RU2317875C1 - Cutting instrument - Google Patents

Cutting instrument Download PDF

Info

Publication number
RU2317875C1
RU2317875C1 RU2006121053/02A RU2006121053A RU2317875C1 RU 2317875 C1 RU2317875 C1 RU 2317875C1 RU 2006121053/02 A RU2006121053/02 A RU 2006121053/02A RU 2006121053 A RU2006121053 A RU 2006121053A RU 2317875 C1 RU2317875 C1 RU 2317875C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
holder
cutting plate
tool
cutters
Prior art date
Application number
RU2006121053/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Евгеньевич Трекин (RU)
Григорий Евгеньевич Трекин
Олег Игоревич Шевченко (RU)
Олег Игоревич Шевченко
Тать на Михайловна Гаврилова (RU)
Татьяна Михайловна Гаврилова
Владимир Михайлович Фарбер (RU)
Владимир Михайлович Фарбер
Original Assignee
ГОУ Уральский государственный технический университет-УПИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ГОУ Уральский государственный технический университет-УПИ filed Critical ГОУ Уральский государственный технический университет-УПИ
Priority to RU2006121053/02A priority Critical patent/RU2317875C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2317875C1 publication Critical patent/RU2317875C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to the field of processing materials by cutting.
SUBSTANCE: the instrument has a holder and located on it a cutting plate. For increasing technological characteristics the cutting plate is fulfilled in the shape of a three-edged pyramid or a truncated pyramid or a prism with a three-cornered foundation having flat or/and fashioned surfaces. At that the maximal thickness of the cutting plate is defined depending of the height of the holder. The cutting plate is mounted due to welding or is formed by welding deposition.
EFFECT: increases technological characteristics of the cutting plate.
2 dwg

Description

Изобретение относится к производству и проектированию режущего инструмента, в частности к конструкции режущей пластины резцов, фрез и др.The invention relates to the production and design of cutting tools, in particular to the design of the cutting plate of cutters, mills, etc.

Известны конструкции рабочей части режущего инструмента, которые имеют режущую пластину в форме призмы, которые смонтированы на державке пайкой, склеиванием и механическим креплением (Справочник конструктора-инструментальщика. Под общ. редакцией В.И.Баранникова. - М.: Машиностроение, 1994 - 560 с.), отличительными признаками которых являются форма режущей пластины в виде правильной призмы с плоскими гранями и способы ее монтажа: механическое крепление, пайка, приклеивание.Known designs of the working part of the cutting tool, which have a cutting plate in the form of a prism, which are mounted on the holder by soldering, gluing and mechanical fastening (Handbook of the designer-toolmaker. Under the general editorship of V.I. Barannikov. - M .: Engineering, 1994 - 560 C.), the distinguishing features of which are the shape of the cutting insert in the form of a regular prism with flat faces and the methods of its installation: mechanical fastening, soldering, gluing.

К недостаткам известных способов монтажа режущей пластины относят:The disadvantages of the known methods of mounting the insert include:

- недостаточная прочность крепления режущей пластины при высоких температурах, возникающих при резании;- insufficient strength of attachment of the cutting insert at high temperatures that occur during cutting;

- значительная толщина режущей части (от 5 мм), чтобы вывести зону ее соединения с державкой из области высоких температур;- significant thickness of the cutting part (from 5 mm) in order to bring the zone of its connection with the holder from the region of high temperatures;

- наличие уступа в державке для крепления пластины, вследствие этого возникает опасное сечение, ослабляющее державку и снижающее ее прочность;- the presence of a step in the holder for mounting the plate, as a result of this, a dangerous section arises that weakens the holder and reduces its strength;

- повышенный износ режущей пластины из-за значительного нагрева.- increased wear of the insert due to significant heating.

