RU2712330C2 - Combined axial blade tool - Google Patents
Combined axial blade tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2712330C2 RU2712330C2 RU2018103119A RU2018103119A RU2712330C2 RU 2712330 C2 RU2712330 C2 RU 2712330C2 RU 2018103119 A RU2018103119 A RU 2018103119A RU 2018103119 A RU2018103119 A RU 2018103119A RU 2712330 C2 RU2712330 C2 RU 2712330C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- cutting
- steps
- resistance
- along
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B51/00—Tools for drilling machines
- B23B51/08—Drills combined with tool parts or tools for performing additional working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки материалов резанием, а именно к металлорежущим инструментам, в частности, к комбинированным осевым лезвийным инструментам, и может быть использовано для осуществления нескольких технологических переходов при формообразовании поверхностей изделий.The invention relates to the field of processing materials by cutting, namely to metal-cutting tools, in particular, to combined axial blade tools, and can be used to implement several technological transitions during the shaping of product surfaces.
Известен комбинированный осевой инструмент для обработки отверстий, содержащий сверло-метчик, зенкер и хвостовик, при этом режущие зубья, по крайней мере, зенкеры, могут быть выполнены двухлезвийными и симметричного профиля (см. патент RU 2418656 C1, В23В 51/08, опубл. 20.05.2011, Бюл. №14).Known combined axial tool for processing holes, containing a drill tap, a vertical drill and a shank, while the cutting teeth, at least the vertical drill, can be made of two-blade and symmetrical profile (see patent RU 2418656 C1, V23B 51/08, publ. 05/20/2011, Bull. No. 14).
Недостатком данного комбинированного осевого лезвийного инструмента является то, что при совместной работе двух ступеней, например, метчика и зенкера, из-за различных скоростей резания на каждой ступени инструмента происходят различные режимы резания, которые приводят неодинаковому износу инструментов на различных ступенях. А также в процессе обработки внутренних поверхностей лезвиями, например зенкером, по длине их режущей кромки возникает переменная скорость резания. Эта скорость резания может изменяться более, чем в два раза по длине режущей кромки из-за различных расстояний от точки резания на лезвии до продольной оси инструмента. При этом возникает неравномерный износ лезвия по длине режущей кромки из-за разрушения задней и передней поверхности инструмента. В зонах повышенных скоростей резания - по длине режущей кромки происходит быстрый ее износ, а в других зонах режущей кромки износ еще не наступает. Все это приводит к неполному использованию режущих кромок ступени и инструмента в целом.The disadvantage of this combined axial blade tool is that when two stages work together, for example, a tap and a countersink, due to different cutting speeds, different cutting modes occur at each stage of the tool, which lead to uneven wear of the tools at different stages. And also in the process of processing internal surfaces with blades, for example, a vertical drill, a variable cutting speed occurs along the length of their cutting edge. This cutting speed can vary more than twice along the length of the cutting edge due to different distances from the cutting point on the blade to the longitudinal axis of the tool. This causes uneven wear of the blade along the length of the cutting edge due to the destruction of the rear and front surfaces of the tool. In areas of increased cutting speeds - along the length of the cutting edge, its rapid wear occurs, and in other areas of the cutting edge wear does not yet occur. All this leads to the incomplete use of the cutting edges of the step and the tool as a whole.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является комбинированный осевой лезвийный инструмент для осуществления нескольких технологических переходов по обработке различных внутренних поверхностей резанием за счет движений вращения и подачи, содержащий последовательно расположенные относительно его продольной оси несколько ступеней с различными лезвийными инструментами, а именно сверло с хвостовиком последовательно соединенное с зенкером. При этом режущие кромки различных ступеней инструмента имеют одинаковые в продольном и радиальном направлении физико-механические свойства (см. патент RU 2423207 C1, В23В 51/08, опубл. 10.07.2011, Бюл. №19).Closest to the claimed technical solution is a combined axial blade tool for making several technological transitions for processing various internal surfaces by cutting due to rotational and feeding movements, comprising several steps sequentially located relative to its longitudinal axis with various blade tools, namely a drill with a shank connected in series with a countersink. In this case, the cutting edges of the various tool steps have the same longitudinal and radial physical and mechanical properties (see patent RU 2423207 C1, V23B 51/08, publ. 10.07.2011, Bull. No. 19).
