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.
Если вольфрамовый твердый сплав имел удельный вес 15 и был очень тяжелым, то у нового сплава удельный вес составлял всего 5. Сплав был легким, как алюминий, но ничуть не хуже известного нам твердого сплава. Вот только обрабатывать его было почти невозможно. Он плохо поддавался шлифованию даже алмазным кругом, доводился очень медленно и нечисто. А сделать из него резьбовой калибр было просто невозможно, так как его не брал ни один режущий инструмент, даже алмазный.
Но постепенно я подобрал ключик и к безвольфрамовому сплаву. Гладкие калибры из него стали получаться запросто. Применение алмазной пасты с высокой концентрацией алмазов обеспечило довольно чистую доводку калибров. Сложность представляло изготовление резьбовых калибровых колец из нового сплава. После долгих раздумий и поисков у меня в голове стал вырисовываться процесс изготовления резьбовых калибровых колец из безвольфрамового твердого сплава.
Не без помощи киевских специалистов удалось сделать пластификат сплава ТНМ-20. Тонкий порошок сплава был полуспечен с парафином при 400 градусах и отлит в пресс-форму в виде круглой заготовки с отверстием. После остывания такую заготовку можно было зажать в патрон, конечно же не в кулачки, а в разжимное чугунное кольцо. Масса точилась легко и сыпалась мелкой черной пылью. Но твердосплавные резцы при этом она съедала довольно быстро. Приходилось их часто затачивать на алмазном кругу. Резец, заточенный на обычном абразивном кругу, вообще не резал пластификат ТНМ-20, а разрушал заготовку. Ведь лезвие у резца должно быть ровным и острым, без малейших зазубрин.
Опытным путем был выведен коэффициент усадки пластификата нового сплава. Равнялся он 1,23. Это значило, что все линейные размеры готового спеченного кольца надо было умножить на 1,23, прибавить к ним припуск на шлифовку торцов и доводку резьбы и полученные данные применить к сырой пластифицированной заготовке. Все казалось просто, пока дело не доходило до резьбы внутри кольца - до самого главного. Наиболее сложным казался шаг резьбы. Любой из известных шагов метрической резьбы, помноженный на 1,23, представляет собой дробное число, которого нет ни в одной таблице резьб ни на одном токарном станке. Все таблицы резьб на станках рассчитаны на употребляемые в технике шаги резьбы: 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5; 2 и т.д. А если эти числа помножить на КУ (коэффициент усадки), то получается, что шаг 0,5Х1,23 = 0,62; 0,75 X 1,23 = 0,92; 1X1,23=1,23; 1,5 X 1,23= 1,84; 2Х 1,23 = 2,46 и т.д.
Где же взять такие шаги на токарном станке? Делать новые токарные станки со специальной коробкой Нортона и особым набором шестерен? Это нереально. А отклонение от расчетной величины шага далее на 0,01-0,02 миллиметра дало бы после спекания на десяти витках кольца отклонение в 0,15-0,2 миллиметра. Довести резьбу с таким неверным шагом было бы невозможно. Я уперся, как в стенку. Бросить все? Но не в духе новаторов бросать начатое дело.
Готовился XXVI съезд КПСС. В проекте "Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" в разделе об инструменте было сказано: "Организовать производство инструментов из безвольфрамовых твердых сплавов". Значит, мои разработки были нужны! И я продолжал ломать над ними голову.
Наконец пришло решение. Все табличные резьбы на токарных станках резались на ходовом винте станка. В течение вот уже двухсот лет токари нарезают резьбу посредством ходового винта. А если о нем на время забыть? На каждом станке есть еще ходовой валик, который придает движение суппорту с резцами при продольной проточке. Значит, на станке есть и таблица продольных подач на один оборот изделия. Этой таблицей токари обычно не пользуются, так как привыкли на глаз устанавливать нужную подачу при точении и никогда не ошибаются. Для проточки совершенно безразлично, будет ли подача на одну или две сотки больше или меньше.
Просмотрев внимательно такую таблицу на своем чешском станке фирмы "Тоз", я нашел там любые подачи чуть ли не через 0,01 миллиметра, да еще восьмикратное увеличение каждой подачи суппорта при включенном ходовом валике. Были там и подачи 0,62 миллиметра, 0,92, 1,23 миллиметра и т.д. Значит, надо забыть про традиционный ходовой винт для резьбы и резать резьбу в пластификате сплава ТНМ-20 с включенным ходовым валиком продольных подач, отключив ходовой винт. Что это была техническая находка - вне сомнения. Проблема была решена. Первые сырые заготовки колец из сплава ТНМ-20 были нарезаны по безукоризненной методике расчета. Теперь надо было кольца спечь. Они были довольно хрупкими, их можно было разломать руками. Я поместил их в вату, положил в ящик и стал искать, кто бы мог их спечь. В Москве такого сплава еще никто не умел спекать.