Наиболее близкой является конструкция рабочей части режущего инструмента, отличающаяся тем, что режущая пластина формируется наплавкой (Смирнов Ф.Ф. Наплавка режущего инструмента быстрорежущей сталью. / В кн. «Литой и наплавленный режущий инструмент. Конструкция и производство» - М.: Машгиз, 1951, с 289-304.; Зубков Н.С., Тютяев В.А., Зубкова Е.Н. Изготовление наплавленного металлорежущего инструмента. - Тверь: изд-во Тверского гос. тех. ун-та, 1998 - 124 с.; Патент RU №2078668 С1, кл. 6 В23Р 15/30, В23K 9/4, Тютяев В.А., Зубкова Е.Н. Способ изготовления отрезного резца. Дата публ. 10.05.1997.), форма которой стремится копировать форму и размеры режущих пластин для резцов с призматическими пластинами.The closest is the design of the working part of the cutting tool, characterized in that the cutting plate is formed by welding (Smirnov F.F. Surfacing of the cutting tool with high-speed steel. / In the book. "Cast and deposited cutting tool. Design and production" - M .: Mashgiz, 1951, p. 289-304 .; Zubkov N.S., Tyutyaev V.A., Zubkova E.N. Production of a deposited metal-cutting tool.- Tver: Publishing House of the Tver State Technical University, 1998 - 124 pp. ; Patent RU No. 2078668 C1, class 6 В23Р 15/30, В23K 9/4, Tyutyaev V.A., Zubkova E.N. Method for manufacturing a cutting tool. publ. 10.05.1997.), the shape of which seeks to copy the shape and dimensions of the cutting inserts for cutters with prismatic inserts.

Существенными признаками данного инструмента являются форма и размеры режущей пластины и способы используемые для монтажа пластины на державке.The essential features of this tool are the shape and dimensions of the cutting insert and the methods used to mount the insert on the holder.

Техническим результатом предлагаемой конструкции режущей части является создание инструмента с более высокой ее износостойкостью рабочей части, а также прочностью и жесткостью державки.The technical result of the proposed design of the cutting part is to create a tool with higher wear resistance of the working part, as well as the strength and rigidity of the holder.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение технологических свойств режущего инструмента.The problem to which the invention is directed, is to increase the technological properties of the cutting tool.

Решение поставленной задачи достигалось изменением формы режущей пластины (см. фиг.1), которая имеет форму трехгранной пирамиды (фиг.1б, в) или усеченной пирамиды или призмы с треугольным основанием (фиг.1д, е), которые имеют плоские (фиг.1б, д, е) и (или) фасонные поверхности (фиг.1в).The solution to this problem was achieved by changing the shape of the cutting insert (see Fig. 1), which has the shape of a trihedral pyramid (Fig. 1b, c) or a truncated pyramid or prism with a triangular base (Fig. 1d, e), which are flat (Fig. 1b, d, e) and (or) shaped surfaces (Fig.1c).

Отличительной особенностью данной конструкции является то, что режущая пластина должна иметь максимальную толщину s=(0,05-0,16)H, где H - высота державки резца, что меньше примерно в 1,5-2 раза по сравнению с инструментом, со смонтированной призматической пластиной, для которой s=(0,18-0,25)H (на стр.286 в книге: Справочник инструментальщика / И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др.; под общ. ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.). Это улучшает теплоотвод от режущей пластины в державку резца (достигается меньшая толщина слоя с более низкой теплопроводностью). Прочное сцепление с державкой при высоких температурах обеспечивается за счет применения для монтирования режущей пластины сварки (диффузионной, рельефной или другой) или формирования режущей пластины с помощью наплавки, незначительно проплавляющей подложку (до 5%) (лазерно-порошковая, лазерно-микроплазменная, плазменно-порошковая и другие подобные), чтобы не исказить форму режущей пластины и форму державки.A distinctive feature of this design is that the cutting insert must have a maximum thickness s = (0.05-0.16) H, where H is the height of the tool holder, which is approximately 1.5-2 times less than with the tool, with mounted prismatic plate for which s = (0.18-0.25) H (on p. 286 in the book: Toolmaker's Handbook / I.A. Ordinartsev, G.V. Filippov, A.N. Shevchenko and others; under the general editorship of I.A.Ordinartsev. - L .: Engineering, Leningrad., 1987. - 846 p.). This improves the heat transfer from the cutting insert to the tool holder (a lower layer thickness with lower thermal conductivity is achieved). Strong adhesion to the toolholder at high temperatures is ensured by the use of welding for mounting the cutting insert (diffusion, embossed or other) or the formation of the cutting insert using surfacing that slightly melts the substrate (up to 5%) (laser powder, laser microplasma, plasma powder and other similar) so as not to distort the shape of the cutting insert and the shape of the holder.

