Изготовление сверла технологический процесс

Изготовление сверла технологический процесс – Металлы, оборудование, инструкции

     Сверление………………………….. …………………………………… 2  

     Типы сверлильных станков ……………..……………………………… 3

     Сверление и рассверливание……………………………………………..9

     Сверла…………………………………………………………………….14

     Обеспечение качества обработки при сверлении……………………………16

     Возможные дефекты просверленных отверстий………………………17

   Литература………………………………………………………………..18

Сверление – основной технологический способ образования отверстий в сплошном материале обрабатываемой заготовки. Сверлением могут быть получены как сквозные, так и глухие отверстия.

Самым распространенным способом обычного (неглубокого) сверления является обработка спиральным сверлом. Одним сверлом обычно сверлят отверстия диаметром до 20…30 мм. При обработке отверстий большего диаметра прибегают к последующему рассверливанию, зенкерованию, растачиванию и протягиванию.

Обработка может производиться при сообщении вращения инструменту ил обрабатываемой заготовке. Применяются следующие схемы сверления: 1) вращается инструмент, ему же сообщается осевая подача, деталь неподвижна; 2) вращение сообщается детали, а осевая подача – не вращающемуся инструменту; 3) встречное вращение детали и инструмента.

Часто встречающимся дефектом при сверлении является искривление оси отверстия (увод сверла). Это особенно ощутимо при сверлении глубоких отверстий. Наиболее радикальный способ устранения увода сверла – сообщение вращения детали и инструменту.

При сверлении отверстий большого диаметра часто применяют сверла для кольцевого сверления. В зависимости от вида обработки различают также сверла для глубоких отверстий, однокромочные, с подводом охлаждающей жидкости, перовые и т. д.; эти сверла являются специальными и используются крайне редко.

Типы сверлильных станков. Настольно-сверлильные станки выпускают для сверления отверстий диаметром до 16 мм; вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные – для сверления отверстий диаметром до 100 мм. Горизонтально-сверлильные станки предназначены для получения глубоких отверстий специальными сверлами.

Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками.

Лезвийным инструментом можно вести сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, протягивание.

Настольно-сверлильные станки

Настольные сверлильные станки — самого малого типоразмера среди сверлильных станков. Они предназначены для сверления отверстий небольшого диаметра в среднем до 16мм в малых корпусных деталях.

Эти мини сверлильные станки устанавливаются на столе.

Станки позволяют сверлить, рассверливать, зенкеровать и зенковать, развертывать отверстия диаметром до 9-18 мм, нарезать метрическую резьбу метчиками в изделиях из черных и цветных металлов, неметаллических материалов.

Настольно-сверлильный станок НС-16 (Рис.1) предназначен для сверления отверстий диаметром до 16 мм, сверлами, как с цилиндрическим, так и коническим хвостовиком (конус Морзе2). Может быть использован в ремонтных и производственных цехах, участках, в передвижных ремонтных мастерских.

Рис. 1

Основные технические характеристики станка НС-16:

Вертикально-сверлильные станки

В вертикально-сверлильных станках главным движением v является вращение шпинделя с закрепленным в нем инструментом, а движением подачи Sx — вертикальное перемещение шпинделя.

Обрабатываемую заготовку устанавливают на столе или непосредственно на фундаментной плите, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

Основными узлами вертикально-сверлильного станка являются станина (стойка, колонна), фундаментная плита, коробка скоростей, шпиндель, коробка подач и механизм подачи, стол.

Вертикально сверлильные станки 2C125 (Рис.2) применяются для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развертывания и нарезания резьбы в различных видах металлических и неметаллических деталей быстрорежущим и твердосплавным инструментом.

Отличительные особенности вертикально сверлильного станка 2С125:

9 частот вращения шпинделя

2 автоматические подачи шпинделя

Муфта перегруза

Рабочий стол с механизмом регулирования высоты на основе рейковой подачи 420х300мм

Основание рабочей поверхности 320х320

Рис.2

Радиально-сверлильные станки

Станок радиально сверлильный относится к разряду универсальных, почему и стал очень популярен на производстве. Основное его назначение – обрабатывать отверстия.

