RU2008142C1

RU2008142C1 - Method for manufacturing cutting tool

Info

Publication number: RU2008142C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Коноплев
Original assignee: Челябинский завод "Станкомаш"
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: band from tool steel is used as a blank of the tool cutting edge. The band cross section differs from rectangular. Nonuniformly spaced chip grooves are cut on one end of the band, additional slots displaced relative to the grooves at half the lead are cut on the opposite side. The grooves and additional slots depending on the tool type and usage may be made by non-perpendicular side surfaces of the band and differently directed relative to the longitudinal axis of the band. Processing surfaces are made on one end of the band for fastening the band to a mandrel for spiral winding. The band is woven in a spiral at a minimum lead forming chip grooves and diameters of the cutting tool. The spiral is cut through the normal to the coils, the resulting rings are deformed, a spacer is mounted between the ends and the ends are welded. EFFECT: improved quality. 4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроительному, в частности инструментальному производству, и может быть использовано при изготовлении режущего инструмента типа дисковых фрез и круговых протяжек. The invention relates to mechanical engineering, in particular tool production, and can be used in the manufacture of cutting tools such as disk cutters and circular broaches.

Известен способ, по которому в биметаллической ленте со стороны быстрорежущей стали прорезают стружечные канавки, нагревают ленту, навивают ее в спираль с минимальным шагом на цилиндрической оправке, производят дополнительную деформацию спирали в осевом и радиальном направлении, разрезают спираль по нормали к направлению витков, осаживают каждый виток в осевом направлении и соединяют торцы сваркой, полученный венец прикрепляют к корпусу инструмента. A known method is that in a bimetallic tape, from the high-speed steel side, chip grooves are cut, the tape is heated, it is wound into a spiral with a minimum step on a cylindrical mandrel, additional spiral deformation is made in the axial and radial direction, the spiral is cut along the normal to the direction of the turns, each is upset turn in the axial direction and connect the ends by welding, the resulting crown is attached to the tool body.

Недостатком известного способа является трудность выполнения вспомогательных боковых углов режущих зубьев при малых толщинах тела инструмента. На прорезных фрезах и дисковых пилах с толщиной тела инструмента до 3 мм иногда рациональные углы по боковым поверхностям зубьев приходится выполнять разводкой их на необходимую величину, что снижает производительность изготовления инструмента. The disadvantage of this method is the difficulty of performing auxiliary lateral angles of the cutting teeth with small thicknesses of the tool body. On slotted milling cutters and circular saws with a tool body thickness of up to 3 mm, sometimes rational angles along the lateral surfaces of the teeth have to be routed to the required value, which reduces the productivity of manufacturing the tool.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа изготовления режущего инструмента, например дисковых фрез, круговых протяжек, фрезопротяжек. The aim of the invention is to expand the technological capabilities of a method of manufacturing a cutting tool, for example disk milling cutters, circular broaches, milling cutters.

Это достигается тем, что сечения ленты выполняют непрямоугольными, поверхности стружечных канавок делают неперпендикулярными боковым сторонам ленты, а на стороне ленты, противоположной стружечным канавкам, выполняют дополнительные пазы со смещением их относительно канавок на половину шага, между соединяемыми торцами венца устанавливают прокладку, на концу ленты выполняют технологические поверхности, шаги между пазами на лента, а также габариты канавок и пазов (ширину и глубину) выполняют неодинаковыми, с разницей более 0,5 миллиметра. This is achieved by the fact that the cross-sections of the tape are made non-rectangular, the surfaces of the chip grooves are made non-perpendicular to the sides of the tape, and on the side of the tape opposite the chip grooves, additional grooves are made with their offset relative to the grooves by half a step, a gasket is installed between the connected ends of the crown, at the end of the tape perform technological surfaces, the steps between the grooves on the tape, as well as the dimensions of the grooves and grooves (width and depth) are performed unequally, with a difference of more than 0.5 millimeters.

Выполнение сечений ленты непрямоугольными, например в виде равнобокой трапеции, имеет следующие преимущества: экономию материала ленты, сокращение объема механической обработки зубьев инструмента, сокращение времени нагрева ленты под ее навивку, облегчение операции навивки ленты на оправку, уменьшение величины упругой развивки спирали после снятия ленты с оправки, уменьшение усилия для деформирования разрезанных витков, возможность приварки ленты к корпусу инструмента с одной стороны ленты за одну установку, что упрощает наладку сварочного агрегата и контроль размеров и качества швов. Performing sections of the tape non-rectangular, for example in the form of an isosceles trapezoid, has the following advantages: saving material of the tape, reducing the amount of machining of the teeth of the tool, reducing the time of heating the tape under its winding, facilitating the operation of winding the tape on the mandrel, reducing the elastic development of the spiral after removing the tape from mandrels, reduction of force for deformation of the cut turns, the possibility of welding the tape to the tool body on one side of the tape in one installation, which simplifies the setup of the weld unit and control the size and quality of the seams.