Таким образом, предлагаемый режущий инструмент обеспечивает: большую износостойкость за счет улучшения теплоотвода от режущей кромки в тело резца при свободном охлаждении и при охлаждении жидкостью, циркулирующей по внутренним отверстиям в державке; экономию материала режущей пластины за счет меньшей толщины режущей пластины; улучшение прочности и жесткости державки резца за счет отсутствия опасного сечения.Thus, the proposed cutting tool provides: greater wear resistance due to improved heat removal from the cutting edge to the body of the cutter during free cooling and when cooling with liquid circulating through the internal holes in the holder; saving material of the insert due to the smaller thickness of the insert; Improving the strength and rigidity of the tool holder due to the absence of a dangerous section.

Краткое описание чертежей. На фиг.1 представлены варианты конструкций режущей части, где: а), г) - традиционная конструкция; б), в), д), е) - предлагаемая конструкция; б) - в виде трехгранной пирамиды с прямыми гранями; в) - в виде трехгранной пирамиды с прямыми и фасонными гранями; д) - в виде призмы с треугольным основанием; е) - в виде усеченной пирамиды с треугольным основанием; 1 - режущая пластина; 2 - державка (корпус); s - толщина режущей пластины, H - высота державки резца.A brief description of the drawings. Figure 1 presents the design options of the cutting part, where: a), d) is a traditional design; b), c), e), e) - the proposed design; b) - in the form of a trihedral pyramid with straight faces; c) - in the form of a trihedral pyramid with straight and shaped faces; d) - in the form of a prism with a triangular base; f) - in the form of a truncated pyramid with a triangular base; 1 - cutting insert; 2 - holder (case); s is the thickness of the insert, H is the height of the tool holder.

На фиг.2 представлены кривые износа резцов по задней грани, где: I - кривые износа резцов с максимальной толщиной режущего слоя более 3 мм и базовых резцов (цельнокованого и с напаянной режущей пластиной толщиной 5 мм); II - кривые износа резцов с минимальной толщиной режущего слоя 1,5-1,8 мм; III - кривые износа резцов с оптимальной толщиной режущего слоя 2,2-2,5 мм.Figure 2 shows the wear curves of the cutters along the rear face, where: I - wear curves of the cutters with a maximum thickness of the cutting layer of more than 3 mm and base cutters (solid forged and with a soldered cutting plate with a thickness of 5 mm); II - wear curves of cutters with a minimum thickness of the cutting layer of 1.5-1.8 mm; III - wear curves of incisors with an optimal thickness of the cutting layer of 2.2-2.5 mm.

