RU2281196C1

RU2281196C1 - Method of manufacture of turning tool

Info

Publication number: RU2281196C1
Application number: RU2005109682/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Васин (RU); Сергей Александрович Васин; Леонид Александрович Васин (RU); Леонид Александрович Васин; Николай Николаевич Бородкин (RU); Николай Николаевич Бородкин
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-08-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; machining; manufacture of turning tools.

SUBSTANCE: method includes getting of blanks with hollow body, forming of socket for cutting tool and filling of space with vibration damping material. To reduce labor input at manufacture and metal usage, blank with hollow body is formed by connecting two metal plates. End of lower plate is bent upwards and is fitted into support slot made in end of lower surface of upper plate, and end of upper plate is bent downwards. Upper and lower plates can be connected by welding. Body can be subjected to heat treatment.

EFFECT: facilitated manufacture of turning tool.

3 cl, 1 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в качестве резца для чистовой обработки как способ изготовления резца.The invention relates to the processing of materials by cutting and can be used as a cutter for finishing as a method of manufacturing a cutter.

Известен способ получения державки с режущей пластиной и вставкой из высоконаполненного композиционного материала, снабженного дополнительными накладками из того же материала. - Авторское свидетельство СССР № 1779466, МПК³, В 23 В 27/00, Бюл. № 45, 1992 г.A known method of obtaining a holder with a cutting insert and an insert of a highly filled composite material equipped with additional overlays of the same material. - Copyright certificate of the USSR No. 1779466, IPC ³ , 23 V 27/00, Bull. No. 45, 1992

Поперечное сечение державки резца выполнено в виде равнобедренной трапеции, на боковых гранях которой выполнены в шахматном порядке сквозные отверстия. В державке вдоль ее продольной оси установлен распорный стержень с силовым болтом. Резец снабжен дополнительными полимерными накладками, которые размещены на боковых сторонах трапеции.The cross section of the tool holder is made in the form of an isosceles trapezoid, through holes are made in a checkerboard pattern on the lateral faces. In the holder along its longitudinal axis, a spacer rod with a power bolt is installed. The cutter is equipped with additional polymer pads, which are placed on the sides of the trapezoid.

Готовят заготовку державки трапециевидной формы, просверливают отверстия на заготовке и нарезают резьбу в торцевой части державки, устанавливают распорный стержень внутри державки и силовым болтом делают предварительное натяжение металлического трапециевидного каркаса. Данная конструкция помещается в форму и заливается высоконаполненным композиционным материалом. После твердения композиционного материала болт выворачивается, а стержень вынимается, и державка таким образом остается в предварительно напряженном состоянии.A trapezoidal holder holder is prepared, holes are drilled on the workpiece, and threads are cut in the end of the holder, a spacer rod is installed inside the holder, and the tension of the metal trapezoidal frame is pre-tensioned. This design is placed in the mold and filled with highly filled composite material. After hardening of the composite material, the bolt is turned out, and the rod is removed, and the holder thus remains in a prestressed state.

Данный способ изготовления державки резца имеет существенные недостатки:This method of manufacturing the tool holder has significant disadvantages:

- технически трудно реализуется с технологической точки зрения изготовление трапециевидного профиля державки резца, такой профиль можно получить в основном из трубных заготовок, для которых требуется дальнейшее упрочнение материала (закалка и отпуск), что увеличивает трудоемкость изготовления сборных резцов.- it is technically difficult from a technological point of view to manufacture a trapezoidal profile of the toolholder, this profile can be obtained mainly from pipe blanks, which require further hardening of the material (hardening and tempering), which increases the complexity of manufacturing prefabricated cutters.