Недостатком данного инструмента является то, что режущие кромки различных ступеней инструмента имеют одинаковые в продольном и радиальном направлении физико-механические свойства. Это приводит к тому, что при совместной работе двух и более ступеней инструмента, из-за различных диаметров окружности ступеней и скоростей резания, происходит неодинаковый износ режущих кромок на периферии каждой ступени инструмента. При этом в процессе работы каждой ступени из-за того, что режущие кромки располагаются в радиальном направлении, на каждой режущей кромке возникают различные скорости и особенности резания. Это приводит к тому, что каждая режущая кромка ступени инструмента изнашивается не равномерно по своей длине. На участке режущей кромки с максимальной скоростью резания происходит максимальный ее износ, а на участке с минимальной скоростью резания происходит минимальный износ. То есть каждая кромка изнашивается не равномерно. Все это ведет к неравномерному износу инструмента и в радиальном направлении на каждой ступени. В целом, неравномерность износа режущих кромок инструмента в осевом и радиальном направлении приводит к быстрому износу инструмента, снижению стабильности его работы и полного потенциала режущих возможностей, уменьшению точности обработки и качества поверхности изделия, а также снижению стойкости инструмента и его производительности обработки.The disadvantage of this tool is that the cutting edges of the various tool steps have the same physical and mechanical properties in the longitudinal and radial directions. This leads to the fact that during the joint work of two or more stages of the tool, due to the different diameters of the circumference of the steps and cutting speeds, uneven wear of the cutting edges occurs on the periphery of each stage of the tool. Moreover, during the operation of each step, due to the fact that the cutting edges are located in the radial direction, different cutting speeds and cutting features occur on each cutting edge. This leads to the fact that each cutting edge of the tool step does not wear out uniformly along its length. In the area of the cutting edge with the maximum cutting speed, its maximum wear occurs, and in the area with the minimum cutting speed, the minimum wear occurs. That is, each edge does not wear out evenly. All this leads to uneven wear of the tool and in the radial direction at each stage. In general, the uneven wear of the tool cutting axially and radially leads to rapid tool wear, reduced stability of the tool and the full potential of the cutting capabilities, reduced machining accuracy and surface quality of the product, as well as reduced tool life and machining productivity.
Техническими задачами настоящего изобретения являются повышение полного потенциала использования режущих возможностей инструмента, обеспечение его стабильности работы, повышение точности обработки, качества поверхности изделия, стойкости одновременно всех ступеней инструмента, а также увеличение производительности обработки за счет обеспечения равной стойкости режущих кромок инструмента как по номерам ступеней в осевом направлении в зонах на их периферии, так и во всех зонах режущей кромки по ее длине, расположенной в радиальном направлении.The technical objectives of the present invention are to increase the full potential of using the cutting capabilities of the tool, ensure its stability, increase the accuracy of processing, surface quality of the product, the durability of all tool steps at the same time, and also increase the productivity of processing by providing equal resistance to the cutting edges of the tool according to the number of steps in axial direction in the areas on their periphery, and in all areas of the cutting edge along its length, located in the radial direction.
