и длиной равной 1,5-1,8 высоты рабочего элемента, надевают на установленный в гнезде корпуса рабочий элемент с двойным зазором S₁ и S₂.

Зазор S₁ образуется между рабочим элементом и внутренней поверхности втулки в пределах 0,2-0,5 мм, а зазор S₂ - между наружной поверхностью втулки и корпуса инструмента в пределах 0,5-0,8 мм. Причем перед установкой в корпус нижний торец и часть внутренней и наружной поверхностей втулки L, в пределах 1,1-1,3 высоты рабочего элемента, смачивают в жидкости с вязкостью не менее 9 сантистоксов и окунают смоченную часть втулки в наплавочный порошок на основе никеля. Собранный узел устанавливают между электродами контактной сварочной машины и осуществляют сварко-пайку.

Тонкостенность вспомогательной втулки, контактирующей нижним торцем с корпусом, обеспечивает получение сварного соединения между ними, а двойной зазор и наличие на смоченных в жидкости поверхностях слоя порошка на основе никеля обеспечивает мгновенное оплавление порошка и улучшение адгезионных связей по боковым поверхностям (за счет получения паянного соединения) между рабочим элементом, промежуточной втулкой и корпусом инструмента.

На фиг. 1-4 приведены схемы, поясняющие предлагаемый способ крепления рабочего элемента.

Фиг. 1 - в стеклорезах, наконечниках к твердомерам, алмазах в оправе для правки кругов;
фиг. 2 - в корпусах режущих пластин для сборных резцов и фрез;
фиг. 3 - в корпусах выглаживателей, опорных и контактных элементов измерительных приборов, буровых коронок;
фиг. 4 - в корпусах (оправе) для волок;
Фиг. 5 - специальный керн для получения гнезда в опорной поверхности углубления корпуса под природный алмаз, где 1 - вспомогательная втулка, 2 - рабочий элемент, 3 - корпус инструмента, 4 - углубление в корпусе инструмента, 5 - гнездо в опорной поверхности углубления корпуса в виде 4-гранной пирамиды, 6 - рабочая вершина инструмента, 7 - верхний электрод контактной машины, 8 - углубление в виде конуса или полусферы, 9 - слой наплавочного порошка, 10 - нижний электрод контактной машины, 11 - конический выступ на верхнем электроде.

Для возможного осуществления способа предварительно изготавливают стальную вспомогательную втулку 1, выполненную с толщиной стенки в пределах 0,8-1,2 мм и длиной, равной 1,5-1,8 высоты закрепляемого рабочего элемента.

Внутренний диаметр втулки, равный 1,2 диаметра или наибольшего размера по ширине рабочего элемента 2, обеспечивает образование зазора S₁=0,2-0,5 мм. В корпусе инструмента 3 выполняют гнездо 4, диаметром, превышающим наружный диаметр втулки на 1-1,6 мм, для образования зазора S₁=0,5-0,8 мм. Для инструментов типа стеклорезов, наконечников к твердомерам (фиг. 1), где используется в качестве рабочих элементов природные алмазы, в опорной поверхности углубления 4 корпуса дополнительно выполняют с помощью специально заточенного под 4-гранную пирамиду керна (показанного на фиг. 5) гнездо 5, обеспечивая при этом центрирование рабочей вершины 6.

Для того чтобы центрирование рабочей вершины при закреплении не нарушалось, в верхнем электроде 7 предусмотрена коническая (полусферическая) выемка 8. Фиг. 2 и фиг. 3.

Для закрепления волок (фиг. 4) рабочий элемент предварительно приклеивают, прихватывают сваркой или пайкой соосно сквозному отверстию, имеющемуся в корпусе (оправе) для волоки.

На верхнем электроде 7 выполняют конический выступ 11, соответствующий форме распушки в корпусе волоки.

После установки рабочих элементов 2 в корпусах инструментов 3 (фиг. 1-4) смачивают нижний торец и часть внутренней и наружной поверхностей вспомогательной втулки 1 в жидкости с вязкостью не менее 9 сантистоксов.

Длина смачиваемой части втулки должна находиться в пределах 1,1-1,5 высоты рабочего элемента 2.

Затем смоченную часть втулки окунают в наплавочный порошок на основе никеля (ГОСТ-21448-75) класс М-(0,4-0,16 мм), надевают ее на рабочий элемент 2, предварительно установленный в гнезде 4 корпуса инструмента 3, выдерживая двойной зазор S₁ и S₂, и осуществляют сварко-пайку в электродах 7 и 10 контактной сварочной машины.

В зависимости от размеров рабочего элемента контактную сварко-пайку ведут при плотности тока от 10 до 32 кА, длительности импульса от 0,3 до 2 сек и усилий на электродах от 100 до 350 КГС.

Литература.

1. Авт. св. СССР N 575188 М. Кл. B 23 K 11/00, B 23 P 11/02, 1977.

2. Авт. св. СССР N 418280 М. Кл. B 23 B 27/14, 1974.

Изобретение относится к изготовлению стеклорезов, наконечников к твердомерам, опорных и контактных элементов измерительных приборов, режущих пластин для резцов и фрез, выглаживателей, буровых коронок, волок-инструментов, применяемых в машиностроении, приборостроении, горном деле, металлургии (протягивание проволоки). Способ позволяет получить надежное сварно-паяное соединение рабочего элемента с корпусом инструмента и состоит в том, что в углублении корпуса устанавливают вспомогательную втулку с размещенным в ней с зазором рабочим элементом и осуществляют нагрев и обжатие вместе с рабочим элементом в электродах контактной сварочной машины. Перед установкой торец и часть наружной поверхности вспомогательной втулки смачивают в жидкости с вязкостью не менее 9 сантистоксов, а затем смоченную часть окунают в наплавочный порошок на основе никеля. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ крепления рабочего элемента в корпусе инструмента, при котором в углубление корпуса устанавливают вспомогательную втулку с размещенным в ней с зазором рабочим элементом и осуществляют нагрев и обжатие вспомогательной втулки вместе с рабочим элементом в электродах контактной сварочной машины, отличающийся тем, что размеры вспомогательной втулки выбирают такими, чтобы обеспечить зазор в пределах 0,5 0,8 мм между ее наружной поверхностью и корпусом инструмента, при этом перед установкой вспомогательной втулки в углубление корпуса нижний торец и часть наружной и внутренней ее поверхностей в пределах 1,1 1,3 высоты рабочего элемента смачивают в жидкости с вязкостью не менее 9 сСт, а затем смоченную часть вспомогательной втулки окунают в наплавочный порошок на основе никеля. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для инструментов с рабочим элементом в виде природного алмаза в опорной поверхности углубления корпуса выполняют гнездо в виде опрокинутой четырехгранной пирамиды по размеру природного алмаза, предназначенное для центрирования рабочей вершины последнего, при этом в верхнем электроде выполняют углубление в виде конуса или полусферы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для инструмента в виде волоки рабочий элемент предварительно приклеивают или прихватывают сваркой или пайкой соосно с отверстием в корпусе, при этом верхний электрод выполняют с коническим выступом, соответствующим форме распушки волоки.