Способен выполнять весь ряд основных операций, свойственных радиально сверлильным станкам – сверление и рассверливание. Можно его применять и для зенкерования.

К разряду основных относятся и операции развертывания, подрезки торцов, нарезки резьбы с помощью метчиков и т.д.

В станке радиально сверлильном 2н55 используется преселективное управление скоростями и подачами, легкое гидрофицированное управление фрикционом шпинделя. Есть возможность отключить шпиндель от коробки скоростей, имеются надежные гидравлические зажимы колонны и сверлильной головки, которые могут работать, как совместно, так и раздельно.

Все органы управления радиально сверлильного станка расположены на небольшом участке. Все выше перечисленное позволяет значительно сократить вспомогательное время.

Радиально-сверлильный станок 2C550 (Рис. 3) предназначен для обработки отверстий в средних и крупных деталях. Сверлильный станок 2C550 выполняет следующие виды работ: сверление, зенкерование, развертывание, подрезка торца и нарезание резьбы. Радиально-сверлильный станок 2C550 эффективно применяется в индивидуальном, мелкосерийном и серийном производстве. 

Радиально-сверлильный станок 2C550. Технические характеристики

Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками.

Лезвийным инструментом можно вести сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, протягивание.

Рассверливание (рис. 4.2, б)  – процесс увеличения диаметра ранее просверленного отверстия сверлом большего диаметра с целью улучшения их точности и качества (до 9-го квалитета и  Ra = 2,5 мкм).

Зенкерование (рис. 4.2, в) применяется для предварительной обработки отлитых и отштампованных отверстий для повышения точности и качества поверхности (мкм) предварительно обработанного (сверлением) отверстия многолезвийным режущим инструментом – зенкером.

Развертывание (рис. 4.2, г, д) – окончательная обработка цилиндрического или конического отверстия разверткой (обычно после зенкерования) в целях получения высокой точности и малой шероховатости обработанной поверхности (Ra = 0,32 мкм).

Рис. 4.2. Основные схемы сверления

Цекованием (рис 4.2, е) обрабатывают торцовые опорные плоскости для головок болтов, винтов и гаек. Перпендикулярность обработанной торцовой поверхности основному отверстию обеспечивает направляющий цилиндр цековки.

Зенкованием получают в имеющихся отверстиях цилиндрические или конические углубления под головки винтов, болтов, заклепок и других деталей. На рис. 4.2, ж, з  показано зенкование цилиндрического углубления цилиндрическим зенкером (зенковкой) и конического углубления коническим зенкером.

Нарезание резьбы – получение на внутренней цилиндрической поверхности с помощью метчика винтовой канавки (рис. 4.2, и).

Отверстия сложного профиля обрабатывают с использованием комбинированного режущего инструмента. На рис. 4.2, к показан комбинированный зенкер для обработки двух поверхностей: цилиндрической и конической.

Сверление и рассверливание

заднего центров станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы

ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышала припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют биение торца заготовки, в котором будет обрабатываться отверстие, и выверяют заготовки по торцу.

Источник: http://referat911.ru/Tehnologiya/tehnologicheskie-processy-sverleniya/400201-2912869-place1.html

Сверление — это вид механической обработки материалов. Технология сверления. Оборудование для сверления

Сверление — это один из видов механической обработки материала резанием. В этом методе используется специальный режущий инструмент — сверло. С его помощью можно сделать отверстие разного диаметра, а также глубины. Кроме того, имеется возможность создания многогранных отверстий с разным сечением.