И вот я снова в Киеве. Был июнь, отцветали каштаны, город утопал в запахах сирени и жасмина, которые царили даже на Крещатике, несмотря на обилие автомобилей. Киев всегда прекрасен, а в начале лета особенно. Спекание пластификата нового сплава было уже изучено и отлажено. Спекальщик Василий Мефодиевич Спичак и я поняли друг друга с полуслова. Рабочие даже самых различных профессий обычно быстро сближаются. Спичак осторожно взял мои кольца и унес их в свои апартаменты. На другой день он мне их выдал уже готовыми.
Высокий худощавый Василий Мефодиевич по-настоящему болел за свою работу. Он больше меня сокрушался, когда мы увидели трещины на некоторых кольцах. Но большая часть колец спеклась отлично, без малейших трещин. Математика меня не обманула. По возвращении в Москву я довел безвольфрамовые твердосплавные кольца по всем правилам токарно-лекальной науки. Доводка делалась алмазной пастой с повышенной концентрацией алмазов. Так с помощью искусственных алмазов была решена еще одна техническая задача. Я И не думал, что эта моя скромная техническая разработка будет иметь всесоюзное значение.
В последние годы мне пришлось решить еще одну техническую задачу, на которую я даже и не замахнулся бы, если бы не было синтетических алмазов. Задача была решена на одном из московских заводов, но воспользовались этим решением многие заводы нашей страны. Немагнитные гладкие и резьбовые калибры... Что это такое и зачем они нужны? До 1978 года я не имел об этом ни малейшего представления. До этого времени мне приходилось работать на многих заводах. которые нуждались во мне как в специалисте по изготовлению калибров - обычных стальных или твердосплавных.
Но вот меня пригласили работать на один из московских приборных заводов. Новым здесь для меня было то обстоятельство, что обычные стальные и твердосплавные калибры, которые мне приходилось делать на десятках заводов разных отраслей промышленности, тут в ряде цехов оказывались негодными для работы. Обнаружилось, что все калибры, изготовленные из легированных сталей и твердых сплавов, подвергшиеся закалке или спеканию, обладают магнитными свойствами, то есть притягиваются магнитом. А в электронных и других приборах большая часть узлов представляет собой магнитные системы, в которых используются довольно мощные магниты. Естественно, что при изготовлении или проверке отдельных деталей и узлов обычные стальные и твердосплавные калибры "прилипали". Никакой проверки не получалось. Были и другие причины отказа от стальных калибров.
Между тем в любых приборах необходима взаимозаменяемость деталей, как гладких, так и резьбовых. Как я уже говорил, давно разработан оптимальный зазор в любом соединении, который обеспечивается только калибрами. В прошлом веке иногда подгоняли каждую деталь к другой индивидуально, да сейчас так не работают. Что было делать прибористам? Подчас и подгоняли по старинке "на щуп" да "на глазок", но был найден еще один способ: делать калибры из нержавеющей стали. Как известно, нержавеющая сталь, которая не закаливается, не обладает магнитными свойствами, не притягивается магнитом. Ее вполне можно использовать для изготовления немагнитных калибров. Но такая нержавейка очень вязкая и мягкая. Любой материал, который закаливается, обязательно будет притягиваться магнитом.
Калибры из нержавеющей стали, с точки зрения любого токаря-лекальщика, - зря затраченное искусство. Изготовить калибр, особенно резьбовой, из нержавейки было непросто. Вязкая мягкая сталь не позволяла сделать нужную чистоту и прямолинейность на профиле резьбы. Оставалось множество заусенцев, что совершенно не согласовывалось с привычными представлениями о калибре как об эталоне точности. Особенно плохо обстояло дело с резьбовыми кольцами, которые браковались, не доходя до потребителя - механического цеха. Кольца эти надо проверять специальными контрольными калибрами. При свинчивании немагнитных колец с контрольным калибром при проверке в лаборатории они намертво застревали на калибре. Зачастую приходилось выбрасывать и контркалибр и готовое кольцо. Когда же оставшимися не-застрявшими кольцами проверяли детали, то кольца часто застревали и на деталях, которые также приходилось выбрасывать вместе с кольцом.