Статья: Алмазы на предприятиях Москвы
Некоторые московские предприятия являются настоящими пионерами освоения и производства новых типов алмазных инструментов и оборудования для алмазной обработки материалов. Так, на Московском комбинате твердых сплавов имени С.П. Соловьева в 1978 году было начато промышленное производство синтетических алмазов типа балас. Они предназначены для изготовления фильер, через которые протягивают проволоку. Проволока получается уплотненная, необычайной прочности. Так называемый металлокорд, сделанный из такой проволоки, в несколько раз повышает надежность шин и покрышек автомашин, увеличивает срок их службы.
И в художественных работах синтетические алмазы сыграли большую роль. Так, художники Гусь-Хрустального завода теперь работают в основном такими алмазами. Широкое применение синтетических алмазов позволило повысить производительность труда художников в 3 раза. Резьба на хрустале стала красивее, условия труда улучшились - исчезла пыль.
Но как бы широко не применялись алмазы на предприятиях, есть еще производства, на которых не знают всех их возможностей. Поэтому очень большую роль играют пропаганда, реклама новых алмазных инструментов. По-моему, нужны даже реклама и показ самого процесса получения искусственных алмазов. Это необходимо для того, чтобы люди преодолели устоявшиеся представления об алмазе как о чем-то необычайно дорогом и недоступном.
Есть ли в Москве организация, занимающаяся пропагандой алмаза-труженика? Да, есть. Это Политехнический музей. Огромное здание, занимающее целый квартал, вмещает в себе историю отечественной техники по всем отраслям знаний начиная со времен Петра I до наших дней. В музее множество отраслевых отделов с действующим оборудованием. Лекторы и экскурсоводы отлично знают материал. Фонды музея постоянно пополняются соответственно новым направлениям в технике.
В отделе "Машиностроение" появился подотдел "Алмазы". Руководители отдела "Машиностроение" инженеры В.В. Дорощук и А.Б. Варшавский вовремя поняли решающую роль алмазов в технике и создали участок алмазного инструмента. В просторной комнате собрано множество образцов всевозможных алмазных кругов, резцов из искусственных алмазов и других сверхтвердых материалов, все виды отечественных алмазных паст и порошков, а также изделия, обработанные алмазами.
По инициативе А.Б. Варшавского здесь поставлен действующий робот, который тут же на глазах изумленных зрителей в течение двух минут делает из графитовой пыли настоящие алмазы. Кроме чисто зрительного эффекта, каждый посетитель музея получает информацию, что алмаз не такая уж диковинная вещь, что его можно "запросто испечь", как говорит во время своего действия робот.
Алмазный робот попал в Политехнический музеи не без моего содействия. Создали его молодые ученые и рабочие ИСМ. Робот долго путешествовал по Европе, удивляя иностранных специалистов простотой ;: быстротой, с которыми он пек алмазы у них на глазах Робот имеет вид человека среднего роста, естественна с руками, ногами, головой, глазами и даже усами. Называется он АС100Р.
После европейского турне робот был выставлен на ВДНХ СССР, в павильоне советских профсоюзов "Труд и отдых". Там его и увидел Варшавский. Подумав, что Политехнический музей, находящийся в самом центре столицы, мог бы стать постоянной всесоюзной трибуной для робота, производящего алмазы. Варшавский попытался убедить руководство ВДНХ передать робота после окончания срока его демонстрации в музей. Но ему сказали, что роботом ведает Академия наук. Варшавский попросил меня как члена ученого совета Политехнического музея помочь ему в этом деле.
Мне предстояла очередная командировка в Киев. Там я уговорил Бакуля не забирать робота в Киев, а оставить его в Москве в Политехническом музее. Директор ИСМ мог свободно распоряжаться этим чудом, созданным в его институте. Валентин Николаевич согласился, тем более, что, пока робот был на ВДНХ, молодые сотрудники института в неурочное время сделали второго точно такого же робота для постоянной выставки ИСМ в здании института. Так АС100Р попал в Политехнический музей.