Назначение операции

Сверление — это необходимая операция, если требуется получить отверстие в металлическом изделии. Чаще всего для сверления имеется несколько следующих причин:

• требуется создать отверстие под нарезание резьбы, зенкерование, развертывание или растачивание;
• необходимо разместить в отверстиях электрические кабели, крепежные элементы, продеть через них анкерные болты и т. д.;
• отделение заготовок;
• ослабить разрушающиеся конструкции;
• в зависимости от диаметра отверстия, его можно использовать даже для закладки взрывчатки, к примеру, при добыче природного камня.

Бизнес по производству сверл

Стартовый капитал – от 1 миллиона рублей.

Сверло – один из наиболее распространенных режущих инструментов, используемый в качестве насадки на электродрель. Анализируя данный рыночный сегмент, можно заметить, что зарубежные изделия встречаются значительно чаще, чем отечественные аналоги. Основной импортер различных метизов, в том числе и сверла на дрели – азиатский регион (Китай, Тайвань и другие страны).

Почти все китайские сверла, как и любые метизы из производства, имеют меньшую стоимость, чем их отечественные аналоги, при этом они сильно отстают по качеству.

Такая продукция не рассчитывается на многократное пользование.

При открытии бизнеса по изготовлению сверл различных диаметров уделите особое внимание следующим показателям изделий: высокое качество продукции, а также ее приемлемая стоимость.

Требования к помещению

К выбору помещения под производственные цеха необходимо подойти с максимальной ответственностью. Минимальная площадь для организации технологического процесса по производству сверл – 300 квадратных метров.

Такая большая территория обуславливается наличием громоздких специализированных печей, а также другого оборудования. Помещение должно быть проверено на соответствие правилам и нормам пожарной безопасности.

Также обязательно должны быть проведены соответствующие коммуникационные сети: газопровод, действующий водопровод и электричество.

Отдельно поговорим о последнем пункте. В помещении должно иметься 3-фазное электричество производственных мощностей (380 вольт). Также не помешает хороший уровень освещения по всей территории предприятия.

Наличие дополнительных систем и коммуникационный сетей может повысить итоговую стоимость аренды помещения, но данная статья расходов является обязательной – например, вы попросту не сможете запустить оборудование без питания 380 вольт (некоторое оборудование малых и средних мощностей может требовать классические 220 вольт), а плохой уровень освещенности может негативно сказаться на качестве работы операторов.

Средняя стоимость годовой аренды помещения технического назначения (по столичным расценкам) – в районе 6,5 – 8,5 тысяч рублей за 1 квадратный метр. Основной фактор, влияющий на стоимость аренды – местоположение помещения.

Так, например, аренда технического помещения, расположенного в городе, обойдется вам значительно дороже, чем аналогичное помещение, расположенное за городской чертой. Естественно, намного более выгодным оказывается второй вариант.

При этом, стоит подыскать  рабочую площадь как можно ближе к черте города – так вы сэкономите на услугах транспортировки как исходного сырья, так и готовых изделий.

Возьмем минимальные показатели – 6,5 тысяч рублей за 1 квадратный метр и рабочее помещение площадью 300 квадратных метров. Тогда общие расходы по его аренде помещения за год составят: 300х6,5 = 2,1 миллиона рублей. Стоимость 1 месяца аренды такого помещения = 2100 / 12 = 175 тысяч рублей.

Закупка оборудования, инструментов и прочих систем

Для организации производственной линейки по изготовлению сверл для дрели необходимо подобрать соответствующее оборудование. Установки подбираются исходя из требований к качеству выходных изделий, также они должны соответствовать ГОСТам. Экономии здесь можно добиться, если приобрести подержанное оборудование.

Но в данном случае стоит внимательно выбирать агрегаты. Обратите особое внимание на его работоспособность и целостность, чтобы его не пришлось менять несколько месяцев (подобные расходы недопустимы на первых этапах организации рабочего процесса, особенно если вы не располагаете большими денежными средствами).