При выполнении профиля ленты волнистым в продольном сечении появляется возможность изготовления тонких фрез (с толщиной до 3 мм) без разводки их зубьев. В этом случае боковые кромки зубьев инструмента располагаются по синусоидальной кривой. When the profile of the tape is wavy in the longitudinal section, it becomes possible to manufacture thin mills (with a thickness of up to 3 mm) without wiring their teeth. In this case, the lateral edges of the teeth of the tool are arranged along a sinusoidal curve.

Неперпендикулярность поверхностей стружечных канавок боковым поверхностям ленты и разнонаправленность их по отношению к ее продольной оси обеспечивает возможность изготовления фрез с разнонаправленными регулируемыми зубьями. Инструменты с такими зубьями работают более плавно, что дает возможность увеличить подачи и скорости резания. The non-perpendicularity of the surfaces of the chip grooves to the lateral surfaces of the tape and their multidirectionality with respect to its longitudinal axis makes it possible to manufacture mills with multidirectional adjustable teeth. Tools with such teeth work more smoothly, which makes it possible to increase feeds and cutting speeds.

Наличие на стороне ленты, противоположной стружечным канавкам, дополнительных пазов со смещением их относительно канавок на половину шага, обеспечивает следующие преимущества заявленного способа: уменьшается время нагрева ленты за счет уменьшения площади ее сечения, становится более равномерным прогрев ленты по ее длине, что снижает величину огранки поверхностей ленты при навивке ее на оправку, уменьшается величина упругой развивки спирали после снятия ее с оправки и величина усилия, необходимого для пластической деформации, в результате уменьшения величины огранки и упругой развивки спирали уменьшается объем механической обработки венца под сварку с корпусом инструмента. Дополнительные пазы, прилегающие к корпусу инструмента, служат компенсаторами разности линейных расширений при сварке, что уменьшает поводку свариваемых элементов и образование трещин. The presence on the side of the tape opposite the chip grooves of additional grooves with their offset relative to the grooves by half a step provides the following advantages of the claimed method: the heating time of the tape is reduced by reducing the cross-sectional area of the tape, heating of the tape along its length becomes more uniform, which reduces the size of the cut surfaces of the tape when winding it onto the mandrel, the magnitude of the elastic development of the spiral decreases after removing it from the mandrel and the magnitude of the force required for plastic deformation, as a result By reducing the size of the cut and the elastic development of the spiral, the volume of machining the crown for welding with the tool body decreases. Additional grooves adjacent to the tool body compensate for the difference in linear expansion during welding, which reduces the leash of welded elements and the formation of cracks.

Установка перед сваркой венца между соединяемыми торцами прокладки толщиной, равной ширине реза при разрезке спирали на кольца, обеспечивает выполнение между примыкающими к торцу зубьями стружечной канавки с заданными размерами. The installation before welding of the crown between the joined ends of the gasket with a thickness equal to the width of the cut when cutting the spiral into rings ensures the execution between the adjacent teeth of the end of the chip flute with specified dimensions.

Выполнение на конце ленты перед ее навивкой технологических поверхностей (отверстий или пазов) позволяет облегчить ее закрепление на оправке, а затем использовать эти поверхности (отверстия) для фиксации венца на корпусе инструмента перед сваркой, уменьшить расход материала ленты при ее закреплении перед навивкой. Execution of technological surfaces (holes or grooves) at the end of the tape before winding it makes it easier to fix it on the mandrel, and then use these surfaces (holes) to fix the crown on the tool body before welding, reduce the consumption of tape material when fixing it before winding.

Выполнение стружечных канавок на ленте с неодинаковым шагом по ее длине, с разницей более 0,5 мм, обеспечивает получение неравномерного шага зубьев режущих инструментов. Это позволяет гасить автоколебания технологической системы при работе инструментами и увеличивать режимы резания в среднем на 20% . Performing chip grooves on the tape with unequal pitch along its length, with a difference of more than 0.5 mm, provides an uneven tooth pitch of cutting tools. This allows you to dampen the self-oscillations of the technological system when working with tools and to increase cutting modes by an average of 20%.