Бакуль, со свойственными ему вниманием и любезностью, прислал в музей механика по алмазным роботам инженера Н.В. Олейникова, который обучил местного механика управляться с алмазным чародеем. Надо сказать, что после установки и отладки робота отдел "Машиностроение" выполнил годовой план посещаемости за три недели. Все центральные и московские газеты поместили интервью своих корреспондентов с роботом, творящим чудеса в Политехническом музее. Если вы, читатель, не были в отделе "Машиностроение" музея, то посетите его. Робот с готовностью испечет вам несколько алмазов за какие-нибудь две-три минуты, весело поговорит с вами, расскажет о мгновенном синтезе алмазов. Политехнический музей отлично пропагандирует синтетические алмазы.
Приведу один из случаев из моей новаторской деятельности (я не боюсь себя называть новатором: новаторство давно стало моей второй профессией). Меня часто приглашают в разные города на заводы для оказания технической помощи по внедрению и использованию моих изобретений. И на этот раз меня пригласило руководство ленинградского арматуростроительного объединения "Знамя труда". Вопрос не касался алмазов и сверхтвердых материалов. Просто один из моих новых режущих инструментов, который тогда начал выпускать Свердловский инструментальный завод (СИЗ), не давал ожидаемого эффекта.
Естественно, что руководство объединения пригласило автора: во-первых, из Москвы скорее доедешь до Ленинграда, чем из Свердловска, а во-вторых, кто же лучше знает свой инструмент - завод-изготовитель или автор? Надо сказать, что я сам налаживал производство этого инструмента на СИЗе, и первые его партии там сделали вполне прилично. Но теперь вот что-то не получалось. Пришлось ехать в Ленинград. Вместе с нужным новым инструментом, образцы которого всегда должны быть у каждого автора, я положил в портфель пару токарных резцов из нового сверхтвердого материала гексанита, который начал выпускать Полтавский завод алмазных инструментов имени 50-летия СССР. Резцы эти имеют ряд преимуществ перед известными и весьма дорогими резцами из природных алмазов.
Приехав на один из заводов ленинградского объединения "Знамя труда", я показал, как надо правильно затачивать инструмент, купленный у СИЗa и заточенный абсолютно неверно. Посоветовал также дать рекламацию на СИЗ о плохом качестве заточки инструмента, из-за которой его эффективность снизилась в 10 раз. Вопрос был решен в один день. Детали стали сходить со станка одна за другой при отличном качестве. И тут меня попросили поехать на другой завод объединения, чтобы посмотреть, нельзя ли ускорить процесс изготовления твердосплавных фильер для протягивания калиброванной проволоки и тросов довольно больших диаметров - от 10 миллиметров до 25 миллиметров.
Ознакомившись с производством фильер, я сказал, что кое-что можно предложить. Собрались инженеры и рабочие, умудренные опытом, настоящие питерские умельцы, удивить которых, казалось, невозможно. Они несколько скептически посматривали на меня, ожидая, что скажет им москвич. Прежде всего я сказал, что долгое время был ленинградцем, прожил здесь двадцать лет, из них десять работал на заводах, что воевал я на Ленинградском фронте, ну, словом, что я свой. А потом предложил: "Давайте, я покажу вам в работе один резачок, думаю, он вам поможет". И, подойдя к токарному станку, вынул из портфеля резец и стал его устанавливать в резцедержатель.
"Но у нас же твердый сплав, - нерешительно заметил начальник техотдела. - Мы доводим его алмазной пастой". "Ну, это очень долго, - возразил я. - Сейчас мы его расточим и сразу же подрежем". "Слушай, земляк, да ты шутник! - засмеялись рабочие-токари, собравшиеся вокруг станка. - Такого быть не может". Я поставил резец, зажал в патрон твердосплавную заготовку фильеры и пустил станок. Стружку взял с миллиметр. Твердый сплав стал сыпаться мелкой стружкой, за резцом образовалась блестящая ровная поверхность. Все придвинулись к станку. Я вынул фильеру из патрона и отдал рабочим.