Минимальная комплектация производственной линейки по производству сверл для дрели включает в себя:

• Плавильная установка. Стоимость – порядка 100 тысяч рублей;
• Ротационная установка, используемая для вращения. Стоимость – около 75 тысяч рублей;
• Наковальня. Стоимость – 75-100 тысяч рублей;
• Резервуары для закаливания металлов. Стоимость – 25 тысяч рублей;
• Оборудование для нарезки заготовки. Стоимость – 50 тысяч рублей;
• Точильный агрегат. Стоимость – 25 тысяч рублей;
• Станок с числовым программным управлением (ЧПУ). Стоимость – 200-250 тысяч рублей;
• Ленточный конвейер. Стоимость – 50 тысяч рублей;

Итого, расходы на приобретение и последующий монтаж необходимого оборудования (расчет выполнен по минимальным стоимостям, указанным в списке выше): 100 + 75 + 75 + 25 + 50 + 25 + 200 + 50 = 600 тысяч рублей.

Рабочий персонал

Для организации рабочего процесса, в том числе и для обслуживания производственного оборудования, необходимо подобрать опытный и высококвалифицированный штат специалистов.

Для выявления профессиональных навыков будущего сотрудника необходимо провести предварительную консультацию, по результатам можно определить уровень его подготовленности. Также можно устроить непродолжительную стажировку.

Минимальный штат может состоять следующих специалистов:

1. Инженер технологического процесса. Средняя заработная плата – 60 тысяч рублей;
2. Оператор ЧПУ-оборудования. Средняя заработная плата – 55 тысяч рублей;
3. Литейщик. Средняя заработная плата – 35 тысяч рублей;
4. Мастер по заточке. Средняя заработная плата – 25 тысяч рублей;
5. Грузчик. Средняя заработная плата – 22 тысячи рублей;

Итого, месячный фонд заработной платы при минимальном числе сотрудников: 60 + 55 + 35 + 25 + 22 = 197 тысяч рублей. Годовой фонд заработной платы составит 197 х 12 = 2,364 миллионов рублей (без расширения штата сотрудников).

Используемое сырье

В процессе изготовления сверл используется особый металлический сплав, обладающий необходимыми показателями (например, прочность и ковкость). Сталь вы можете приобрести по оптовым расценкам.

Приблизительная стоимость 1 тонны прутка определенного диаметра – 15-35 тысяч рублей в зависимости от типа металла, а также его качественных показателей. Закупка подобного материала понадобится и для решивших заняться изготовлением гвоздей.

Подробнее об этом бизнесе вы сможете прочитать в соответствующей статье.

Рекламная кампания

Для проведения рекламной кампании подойдут любые доступные способы. Один из самых выгодных и эффективных – это интернет-реклама. Подойдет использование баннерных, тизерных, а также таргетных рекламных объявлений.

Не лишним также будет создание собственного сайта, на котором можно расположить полный ассортимент, производимый вашим предприятием, а также ваши контактные данные.

Также можно воспользоваться классическими методами продвижения. Газетные объявления – один из наиболее доступных способов. Примерная стоимость 1 рекламного объявления в газете/журнале – в районе 50-125 рублей. Не стоит забывать и о рекламе в своем городе. Разместите свое красочное объявление на пилларсе, плакате или другом носителе наружной рекламы.

Расчет минимального стартового капитала

Стартовый капитал складывается из следующих обязательных составляющих (почти каждая из них была рассчитана выше, осталось только просуммировать их):

• Аренда рабочего помещения – 175 тысяч рублей;
• Покупка необходимого производственного оборудования – 600 тысяч рублей;
• Фонд заработной платы на первый рабочий месяц – 200 тысяч рублей;
• Приобретение первой партии сырья (возьмем, к примеру, 10 тонн прутка) – 15 x 10 = 150 тысяч рублей.

Итого, получаем: 175 + 600 + 200 + 150 = 1,125 миллионов рублей.

Реализация производимых изделий

На первых этапах лучше заняться оптовой реализацией производимой продукции. Скупщики смогут приобрести выпускаемые вами изделия партийно, а следовательно, вы сможете иметь стабильный доход от предприятия.

Также возможно заключить договор с частниками (специализированные строймагазины).