- сложность изготовления торцевой части державки, так как для предварительного натяжения трапециевидного профиля державки резца силовым болтом необходимо высокое усилие натяжения, высокая прочность резьбового соединения в торцевой части, а это достигается крайне сложно.- the complexity of the manufacture of the end part of the holder, since for pre-tensioning the trapezoidal profile of the tool holder with a power bolt, a high tension force is required, high strength of the threaded connection in the end part, and this is extremely difficult.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ изготовления резца - Пат. РФ № 1557815, МПК⁶ В 23 В 27/00, 1995 г.The closest technical solution to the proposed invention is a method of manufacturing a cutter - Pat. RF № 1557815, IPC ⁶ В 23 В 27/00, 1995

Изготовление токарного резца заключается в получении полых корпусов головки и тела державки, совпадающей с геометрией, например труба круглого или прямоугольного сечения. На головки выполняют (деформируют) гнездо под режущую пластину, затем осуществляют соединение головки и тела державки, например сваркой. Полученный каркас резца подвергают термообработке, закалке, а после этого полости державки заливают виброгасящим элементом - расплавом чугуна, железобетоном и т.п. После этого резец подвергается дальнейшей термообработке и отпуску при температуре 150-200°С для обеспечения прочности профиля каркаса резца.The manufacture of a turning tool consists in obtaining hollow bodies of the head and body of the holder that matches the geometry, for example, a pipe of circular or rectangular cross section. On the head perform (deform) the socket under the cutting insert, then connect the head and body of the holder, for example by welding. The resulting cutter frame is subjected to heat treatment, hardening, and after this the hollow of the holder is filled with a vibration damping element - molten iron, reinforced concrete, etc. After that, the cutter is subjected to further heat treatment and tempering at a temperature of 150-200 ° C to ensure the strength of the profile of the cutter frame.

Данный способ для изготовления токарного резца имеет существенные недостатки:This method for the manufacture of a turning tool has significant disadvantages:

- технологически сложный процесс изготовления гнезда под режущую пластину из трубы круглого или прямоугольного сечения, это выбор толщины стенок заготовки при штамповке гнезда, с одной стороны, и, с другой, обеспечение прочности крепления режущей пластины к головке державки;- the technologically complex process of manufacturing a socket for a cutting insert from a pipe of circular or rectangular cross-section, this is the choice of the wall thickness of the workpiece when stamping the socket, on the one hand, and, on the other, ensuring the strength of the fastening of the cutting insert to the head of the holder;

- достаточно трудоемкий и длительный процесс всего изготовления, высокая себестоимость резца с комбинированными державками.- quite a laborious and lengthy process of the entire manufacture, high cost of the cutter with combined holders.

Задача изобретения - уменьшение себестоимости и металлоемкости при изготовлении с сохранением прочности державки и демпфирующих свойств резца.The objective of the invention is to reduce the cost and metal consumption during manufacture while maintaining the strength of the holder and the damping properties of the cutter.

Способ изготовления токарного резца, включающий получение заготовок с полым корпусом, формирование гнезда под режущий элемент, термообработку и заполнение полости виброгасящим материалом, причем получают полую заготовку путем сваривания двух металлических пластин, причем конец нижней пластины загибают к верху и вставляют в опорный паз, выполненный на конце нижней поверхности верхней пластины, а конец верхней пластины загибают к низу.A method of manufacturing a turning tool, including receiving blanks with a hollow body, forming a nest for the cutting element, heat treatment and filling the cavity with vibration-absorbing material, whereby a hollow workpiece is obtained by welding two metal plates, the end of the lower plate being bent to the top and inserted into the support groove made on the end of the lower surface of the upper plate, and the end of the upper plate is bent to the bottom.

Предложенный способ для изготовления токарного резца поясняется чертежами.The proposed method for the manufacture of a turning tool is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен общий вид токарного резца, содержащего режущий элемент 1, закрепляемый на верхней металлической пластине державки 2, соединенной с нижней металлической пластиной 3 таким образом, чтобы она опиралась под опорный паз головки резца. Верхняя и нижняя пластины соединены свариванием между собой и виброгасящим элементом 4.Figure 1 shows a General view of a turning tool containing a cutting element 1, mounted on the upper metal plate of the holder 2 connected to the lower metal plate 3 so that it rests under the support groove of the head of the tool. The upper and lower plates are connected by welding between themselves and the vibration damper element 4.

На фиг.2 изображен разрез А-А данного резца.Figure 2 shows a section aa of this cutter.