Данные технические задачи решаются за счет того, что в заявленном комбинированном осевом лезвийном инструменте для осуществления нескольких технологических переходов по обработке различных внутренних поверхностей резанием за счет движений вращения и подачи, содержащим последовательно расположенные относительно его продольной оси несколько ступеней с различными лезвийными инструментами, имеющими одинаковые физико-механические свойства, данные физико-механические свойства материала режущей части выполняют постоянно-изменяющимися, как в осевом, так и в радиальном направлениях. А именно, в осевом направлении эти свойства реализуют из условия равенства стойкости периферийных участков режущих кромок по всем ступеням инструмента. При этом в радиальном направлении свойства выполняют из условия равенства стойкости всех участков каждой режущей кромки по ее длине от периферии к центру инструмента, располагающихся на каждой ступени инструмента. Кроме того, физико-механические свойства материала режущей части могут быть выполнены ступенчато-изменяющимися.These technical problems are solved due to the fact that in the inventive combined axial blade tool for making several technological transitions for processing various internal surfaces by cutting due to rotation and feed movements, containing several steps sequentially located relative to its longitudinal axis with different blade tools having the same physical -mechanical properties, given physical and mechanical properties of the material of the cutting part are constantly changing I, both in axial and in radial directions. Namely, in the axial direction, these properties are realized from the condition that the stability of the peripheral sections of the cutting edges is equal for all tool steps. Moreover, in the radial direction, the properties are fulfilled from the condition that the stability of all sections of each cutting edge along its length from the periphery to the center of the tool located on each step of the tool is equal. In addition, the physicomechanical properties of the material of the cutting part can be made stepwise variable.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является то, что в комбинированном осевом лезвийном инструменте, за счет того, что его физико-механические свойства материала режущей части выполнены постоянно-изменяющимися (например, изменяющимися по прямой пропорциональной зависимости - для прямой наклонной режущей кромки) в зависимости от скорости резания по режущей кромке, как в осевом, так и в радиальном направлении, обеспечивается возможность создания инструмента с различными типами инструментов по ступеням и одинакового износа всех различных режущих кромок инструмента. Это обеспечивает равную стойкость всех режущих кромок инструмента, располагающихся в осевом и радиальном направлениях. А также реализацию повышения полного потенциала возможностей инструмента и его технико-экономических показателей. При этом обеспечение постоянно-изменяющихся физико-механических свойств материала режущей части в осевом направлении из условия равенства стойкости периферийных участков режущих кромок по всем ступеням инструмента обеспечивает выравнивание стойкости режущих кромок всех ступеней инструмента. Это дает возможность реализовывать полный потенциал возможностей инструмента по ступеням и повысить его технико-экономические показатели. При этом обеспечивается возможность одновременно обрабатывать сразу несколько поверхностей изделий, инструментами разного диаметра двух и более ступеней, реализуя при этом одинаковую стойкость различных ступеней. А также обеспечение постоянно-изменяющихся физико-механических свойств материала в радиальном направлении - из условия равенства стойкости всех участков каждой режущей кромки по ее длине от периферии к центру инструмента, располагающихся на каждой ступени инструмента, дает возможность выровнять износ каждой режущей кромки по ее длине в условиях переменных скоростей резания.The technical result provided by the given set of features is that in a combined axial blade tool, due to the fact that its physicomechanical properties of the material of the cutting part are made constantly changing (for example, changing in direct proportional relation - for a straight inclined cutting edge) Depending on the cutting speed along the cutting edge, both in the axial and in the radial direction, it is possible to create a tool with various types of tools according to Upenu and uniform wear of different cutting edges of a tool. This provides equal resistance to all cutting edges of the tool located in the axial and radial directions. As well as the implementation of increasing the full potential of the tool and its technical and economic indicators. At the same time, ensuring the constantly changing physicomechanical properties of the material of the cutting part in the axial direction from the condition that the stability of the peripheral sections of the cutting edges is equal for all tool steps ensures alignment of the resistance of the cutting edges of all tool steps. This makes it possible to realize the full potential of the tool's capabilities in stages and increase its technical and economic indicators. At the same time, it is possible to simultaneously process several surfaces of products at once, with tools of different diameters of two or more steps, while realizing the same resistance of different steps. As well as providing constantly changing physicomechanical properties of the material in the radial direction - from the condition that the stability of all sections of each cutting edge along its length from the periphery to the center of the tool located at each step of the tool makes it possible to equalize the wear of each cutting edge along its length in conditions of variable cutting speeds.
Кроме того, выполняя ступенчато-изменяющимися физико-механические свойства материала режущей части можно обеспечивать возможность для аппроксимации свойств инструмента - ступенчато. Это создает условия для создания простыми методами изменяющихся свойств инструмента, при этом использовать телескопический принцип сборки и синтеза такого инструмента из трубчатых заготовок с различными физико-механическими свойствами, например, из порошкового твердого сплава, выполняя процесс его прессования и спекания. При этом центральная часть инструмента формируется из заготовки типа стержень.In addition, by performing stepwise-changing physicomechanical properties of the material of the cutting part, it is possible to provide an opportunity for approximating the properties of the tool - stepwise. This creates the conditions for creating, by simple methods, the changing properties of the tool, while using the telescopic principle of assembly and synthesis of such a tool from tubular workpieces with various physicomechanical properties, for example, from powdered hard alloy, performing the process of pressing and sintering. In this case, the central part of the tool is formed from a workpiece of the rod type.