Все молчали, потом сразу заговорили: "Снимите резец, покажите его". Кто-то побежал за главным технологом. Дилетантов здесь не было. Все отлично понимали, что значит за один проход резца снять с твердого сплава 2 миллиметра, причем в течение минуты. При отлаженном процессе шлифования на это уйдет 40 минут, а при доводке - все два часа. А тут какой-то резачишка точит твердый сплав как репу!
Я вспомнил, что такое же изумление испытал и я, когда мастер Полтавского завода алмазных инструментов при мне быстро нарезал резьбу с шагом 2 миллиметра на твердосплавной заготовке диаметром 80 миллиметров. Он сделал это таким же резцом из гексанита. Тогда мастер улыбался, глядя на мое изумление. Теперь улыбался я.
Руководители цеха записали техническое название резца, адрес изготовителя, расспросили, как получить фонды на приобретение такого резца, сколько он стоит. Преимущества сверхтвердого резца из гексанита перед резцом из природного алмаза по сравнению с шлифовкой и доводкой достаточно велики. Гексанитом можно брать весьма большие стружки (в 2-3 миллиметра) на крепкозакаленной стали и твердом сплаве. Гексанит не боится ударов, им можно с перерывами точить любое закаленное изделие, даже некруглое. При мелкой подаче (0,02 миллиметра на 1 оборот) можно проточить с перерывами и твердый сплав. Проточка гексанитом дает девятый-десятый класс чистоты и в ряде случаев исключает операции шлифовки и доводки. Шлифовка в какой-то степени разрушает поверхностный слой металла и прижигает его при малейшем ускорении режимов. Проточка же уплотняет поверхностный слой, никогда не прижигая его.
Реклама нового сверхтвердого резца в ленинградском объединении "Знамя труда" удалась. За эту рекламу меня письменно поблагодарили руководители объединения. Заводская газета объединения "Трудовое знамя" писала: "После показа Даниловым в работе нового резца из гексанита и получения после этого таких же резцов из Полтавы производительность труда на обработке твердосплавных фильер возросла в 8 раз. Спасибо московскому новатору". Статья примерно такого же содержания была опубликована в "Ленинградской правде".
Конечно, года через два в Ленинграде все равно узнали бы о новом резце, и заслуга моя тут невелика. Но два года каждый день работать в 8 раз быстрее - это кое-что да значит! Ленинград по праву считается одним из передовых промышленных центров нашей страны, и помочь в освоении новейшей техники ленинградским специалистам мне было очень лестно.
Расскажу немного о своих разработках в области новых мерительных инструментов, которые мне, используя синтетические алмазы, удалось внедрить на некоторых московских предприятиях. Эти разработки касаются калибрового хозяйства. Известно, что без калибров (резьбовых и гладких, пробок и колец) не может работать ни один машиностроительный, приборный или какой-либо другой завод.
Возьмем для примера простейшие детали - болт и гайку. Гайка должна навернуться на резьбу болта свободно "от руки" и в то же время не болтаться на резьбе болта. Словом, между резьбой болта и гайкой должен быть минимальный зазор. При существующем уровне техники никому не придет в голову при изготовлении каждой гайки подгонять ее резьбу по резьбе болта. Тем более что гайки данного размера, скажем, делаются в Москве, а болты такого же размера - в Новосибирске. И все же миллионы московских гаек обязательно легко навернутся на резьбу новосибирских болтов и не будут на ней болтаться. Условие для всех резьбовых соединений, без которого не может существовать ни одна машина, ни один агрегат, ни один прибор, непременно выполняется.
Чем же обеспечивается взаимозаменяемость тысяч и тысяч гаек и болтов одного размера? Калибрами. Гайки делаются по резьбовым калибрам-пробкам, а болты - по резьбовым калибровым кольцам. Каждый калибр-пробка состоит из двух вставок - проходной и непроходной. Каждый комплект колец также состоит из двух штук - проходного и непроходного кольца.