Применение стандартных пластин с высокой чистотой поверхности и совпадающей с шириной тела державки или листовой материал с различно расположенными отверстиями, которые являются, например, отходами штамповочного производства, позволяет снизить объем механической обработки на 50-70%. При этом из листа отрезаются две заготовки с различно расположенными отверстиями по сечению. Из одной пластины формируют, деформируют, например штамповкой, верхнюю часть державки резца и на конце гнездо под режущий элемент 1. С внутренней стороны верхней пластины 2 под гнездом выполняют опорный паз для упора нижней пластины. Из второй пластины изготовляют нижнюю часть державки резца, для чего изгибают нижнюю пластину 3 таким образом, чтобы она опиралась под опорный паз головки резца. Ширина верхней и нижней пластин совпадает с шириной державки резца. Затем эти две пластины соединяются между собой, например сваркой. Полученную заготовку помещают в форму державки и заливают виброгасящим элементом 4, например расплавом чугуна, железобетоном или композиционным материалом.The use of standard plates with a high surface finish and matching the width of the body of the holder or sheet material with differently located holes, which are, for example, waste from stamping, can reduce the amount of machining by 50-70%. In this case, two blanks with differently located openings along the cross section are cut from the sheet. The upper part of the tool holder and, at the end, a socket for the cutting element 1 are formed, deformed, for example, by stamping, from a plate, and a support groove is formed on the inner side of the upper plate 2 under the socket to stop the lower plate. The lower part of the tool holder is made from the second plate, for which the lower plate 3 is bent so that it rests under the support groove of the tool head. The width of the upper and lower plates coincides with the width of the tool holder. Then these two plates are interconnected, for example by welding. The resulting billet is placed in the form of a holder and filled with a vibration damping element 4, for example, molten iron, reinforced concrete or composite material.

Соединение верхней 2 и нижней 3 пластин осуществляется свариванием или в форме при заполнении демпфирующим композиционным материалом. Если толщина верхней и нижней пластин относительно невелика (отходы листовой штамповки могут использоваться разные), то полученный каркас резца подвергают термообработке, закалке, а после этого или одновременно с термообработкой помещают в форму и заливают виброгасящим элементом.The connection of the upper 2 and lower 3 plates is carried out by welding or in the form when filled with a damping composite material. If the thickness of the upper and lower plates is relatively small (sheet metal stamping waste can be used differently), then the resulting cutter frame is subjected to heat treatment, quenching, and then, or simultaneously with heat treatment, is placed in a mold and filled with a vibration damping element.

Демпфирующий композиционный материал обеспечивает конструкционную прочность и жесткость резца, ее малую деформацию при работе и одновременно с высокой эффективностью может гасить колебания. Предложенный способ обеспечивает снижение затрат на изготовление сборных резцов.The damping composite material provides structural strength and rigidity of the cutter, its small deformation during operation and at the same time with high efficiency can damp vibrations. The proposed method provides a reduction in the cost of manufacturing prefabricated cutters.

При точении таким резцом режущий элемент подвергается воздействию сил резания. Вибрации, возникающие в системе СПИД, передаются на державку резца и эффективно гасятся за счет каркаса из пластин, соединенных в виде клина, что обеспечивает жесткую конструкцию, тем самым обеспечивается высокая прочность профиля каркаса резца.When turning with such a cutter, the cutting element is exposed to cutting forces. The vibrations arising in the AIDS system are transmitted to the tool holder and are effectively damped by the frame from the plates connected in the form of a wedge, which provides a rigid structure, thereby ensuring high strength of the profile of the tool frame.

Пример. При токарной обработки резцами в системе СПИД всегда возникают различные по природе колебания, которые передаются на державку. Применение при обработке виброгасящих державок повышает точность токарной обработки и стойкость самих резцов.Example. When turning with incisors in the AIDS system, oscillations of different nature always occur and are transmitted to the toolholder. The use of vibration damping holders during processing increases the accuracy of turning and the resistance of the cutters themselves.

Применение предложенного способа обеспечивает получение демпферной сердцевины державки и жесткой наружной конструкции в виде клина, состоящей из металлической верхней и нижней пластин, прочно соединенных между собой сваркой. Жесткость и прочность каркаса державки обеспечивается клинообразным соединением верхней и опорной нижней пластиной в паз. Ось нижней пластины совпадает с направлением равнодействующей силы сопротивления резанию.The application of the proposed method provides a damper core of the holder and a rigid outer structure in the form of a wedge, consisting of a metal upper and lower plates, firmly connected to each other by welding. The rigidity and strength of the holder frame is provided by the wedge-shaped connection of the upper and supporting lower plate into the groove. The axis of the lower plate coincides with the direction of the resultant force of resistance to cutting.