Все это в целом обеспечивает повышение стабильности работы инструмента и полного потенциала его режущих возможностей, повышение точности обработки, качества поверхности обрабатываемого изделия, стойкости одновременно всех ступеней инструмента, а также увеличивает производительность обработки за счет обеспечения равной стойкости режущих кромок инструмента как по номерам ступеней в осевом направлении в зонах на их периферии, так и во всех зонах режущей кромки, расположенной в радиальном направлении.All this as a whole provides an increase in the stability of the tool and the full potential of its cutting capabilities, an increase in machining accuracy, surface quality of the workpiece, the durability of all tool steps at the same time, and also increases processing productivity by ensuring equal resistance of the tool cutting edges according to the axial numbers direction in the areas on their periphery, and in all areas of the cutting edge located in the radial direction.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг. 1 - общий вид комбинированного осевого лезвийного инструмента;in FIG. 1 is a general view of a combined axial blade tool;
на фиг. 2 - вид А на фиг 1;in FIG. 2 is a view A in FIG. 1;
на фиг. 3 - вид А (увеличено) на фиг. 1 с представлением инструмента только 1-й ступени;in FIG. 3 - view A (enlarged) in FIG. 1 with a representation of the tool only the 1st stage;
на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3;in FIG. 4 is a view B in FIG. 3;
на фиг. 5 - вид А (увеличено) на фиг. 1 с представлением инструмента только 1-й ступени для инструмента со ступенчато-изменяющимися свойствами;in FIG. 5 is a view A (enlarged) of FIG. 1 with the presentation of the tool only the 1st stage for a tool with step-changing properties;
на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 5;in FIG. 6 is a section AA in FIG. 5;
на фиг. 7 - обработка поверхностей детали комбинированным осевым лезвийным инструментом при последовательно-параллельной схеме его работы;in FIG. 7 - surface treatment of parts with a combined axial blade tool with a series-parallel circuit of its operation;
на фиг. 8 - обработка поверхностей детали комбинированным осевым лезвийным инструментом при параллельной схеме его работы.in FIG. 8 - surface treatment of parts with a combined axial blade tool with a parallel scheme of its operation.
На рис. 1, …, рис. 8 показано следующее: 1, 2, …, i, …, n - номера ступеней комбинированного осевого лезвийного инструмента; a 1, а 2, …, a i,…, a n - периферийные точки ступеней инструмента; 1, 2, …, j, …, m - точки, располагающиеся в радиальном направлении на режущей кромке лезвия; R1, R2, …, Rj, …, Rm - значения радиусов от оси вращения до соответствующих 1, 2, …, j, …, m точек на режущей кромке лезвийного инструмента; Co(i)=ƒ(νi) - выражение показывающее зависимость Co(i) режущих свойств i-ой ступени на периферии ступени в точке m в осевом направлении, которые находятся в функциональной зависимости от скорости резания νi в данной точке a i; CR(Rj)=ƒ(νj) - выражение показывающее зависимость CR(R) режущих свойств в j-ой точке режущей кромки в радиальном направлении, которые находятся в функциональной зависимости от скорости резания νj в данной точке j; В1 - главное движение резания, вращение инструмента; П2 - движение подачи инструмента; В3 - планетарное движение инструмента.In fig. 1, ..., fig. 8 shows the following: 1, 2, ..., i, ..., n are the step numbers of the combined axial blade tool; a 1 , a 2 , ..., a i , ..., a n are the peripheral points of the tool steps; 1, 2, ..., j, ..., m - points located in the radial direction on the cutting edge of the blade; R 1 , R 2 , ..., R j , ..., R m are the values of the radii from the axis of rotation to the corresponding 1, 2, ..., j, ..., m points on the cutting edge of the blade tool; C o (i) = ƒ (ν i ) is an expression showing the dependence C o (i) of the cutting properties of the i-th step on the periphery of the step at a point m in the axial direction, which are functionally dependent on the cutting speed ν i at a given point a i ; C R (R j ) = ƒ (ν j ) - an expression showing the dependence C R (R) of the cutting properties at the jth point of the cutting edge in the radial direction, which are functionally dependent on the cutting speed ν j at a given point j; In 1 - the main movement of cutting, rotation of the tool; P 2 - the movement of the feed tool; In 3 - the planetary movement of the instrument.