Выполнение глубины дополнительных пазов неодинаковой позволяет выравнять толщину навиваемых слоев материала ленты для таких инструментов, как круговые протяжки, у которых зубья выполнены с разной высотой. The implementation of the depth of the additional grooves is not the same allows you to even the thickness of the winded layers of the material of the tape for tools such as circular broaches, in which the teeth are made with different heights.

Выполнение ширины стружечных канавок и дополнительных пазов неодинаковой, с разницей более 0,5 мм, обеспечивает получение неравномерного шага зубьев режущего инструмента. The width of the chip grooves and additional grooves is not the same, with a difference of more than 0.5 mm, provides an uneven tooth pitch of the cutting tool.

На фиг. 1 изображена лента из инструментальной стали, используемая для изготовления режущего инструмента типа прорезных фрез; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 3-5 - возможные поперечные сечения ленты; на фиг. 6 - лента, используемая при изготовлении круговых протяжек и фрезопротяжек; на фиг. 7 - то же, поперечное сечение; на фиг. 8 - то же, план; на фиг. 9 - лента, используемая для изготовления дисковых пил, план; на фиг. 10 - пазовая дисковая фреза, вид с торца. In FIG. 1 shows a tool steel tape used for the manufacture of cutting tools such as slotted cutters; in FIG. 2 - the same plan; in FIG. 3-5 - possible cross sections of the tape; in FIG. 6 - tape used in the manufacture of circular broaches and milling cutters; in FIG. 7 is the same cross section; in FIG. 8 - the same plan; in FIG. 9 - tape used for the manufacture of circular saws, plan; in FIG. 10 - grooved disk mill, end view.

Режущий инструмент, например пазовую дисковую фрезу, изготавливают следующим образом. A cutting tool, such as a slotted disk mill, is made as follows.

Ленту из инструментальной стали делают в поперечном сечении трапецеидальной, с углом боковых сторон α_т, на 1-2^о превышающим вспомогательный угол в плане боковых поверхностей зубьев (фиг. 3). На сторонах ленты, соответствующих основаниям трапеции, прорезают стружечные канавки и дополнительные пазы (фиг. 1, 3), смещенные относительно канавок на половину шага. При этом шаги t между будущими режущими зубьями и ширину а стружечных канавок делают неодинаковыми, с разницей более 0,5 мм. (t₁ ≠ t₂ ≠ t₃ и т. д. , а₁ ≠ a ₂ ≠ а₃ и т. д. ).The tape made from tool steel trapezoidal in cross section, with the angle of the sides of α _t, greater than ^about 1-2 in terms of auxiliary corner side surfaces of the teeth (FIG. 3). On the sides of the tape corresponding to the bases of the trapezoid, chip grooves and additional grooves (Figs. 1, 3) are cut, offset from the grooves by half a step. In this case, the steps t between future cutting teeth and the width a of the chip grooves are made unequal, with a difference of more than 0.5 mm. (t ₁ ≠ t ₂ ≠ t ₃ , etc., and ₁ ≠ a ₂ ≠ a ₃ , etc.).

Для круговых протяжек и фрезопротяжек (фиг. 6) глубину стружечных канавок так же делают неодинаковой, с разницей более 0,5 мм (К₁ ≠ К_n).For circular broaches and milling cutters (Fig. 6), the depth of the chip grooves is also made uneven, with a difference of more than 0.5 mm (K ₁ ≠ K _n ).

Поверхности стружечных канавок и дополнительных пазов выполняют под углом к боковой поверхности ленты и направленными в разные стороны, в этом случае получается фреза с разнонаправленными зубьями. The surfaces of the chip grooves and additional grooves are made at an angle to the side surface of the tape and directed in different directions, in this case a milling cutter with multidirectional teeth is obtained.

На конце ленты выполняют технологическое отверстие (фиг. 1) или паз (фиг. 6). At the end of the tape perform a technological hole (Fig. 1) or a groove (Fig. 6).

Далее проводят операции согласно основного способа до операции соединения торцов. При выполнении этой операции между соединяемыми торцами устанавливают прокладку, толщина которой равна ширине реза b ленты на кольца (фиг. 10). Далее проводят операции известным способом. Next, carry out the operation according to the main method before the operation of connecting the ends. When performing this operation, a gasket is installed between the connected ends, the thickness of which is equal to the width of the cut b of the tape into rings (Fig. 10). Next, operations are carried out in a known manner.