В первые месяцы вы вряд ли сможете установить с ними партнерские отношения (так как при минимальных стартовых вложениях почти невозможно выпускать широкий ассортимент).

Период окупаемости

На период окупаемости влияет огромное число факторов, в том числе внешних и случайных (например, вы можете просто не найти каналы сбыта произведенной продукции, а это приводит к производственным задержкам). Предположим, что стоимость 1 партии 10-миллиметровых сверл – около 20 тысяч рублей.

Предположим также, что за 1 месяц вы можете продать 15 партий сверл. Следовательно, месячные продажи составят 20 х 15 = 300 тысяч рублей. В таком случае, годовые продажи достигнут 300 х 12 = 3,6 миллиона рублей. С учетом дополнительных расходов период окупаемости может составить от 2 до 2,5 лет.

Итоги

На успешность предприятия во многих случаях влияет эффективность рекламы, а также качество изготавливаемой продукции. Поиск клиентов можно проводить и при помощи самых простых способов – так называемого “сарафанного радио”. Подарите несколько комплектов сверл для дрели своим знакомым или предложите по очень выгодной, минимальной цене.

Велика вероятность, что слух о высококачественных деталях для инструмента узнают сотни, а то и тысячи людей. Не забывайте проводить акции и предоставлять хорошие скидки – предложения такого рода действуют на покупателей, как магнит.

Своим старанием и правильным подходом вы сможете наработать клиентскую базу, а значит, сделать свой бизнес рентабельным и успешным.

Изготовление сверла технологический процесс – Станки, сварка, металлообработка

Изготовление отверстий – это фундаментальный производственный процесс. Около двух третей всего времени, затрачиваемого на металлообработку, приходится на этот процесс. В настоящее время возможно изготовление отверстий практически любого диаметра, качества и допуска, начиная от отверстий с высоким допустимым отклонением размеров и заканчивая высокопрецизионными отверстиями.

Наиболее часто отверстия изготавливаются для соединения различных крепежных изделий, а также для посадки различных осей или валов. Существует три основных вида посадки изделий: посадка с гарантированным зазором, посадка с гарантированным натягом и переходная посадка, при которой вал или иной элемент закреплен надежно, но без натяга.

В стандарт по количественному определению класса отверстия включаются девять основных характеристик: прямолинейность, округлость, параллелизм, перпендикулярность, позиционирование, концентричность, допуск по диаметру, допуск по форме профиля, квалитет поверхности. Для каждой характеристики производится измерение и сравнение фактических размеров отверстия со стандартом, либо с соответствующим размером теоретического идеального цилиндра.

Изготовление отверстий: выбор инструмента

Выбор наиболее подходящих инструментов и приемов механической обработки являются ключевым фактором успешного изготовления отверстий заданных размеров и требуемого качества наиболее экономически эффективным способом.

Процесс выбора инструмента начинается с определения базовых характеристик выполняемого отверстия, таких как диаметр и глубина, вид отверстия (сквозное, глухое, ступенчатое), геометрия соединения, положение отверстия на изделии, квалитет поверхности, наличие фаски. Кроме того, нужно учитывать характеристики обрабатываемого материала, требуемый объем производства, возможности оборудования и особенности крепежной оснастки, а также требования по использованию смазочно-охлаждающей жидкости.

Большое влияние на выбор инструмента оказывают интересы изготовителей, такие как минимизация расходов на изготовление отверстий, соотношение цены инструмента к количеству обработанных им изделий, уменьшение времени цикла производства, соизмерение объемов производства и производительности цеха или производственного участка.

Отверстия с различными характеристиками требуют различных инструментов для их изготовления. Для изготовления простых отверстий в твёрдых материалах обычно используются сверла. Готовые отверстия можно расточить или рассверлить.

Для изготовления сложных или широких отверстий наиболее подходящим решением, как правило, является фрезерование.

В зависимости от требуемого качества отверстия окончательные размеры достигаются при помощи растачивания или чистового рассверливания.