Проходная пробка должна ввинчиваться в гайку, непроходная - не должна. Если же непроходная пробка ввинчивается, значит, гайка будет болтаться на резьбе болта, так как зазор у нее больше допустимого. Контрольный автомат или контролер такую гайку не пропустит. То же самое и с болтом. Если на его резьбу легко навинчивается проходное калибровое кольцо, а непроходное кольцо не идет, значит, болт годный, если же навинчивается непроходное кольцо, значит, резьба прослаблена, и болт выбрасывают в брак.
Так же работают и с гладкими калибрами: любые отверстия и оси данного размера должны быть выполнены по гладким проходным и непроходным пробкам и кольцам. Оптимальный зазор между резьбой гайки и болта для каждого размера высчитан давно. На основании величины этого зазора составлены размеры проходного и непроходного калибра (пробки и кольца). Скажем, для резьбы М10х1,5 зазор между болтом и гайкой может колебаться в пределах от 0,03 миллиметра до 0,09 миллиметра, а размер у проходной пробки должен быть на 0,03 миллиметра меньше, чем у непроходной пробки. Размер же проходного кольца должен быть на 0,03 миллиметра больше, чем размер непроходного кольца.
Если зазор будет больше оптимального размера, то гайка будет болтаться на резьбе болта, если меньше, то гайка свободно не пойдет на резьбу болта, что тоже недопустимо. Ввиду сравнительно небольшого допуска на зазор допуск на изготовление самого калибра, по которому будет измеряться зазор, чрезвычайно мал, составляет несколько микрон, то есть тысячные доли миллиметра.
Уже более ста лет калибры изготовляются из крепкозакаленной легированной стали лучших сортов. Рабочие поверхности резьбовых и гладких калибров шлифуются и доводятся порой до двенадцатого класса чистоты. Это необходимо для того, чтобы калибр не так уж быстро срабатывался и терял размер. Но много ли нужно, чтобы во время ввинчивания и вывинчивания из детали резьбового калибра стереть 2-3 микрона даже на гладкой доведенной поверхности? Нет, немного. Достаточно проверить на рабочем месте 800-900 деталей, и калибр выйдет из допуска. Таким калибром мерить уже нельзя. По нему можно пропустить прослабленную деталь как годную, а это грозит обернуться тяжелыми последствиями, если, скажем, дело происходит в автомобильной, авиационной промышленности или в подобных отраслях. За размерами калибров в процессе их эксплуатации постоянно следят специальные службы контроля.
Объем производства на наших предприятиях постоянно расширялся, калибров требовалось все больше и больше. Это естественно: больше проверяется деталей- больше и быстрее срабатываются калибры. Как только был налажен выпуск синтетических алмазов в виде паст и порошков, а также выпуск алмазных резьбошлифовальных кругов, я вместе со своим партнером по изобретательству М.В. Давыдовым начал работать над изготовлением калибров из твердого сплава. Такая идея мелькала у нас и раньше, но без алмазов ее нельзя было осуществить.
Первые твердосплавные калибры мы выпустили еще в 1968 году. Износостойкость их в работе была удивительной - по меньшей мере в 100 раз больше, чем у известных калибров из самой дорогой легированной стали. На крупном московском машиностроительном заводе "Знамя труда", где ежедневно нашими калибрами проверялись сотни деталей, как я уже говорил, и сейчас можно встретить наши твердосплавные калибры с клеймом выпуска 1969 года. С некоторых заводов были получены официальные заключения о том, что износостойкость наших твердосплавных резьбовых колец превосходит стойкость стальных колец такого же размера в 150 раз. Вот что оказалось возможным сделать с помощью синтетических алмазов. Но прошло десять лет, и я заметил, что мне стали заказывать все меньше калибров из твердого сплава. В чем дело? Оказалось, причина в вольфраме - основном компоненте твердых сплавов. Его приходилось покупать за рубежом, а стоит он дорого. Ученые упорно вели поиск. И вот появился новый безвольфрамовый твердый сплав ТНМ-20. Он был составлен из карбидов титана и некоторых других металлов. Для нас, инструментальщиков, он был совершенно непривычен.