Описанным способом можно изготавливать пилы, отрезные и прорезные фрезы, радиусные фрезы и т. д. In the described manner, it is possible to produce saws, cutting and grooving mills, radius mills, etc.

П р и м е р. Ленту из инструментальной стали длиной 2000 мм, шириной и высотой 12 мм выполняют с поперечным сечением в виде равнобокой трапеции с уклоном боковых сторон α = 8^о. Прорезают абразивным кругом с двух сторон, прилегающих к основаниям трапеции, пазы шириной 2 мм, глубиной 7 мм с направлением в противоположные стороны. Пазы на противоположных сторонах ленты смещены относительно друг друга на 0,5 мм. На конце ленты сверлят отверстие диаметром 5 мм, с помощью которого ленту закрепляют на технологической оправке. Ленту нагревают электрическим током до 900^о С и навивают ее на технологическую оправку диаметром 75 мм. Пазы на стороне ленты, прилегающей к оправке, сужаются, а на противоположной расширяются. Полученную спираль разрезают на кольцо и осаживают их. Между соединяемыми торцами колец устанавливают прокладку толщиной, равной ширине реза и сваривают.PRI me R. A tool steel tape with a length of 2000 mm, a width and a height of 12 mm is made with a cross section in the form of an isosceles trapezoid with a slope of the sides α = 8 ^° . Grooves are cut with an abrasive circle from two sides adjacent to the trapezium bases, grooves 2 mm wide, 7 mm deep, with direction in opposite directions. The grooves on opposite sides of the tape are offset relative to each other by 0.5 mm. A hole with a diameter of 5 mm is drilled at the end of the tape, with which the tape is fixed on the technological mandrel. The ribbon is heated by electric current to ^about 900 C and it is wound on the process mandrel diameter of 75 mm. The grooves on the side of the tape adjacent to the mandrel narrow and expand on the opposite side. The resulting spiral is cut into a ring and precipitated. Between the joined ends of the rings, a gasket is installed with a thickness equal to the width of the cut and welded.

Получается фреза диаметром 100 мм с разнонаправленными зубьями, боковые поверхности которых имеют вспомогательные задние углы около 6^о. Объем механической обработки при доводке такой фрезы до стадии готовности снижается на 30-40% . После термообработки механическую обработку фрезы выполняют по стандартной технологии.It turns out a mill with a diameter of 100 mm with multidirectional teeth, the side surfaces of which have auxiliary rear angles of about 6 ^about . The volume of machining when finishing such a mill to the readiness stage is reduced by 30-40%. After heat treatment, the machining of the cutter is performed according to standard technology.

Технико-экономические показатели предлагаемого способа:
можно изготавливать режущие инструменты разных конструкций, соответствующие различным эксплуатационным требованиям;
на 10-30% уменьшаются трудозатраты на изготовление за счет сокращения объемов окончательных операций при изготовлении инструмента;
создание только оптимальных боковых углов на зубьях тонких прорезных и отрезных фрез повышает их стойкость в среднем до 110% по сравнению с фрезами, изготовленными по известному способу. (56) Авторское свидетельство СССР N 921716, кл. В 23 С 5/08, 1980. Technical and economic indicators of the proposed method:
it is possible to produce cutting tools of various designs corresponding to various operational requirements;
labor costs for manufacturing are reduced by 10-30% by reducing the volume of final operations in the manufacture of the tool;
the creation of only optimal lateral angles on the teeth of thin slotted and detachable mills increases their durability by an average of 110% compared to mills made by the known method. (56) Copyright certificate of the USSR N 921716, cl. B 23 C 5/08, 1980.

Claims

1. A METHOD FOR PRODUCING A CUTTING TOOL, in which a tape of tool material with grooves is wound on a spiral-to-coil spiral with the simultaneous formation of chip grooves and tooth pitch of the cutting tool, the spiral is deformed in the axial and radial directions, cut it normal to the direction of the turns, each coil is upset in the axial direction and the ends are connected, characterized in that they take a tape with a non-rectangular cross section and with additional grooves on the opposite side, offset relative to each other by half a step, and the surfaces of the chip grooves are non-perpendicular to the sides of the tape.

2. The method according to p. 1, characterized in that at the end of the tape technological surfaces are performed.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the steps between the chip grooves and the additional grooves are performed unequally.

4. The method according to PP. 1 to 3, characterized in that the width and depth of the chip grooves and additional grooves are not uniform.