Crownloc Plus

Существующие инструменты для изготовления отверстий отличаются широким разнообразием. К примеру, цельные твердосплавные сверла при их использовании на подходящих станках обеспечивают эффективное изготовление прецизионных отверстий малого диаметра. Кроме того, цельные твердосплавные сверла можно повторно затачивать, что снижает затраты на инструмент.

Сверла со сменными головками, такие как – Crownloc® от Seco, обеспечивают высокоточное сверление отверстий среднего диаметра, а также удобны своей быстротой при смене режущей головки.

 В случае изготовления отверстий большого диаметра сверла с твердосплавными пластинами, такие как Perfomax, могут быть оснащены сменными пластинами из разных сплавов для обеспечения оптимальной производительности при обработке материалов с различными механическими свойствами.

Crownloc Plus

Расточные головки обеспечивают высокую точность такой характеристики как прямолинейность, тем самым обеспечивая отличный контроль геометрии отверстия.

Если требуется высокий квалитет поверхности, инструменты для чистовой обработки отверстий, такие как расточные резцы марок Bifix®, Precifix™, Xfix™ от компании Seco, представляют собой отличное решение.

Во многих случаях объем производства диктует выбор инструмента и особенности производственного процесса.

Если при больших объемах производства целью изготовителя является сведение к минимуму денежных затрат на отверстие, то основное внимание нужно уделить полноте использования имеющегося оборудования, производительности, сокращению времени производственного цикла и надежности продолжительных процессов механической обработки изделий.

Этого можно достигнуть, внеся некоторые изменения в программу ЧПУ для изготовления отверстий, с последующей тонкой настройкой параметров резания и шагов обработки внутри программы.

Правильный выбор сверлильного и расточного инструмента, предназначенного для определенного типа механической обработки, и его последующее применение по непосредственному назначению обеспечивают высокую надежность производства.

С другой стороны, при малых объемах производства упор делается на гибкость применения инструмента. Концевая фреза с режущим центром обеспечивает эту гибкость, предоставляя возможность обработки изделий разнообразной конфигурации, выполненных из различного материала.

Расширенные возможности программы ЧПУ, включая винтовую интерполяцию, предоставляют возможность изготовления отверстий разнообразного размера и характеристик при помощи одного инструмента.

После того как получено черновое отверстие, расточка регулируемыми сверлами обеспечит требуемые допуски и чистоту поверхности.

Кроме того, свой вклад в борьбу за производительность внесет использование высокопроизводительных инструментов, предназначенных для изготовления отверстий с определенным набором характеристик и обеспечивающих высокую производительность при обработке материалов определенного типа.

Изготовление отверстий: роль СОЖ

Несмотря на то, что смазочно-охлаждающую жидкость нельзя назвать ни инструментом, ни приемом обработки, её применение является ключевым элементом процесса изготовления отверстий. Поток СОЖ выполняет три основных функции. Он облегчает отвод стружки, который всегда является основной проблемой при изготовлении отверстий.

Кроме того, СОЖ охлаждает как инструмент, так и изделие, и это имеет огромное значение, поскольку тепло, выделяемое при резании металла, концентрируется глубоко в отверстии.

В заключение, СОЖ смазывает ленточку сверла, которая находится в прямом контакте со стенками отверстия, в результате чего выделяется дополнительное тепло от трения.

Для подачи СОЖ непосредственно на режущие кромки и для вымывания стружки из отверстия лучшим решением является использование сверлильных инструментов, в которых имеются каналы внутренней подачи СОЖ.

Если внутренняя подача невозможна, подача должна осуществляться параллельно сверлу, чтобы как можно большее количество охлаждающей жидкости проникало в зону резания.

Кроме того, в таком случае может возникнуть необходимость снижения скорости резания на 20% по сравнению с применением внутренней подачи СОЖ.

Правильный выбор наилучшего инструмента и процесса изготовления отверстий способствует высокой продуктивности и повышает экономическую эффективность в применяемом наиболее часто виде механической обработки металла.