Предлагаемая конструкция была опробована в производственных условиях. Проведена плазменно-порошковая наплавка державок резцов из стали 45 быстрорежущей сталью Р6М5. Наплавка производилась без проплавления подложки на наклонную поверхность скоса (10°). Обработкой на заточном станке сформированы грани резцов таким образом, чтобы получить режущие пластины в форме трехгранных пирамид. Максимальная толщина режущего слоя (фиг.1б, размер s) была в пределах 1,5-3,5 мм. Затем наплавленный инструмент был подвергнут двухкратному отпуску при температуре 560°С в течение одного часа. Были проведены испытания резцов при точении вала из стали 45 со шпоночным пазом без охлаждения по режиму, подача - 0,57 мм/об, глубина резания - 1 мм, скорость резания - 40-80 м/мин. Твердость наплавленных и базовых резцов (с режущими пластинами Р6М5 толщиной 5 мм и цельных кованных из стали Р6М5, термообработанных по традиционной технологии - закалка и трехкратный отпуск 560°С по одному часу) была одинакова и составила 61-63HRC. На фиг.2 представлены кривые износа испытанных резцов по задней грани. Резцы с режущей пластиной с максимальной толщиной более 3 мм имели стойкость, аналогичную базовым резцам, изготовленным по традиционной технологии (группа кривых износа I, фиг.2). Резцы с режущей пластиной толщиной 2,2-2,5 мм, имели максимальную износостойкость, в 2-3,5 раза превышающую износостойкость базовых резцов (группа кривых износа III, фиг.2). Резцы с тонкой пластиной (1,5-1,8 мм) показали промежуточную износостойкость, находящуюся между резцами с оптимальной толщиной (2,2 мм) режущей пластины и базовыми резцами с толщиной пластины 5 мм и цельнокованым резцом (группа кривых износа II, фиг.2).The proposed design has been tested in a production environment. Plasma-powder surfacing of tool holders made of steel 45 by high-speed steel P6M5 was carried out. Surfacing was carried out without penetration of the substrate on the inclined surface of the bevel (10 °). By processing on a grinding machine, the edges of the cutters are formed in such a way as to obtain cutting inserts in the form of trihedral pyramids. The maximum thickness of the cutting layer (figb, size s) was in the range of 1.5-3.5 mm Then the deposited tool was subjected to double tempering at a temperature of 560 ° C for one hour. Tests of cutters were carried out when turning a shaft made of steel 45 with a keyway without cooling according to the regime, feed - 0.57 mm / rev, cutting depth - 1 mm, cutting speed - 40-80 m / min. The hardness of the deposited and base cutters (with P6M5 cutting inserts 5 mm thick and solid forged from P6M5 steel, heat-treated using traditional technology — quenching and triple tempering at 560 ° C for one hour) was the same and amounted to 61-63HRC. Figure 2 shows the wear curves of the tested incisors along the rear face. Cutters with a cutting plate with a maximum thickness of more than 3 mm had a resistance similar to the base cutters made by traditional technology (group of wear curves I, Fig.2). Cutters with a cutting plate with a thickness of 2.2-2.5 mm had a maximum wear resistance, 2-3.5 times higher than the wear resistance of the base cutters (group of wear curves III, figure 2). Cutters with a thin plate (1.5-1.8 mm) showed intermediate wear resistance located between cutters with an optimal thickness (2.2 mm) of the cutting insert and base cutters with a plate thickness of 5 mm and a forged cutter (wear curve group II, fig. .2).

Отличительными признаками данного режущего инструмента являются:Distinctive features of this cutting tool are:

- форма режущей пластины в форме трехгранной пирамиды, или усеченной трехгранной пирамиды, или призмы с треугольным основанием с плоскими и (или) фасонными гранями;- the shape of the cutting insert in the form of a trihedral pyramid, or a truncated trihedral pyramid, or a prism with a triangular base with flat and (or) shaped faces;

- толщина режущего слоя s=(0,05-0,16)H, где H - высота державки резца;- the thickness of the cutting layer s = (0.05-0.16) H, where H is the height of the tool holder;

- монтирование режущей пластины осуществляется сваркой или формированием ее наплавкой, не искажающей заданную форму самой режущей пластины и державки.- mounting of the cutting insert is carried out by welding or by forming it by surfacing, which does not distort the given shape of the cutting insert itself and the holder.

Достоинствами данной конструкции являются:The advantages of this design are:

- большая износостойкость за счет повышения эффективность теплоотвода в державку при свободном охлаждении и при охлаждении жидкостью, циркулирующей по внутренним отверстиям в державке;- greater wear resistance by increasing the efficiency of heat removal to the holder with free cooling and when cooling with liquid circulating through the internal holes in the holder;

- улучшение прочности и жесткости державки резца;- improving the strength and rigidity of the tool holder;

- экономия материала режущей пластины;- saving material of the insert;