Для изготовления пластин берется стальная полоса по ширине размером, совпадающим с размером поперечного сечения резцов, обычно широко используемых в инструментальных цехах. Наиболее ходовые размеры ширины резцов: 12, 16, 20, 25 и 32 мм. Толщина пластин выбирается в зависимости от марки стали и твердости.For the manufacture of plates, a steel strip is taken in width the same size as the cross-sectional size of the cutters, commonly widely used in tool shops. The most common dimensions of the width of the cutters: 12, 16, 20, 25 and 32 mm. The thickness of the plates is selected depending on the grade of steel and hardness.

При работе берется стандартная полоса толщиной в пределе 4-10 мм из стали 40 Х или 45 с размерами длиной и шириной державки резца, желательно вырубка из цехов штамповки. Сначала из полосы отрезается верхняя часть державки и из нее штампуют, деформируют гнездо под режущую пластину, формируют геометрию резца, снизу под режущей пластиной выполняют опорный паз. Причем механические свойства материала пластины можно выбирать в зависимости от толщины заготовки и мощности штампа. Процесс штамповки из полосы высокопроизводителен, имеет малую трудоемкость (в 5-10 раз ниже, чем при штамповке, например, трубных заготовок).When working, a standard strip is taken with a thickness of 4-10 mm from steel 40 X or 45 with dimensions of the length and width of the tool holder, preferably cutting from the stamping shops. First, the upper part of the holder is cut from the strip and stamped from it, the socket is deformed under the cutting insert, the geometry of the cutter is formed, and a support groove is made from below under the cutting insert. Moreover, the mechanical properties of the plate material can be selected depending on the thickness of the workpiece and the power of the stamp. The process of stamping from a strip is highly productive, has a low complexity (5-10 times lower than when stamping, for example, pipe blanks).

Из второй пластины изготовляют нижнюю часть державки резца, для этого изгибают пластину по форме поперечного профиля державки таким образом, чтобы она вставлялась в опорный паз под головкой резца. Ширина верхней и нижней пластин совпадает с шириной державки резца.From the second plate, the lower part of the toolholder is made, for this the plate is bent in the shape of the transverse profile of the toolholder so that it is inserted into the support groove under the head of the tool. The width of the upper and lower plates coincides with the width of the tool holder.

После изготовления пластин они соединяются, например, сваркой или помещаются в форму, состыковываются между собой с помощью паза и заливается виброгасящим материалом в форме.After the manufacture of the plates, they are connected, for example, by welding or placed in a mold, joined together using a groove and filled with vibration-damping material in the mold.

Закалку каркаса державки (если она необходима) производят в любое время сразу после сварки или после заполнения виброгасящего элемента, а наиболее оптимально совмещение закалки и заливки.The hardening of the holder frame (if necessary) is carried out at any time immediately after welding or after filling the vibration-damping element, and the most optimal combination of hardening and filling.

В качестве виброгасящего элемента используются чугун, железобетон, полимербетон.Cast iron, reinforced concrete, polymer concrete are used as a vibration damping element.

Таким образом, виброгасящий резец выполнен из металлических верхнего и нижнего слоев, а виброгасящий элемент расположен между металлическим каркасом. Каркас из пластин и укосин обеспечивает жесткую конструкцию, тем самым обеспечивается высокая прочность профиля каркаса резца, а виброгасящий элемент позволяет эффективно гасить вибрации при точении.Thus, the vibration damper is made of metal upper and lower layers, and the vibration damper is located between the metal frame. The frame of plates and jibs provides a rigid structure, thereby ensuring a high strength profile of the cutter frame, and the vibration damping element allows you to effectively dampen vibration during turning.

Claims

1. A method of manufacturing a turning tool, including obtaining blanks with a hollow body, forming a nest for the cutting element and filling the cavity with vibration-absorbing material, characterized in that the blank with a hollow body is obtained by connecting two metal plates, the end of the lower plate being folded up and inserted into the support a groove made at the end of the lower surface of the upper plate, and the end of the upper plate is bent down.

2. The method according to claim 1, characterized in that the connection of the upper and lower plates is performed by welding.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that they perform heat treatment of the housing.