Источник материала: перевод статьи
Tooling and Strategies for Holemaking,
Cutting Edge Conversation

Автор статьи-оригинала:Майк Смит, менеджер по продукции

(растачивание, сверление, EPB)

Источник: http://TverdySplav.ru/izgotovlenie-otverstij-vybor-instrumenta-i-priemy/

Технология производства твердосплавного инструмента

Промышленные производства, применяющие процессы механической обработки, предъявляют всё более высокие требования к качеству режущего инструмента.

На сегодняшний день наибольшее распространение среди режущих материалов получили твердые сплавы, обладающие благодаря своему химическому составу и микроструктуре уникальным комплексом физико-механических свойств.

Твёрдые сплавы представляют собой композиционный материал, состоящий из твёрдой тугоплавкой основы (карбиды вольфрама, титана, тантала, карбонитрид титана и пр.) и пластичной металлосвязки (кобальт, никель, железо, молибден и пр.).

Такой состав позволяет материалу сочетать высокую твёрдость с прочностью и ударной вязкостью. Кроме того, твердые сплавы обладают высокой термостойкостью, что также позволяет использовать их в качестве режущего материала для высокоскоростной механической обработки.

Наиболее часто используемые инструментальной промышленностью твердые сплавы изготавливаются на основе карбида вольфрама (WC) с кобальтовой (Co) связкой и носят название вольфрамкобальтовых сплавов. Они выпускаются как с химическим составом WC-Co, так и легированные различными добавками: ингибиторами роста зерна (напр., Cr3C2, VC), модификаторами металлосвязки (напр., Re) и т.д. 

Такие сплавы широко применяются для изготовления осевого инструмента: концевых фрез, свёрл, развёрток, борфрез и пр.

В ряде случаев в состав вольфрамкобальтовых твердых сплавов вводят карбиды титана (TiC) и тантала (TaC).

Сплавы, содержащие в своей основе карбиды WC-TiC и WC-TiC-TaC называются соответственно титановольфрамовыми и титанотанталовольфрамовыми и широко используются в производстве сменных многогранных пластин.

Данные сплавы обладают большей твёрдостью и большей термостойкостью, но, как правило, меньшей прочностью, чем вольфрамкобальтовые твердые сплавы. Современные инструментальные заводы изготавливают большой спектр металлорежущего инструмента.

По типу конструкции твердосплавный инструмент можно разделить на 3 категории:

1) монолитный инструмент (например, концевые фрезы, свёрла); 2) напайной инструмент (например, напайные резцы, борфрезы);

3) сборный инструмент (например, сборные фрезы, резцы).

В большинстве случаев технология производства твердосплавного инструмента состоит из 3 частей:

1) изготовление твердосплавных заготовок; 2) сборка/пайка;

3) механическая обработка.

Производство твердосплавных заготовок

Заготовки инструмента, как и прочие изделия из твёрдого сплава, изготавливаются методом порошковой металлургии. Большинство инструментальных заводов начинают цикл производства заготовок с приготовления твердосплавной смеси из порошкообразных компонентов – порошков карбидов и металлов. Для этих целей применяют агрегаты мокрого размола: аттриторы или шаровые вращающиеся мельницы.

Из порошкообразной смеси с использованием органических пластификаторов готовят твердосплавный пресс-порошок или пресс-массу в случае формования методом экструзии.

На стадии формования заготовок применяется либо метод холодного прессования порошка в пресс-формах, либо метод экструзии (при изготовлении твердосплавных стержней). Для придания определённой формы заготовки могут подвергаться механической обработке.

В процессе спекания легкоплавкая составляющая (металлосвязка) плавится, смачивает зёрна карбидов и заполняет собой пустоты, способствуя получению сплава с практически беспористой структурой.

Спекание ведётся либо в среде водорода, либо в вакууме.

В современных печах используют в качестве атмосферы спекания вакуум, а на последней стадии процесса заготовки дополнительно подвергают действию высокого давления инертного газа (аргона), что также устраняет остаточную пористость.