Заявляемая конструкция полностью выполняет поставленную цель. Заявляемое техническое решение не известно в Российской федерации и за рубежом и отвечает требованию критерия «новизна». Заявляемое техническое решение не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и отвечает требованиям критерия «изобретательский уровень». Техническое решение может быть реализовано в промышленности и отвечает требованиям критерия «промышленная применимость».The inventive design fully fulfills the goal. The claimed technical solution is not known in the Russian Federation and abroad and meets the requirements of the criterion of "novelty." The claimed technical solution does not obviously follow from the existing level of technology and meets the requirements of the criterion of "inventive step". The technical solution can be implemented in industry and meets the requirements of the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Режущий инструмент, содержащий державку и размещенную на ней режущую пластину, отличающийся тем, что режущая пластина выполнена в виде трехгранной пирамиды, или усеченной пирамиды, или призмы с треугольным основанием, которые имеют плоские и/или фасонные грани, при этом максимальная толщина режущей пластины s составляет s=(0,05-0,16)H, где Н - высота державки, а режущая пластина на державке смонтирована за счет сварки или сформирована наплавкой.A cutting tool comprising a holder and a cutting insert placed on it, characterized in that the cutting insert is made in the form of a trihedral pyramid, or a truncated pyramid, or a prism with a triangular base, which have flat and / or shaped faces, with a maximum thickness of the cutting plate s is s = (0.05-0.16) H, where H is the height of the holder, and the cutting plate on the holder is mounted by welding or formed by surfacing.
RU2006121053/02A 2006-06-13 2006-06-13 Cutting instrument RU2317875C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121053/02A RU2317875C1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Cutting instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121053/02A RU2317875C1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Cutting instrument

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2317875C1 true RU2317875C1 (en) 2008-02-27

Family

ID=39278876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121053/02A RU2317875C1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Cutting instrument

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2317875C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110625144A (en) * 2019-10-21 2019-12-31 宁波红日工具有限公司 Cutter and welding process thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110625144A (en) * 2019-10-21 2019-12-31 宁波红日工具有限公司 Cutter and welding process thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roy et al. A brief review on machining of Inconel 718
KR101245410B1 (en) Cbn cutting tool for high-grade, high-efficiency cutting and method of turning a workpiece
CN102317018B (en) Cutting tip replacement type rotary tool
Grzesik et al. Surface integrity of machined surfaces
CN104736743B (en) Coated cutting tool with patterned surface area
Zhou et al. Study of surface quality in high speed turning of Inconel 718 with uncoated and coated CBN tools
Fujita et al. Cutting characteristics of bulk metallic glass
Abou-El-Hossein et al. High-speed end-milling of AISI 304 stainless steels using new geometrically developed carbide inserts
KR101059031B1 (en) Milling cutting tool with cutting insert
CA2398492C (en) Cutting tools and drill inserts with chip control geometry
KR100558249B1 (en) Cutting insert
KR101729804B1 (en) Cutting tool
GB2338915A (en) Surface hardened steel cutting tools
RU2496612C2 (en) Drill with indexable cutting plates and drill body
Kursuncu et al. Wear behavior of multilayer nanocomposite TiAlSiN/TiSiN/TiAlN coated carbide cutting tool during face milling of inconel 718 superalloy
CN109664410A (en) A kind of superthin diamond circular saw web matrix and preparation method thereof and application
Su et al. Research on the serrated chip in the milling of compacted graphite iron by cemented carbide tool
Ng et al. High speed face milling of a aluminium silicon alloy casting
Kumar et al. Comparative evaluation of performances of TiAlN-, AlCrN-and AlCrN/TiAlN-coated carbide cutting tools and uncoated carbide cutting tools on turning EN24 alloy steel
RU2317875C1 (en) Cutting instrument
Chen et al. Performance assessment of pCBN and bCBN tools in machining of high-chromium white cast iron
US20080031698A1 (en) Cutting Insert Provided With Structured Surfaces
Ezugwu et al. Performance of PVD coated carbide inserts when machining a nimonic (C-263) alloy at high speed conditions
RU2309830C2 (en) Method for manufacture of tillage tool
Kumar et al. Prediction and investigation of surface roughness while turning sg iron with cubic boron nitride (cbn) and tungsten carbide inserts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080614