При изготовлении заготовок важным является контроль качества процесса производства и контроль качества продукции. Предварительный анализ сырья включает в себя гранулометрический и химический анализ порошков карбидов и металлов, в том числе, контроль содержания примесей и содержания углерода. Те же характеристики проверяют у готовой твердосплавной смеси.

При формовании важными контрольными параметрами являются размеры и масса заготовок, распределение плотности и наличие макродефектов (особенно, трещин). После спекания изделий тщательному контролю подвергаются как их размеры, так и микроструктурные параметры сплава.

Для анализа микроструктуры используются методы неразрушающего контроля: проверка плотности гидростатическим взвешиванием, твёрдости с помощью твердомера, магнитных характеристик (обычно – коэрцитивной силы и магнитного насыщения сплава).

При необходимости проводится металлографический анализ микроструктуры.

Сборка и пайка заготовок

В сборном и напайном инструменте твердый сплав используется только в качестве режущего материала, а для изготовления державок используют сталь. При этом стальные державки и твердосплавные режущие части крепятся между собой либо механически, как в случае сборного инструмента, либо пайкой, как в случае напайного.

На операции сборки и пайки поступают коронки и хвостовики, прошедшие предварительно технический контроль. При проверке хвостовиков кроме геометрических параметров проверяют их твёрдость.

Закрепление режущих пластин в сборном инструменте производится с применением строго определённых усилий зажима. Перед закреплением режущей части в державке с высокой точностью готовят посадочное гнездо.

Для повышения прочности крепления и точности инструмента перед соединением проводят очистку контактных поверхностей.
Подготовка твердосплавных заготовок к пайке обычно заключается в очистке припаиваемой поверхности от дефектного слоя и загрязнений.

Для осуществления процесса пайки заготовки нагревают либо в печах с инертной атмосферой, либо токами высокой частоты, либо электрическим сопротивлением.

В качестве припоя при этом используют целый ряд материалов, выбор которых зависит от конфигурации производимого инструмента, свойств твердого сплава и стали, а также от вида паяльной установки.

Широкое распространение получили припои на основе меди и серебра.

При пайке твердого сплава со сталью в твердосплавной заготовке возникают высокие термические напряжения.

Это связано с тем, что коэффициент теплового расширения у твердых сплавов значительно меньше, чем у сталей, что при охлаждении в процессе пайки приводит к появлению в твердом сплаве высоких растягивающих напряжений, и, как следствие, создает опасность разрушения заготовок.

Поэтому важными являются меры по   защите твердосплавной заготовки от появления трещин.
Паяные соединения подвергаются проверке на прочность. Требуемая величина прочности соединения зависит от конструкции и назначения инструмента.

Механическая обработка

Окончательный вид твердосплавный инструмент приобретает после операций механической обработки, которой может быть подвержены как державки, так и режущие части. Высокие физико-механические свойства твердых сплавов затрудняют их обработку. Поэтому для механической обработки твердых сплавов чаще всего применяют шлифование алмазными кругами.

В производстве осевого инструмента широко используют шлифовально-заточные станки с ЧПУ. Сменные многогранные пластины шлифуются на плоскошлифовальных станках по опорным и задним поверхностям.

В случае изготовления монолитного инструмента в качестве исходного материала используется твёрдый сплав в виде стержней, из которых перед заточкой получают заготовки необходимой длины с помощью отрезных станков.

По окончании механической обработки твердосплавного инструмента проводят контроль его геометрических параметров и, при необходимости, биения режущих частей относительно державок. Контроль геометрии режущих кромок (углов заточки зубьев, наклона спирали и т.д.) осуществляется либо с помощью инструментальных микроскопов, либо с помощью универсальных измерительных машин.

Шлифование твердых сплавов является низкопроизводительным процессом, поэтому инструментальные предприятия проводят исследовательские работы для повышения скорости обработки без потери качества готового инструмента.