Комбинированный осевой лезвийный инструмент (фиг. 1) для осуществления нескольких технологических переходов по обработке различных внутренних поверхностей резанием за счет движений вращения и подачи, состоит из последовательно расположенных относительно его продольной оси несколько ступеней 1, 2, …, i, …, n (фиг. 1) с различными лезвийными инструментами. Например, эти ступени могут быть выполнены со следующими лезвийными инструментами: 1 - спиральное сверло для сверления отверстия; 2 - спиральное сверло для рассверливания отверстия; 3 - развертка для предварительного развертывания отверстия; 4 - развертка для окончательного развертывания отверстия; 5 - зенкер для зенкерования фаски или конической поверхности. При этом данный инструмент имеет хвостовик 6 для закрепления его в шпинделе станка. Вследствие того, что лезвийные инструменты различных ступеней 1, 2, …, i, …, n комбинированного осевого лезвийного инструмента имеют различные диаметры окружностей (фиг. 2), на периферийных участках ступеней в точках a 1, а 2, …, a i , …, a n возникают различные скорости резания ν1, ν2, …, νi, … νn, которые могут изменяться до 2-х раз по различным ступеням. При этом из-за различных скоростей резания по ступеням возникает переменный износ режущих кромок на их периферийных участках лезвий.The combined axial blade tool (Fig. 1) for performing several technological transitions for processing various internal surfaces by cutting due to rotation and feed movements, consists of
Для обеспечения равенства стойкости периферийных участков a 1, а 2, …, a i, …, a n режущих кромок по всем ступеням инструмента в условиях различных скоростей резания ν1, ν2, …, νi, …, νn, физико-механические свойства материала режущей части в осевом направлении выполнены с постоянно-изменяющимися параметрами Co(i)=ƒ(νi).To ensure equal resistance peripheral portions of a 1, a 2, ..., a i, ..., a n of the cutting edges of the tool in all stages under different cutting speeds ν 1, ν 2, ..., ν i, ..., ν n, physico the mechanical properties of the material of the cutting part in the axial direction are made with constantly changing parameters C o (i) = ƒ (ν i ).
Можно отметить, что на режущих кромках 7, в точках 1, 2, …, j, …, m в радиальном направлении (фиг. 2 и фиг. 3), также возникают переменные скорости резания ν1, ν2, …, νj, …, νm. Для обеспечения равенства стойкости всех участков 1, 2, …, j, …, m режущей кромки в условиях различных скоростей резания ν1, ν2, … νj, … νm из-за различных радиусов R1, R2, … Rj, …, Rm, физико-механические свойства материала инструмента в радиальном направлении выполняют из условия равенства стойкости всех участков каждой режущей кромки по ее длине от периферии к центру инструмента CR(Rj)=ƒ(νj) (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), располагающихся на каждой ступени инструмента.It can be noted that on the
Для обеспечения изменяющихся физико-механических свойств материала режущей части в радиальном направлении, их свойства выполняют ступенчато-изменяющимися (фиг. 5, фиг. 6). Причем ступенчато-изменяющиеся свойства материала режущей части инструмента 1 выполняют посредством телескопической сборки трубчатых элементов 8, 9, 10, 11 с радиусами R2, …, Rj, …,Rm, выполненных из различных материалов, например, посредством порошкового твердого сплава с различным содержанием компонент порошкового материала. В центральной части располагается прутковый элемент 12 из твердого сплава радиусом R1. Это обеспечивает реализацию изменяющихся свойств участков режущей кромки 7, изменяющихся в соответствии с выражением CR(Rj)=ƒ(νj) в точках 1, 2, …, j, …, m.To ensure the changing physico-mechanical properties of the material of the cutting part in the radial direction, their properties are stepwise variable (Fig. 5, Fig. 6). Moreover, the step-changing properties of the material of the cutting part of the
На фиг. 7 представлен комбинированный осевой лезвийный инструмент, имеющий три ступени, а именно: 13 - сверло, 14 - зенковка, 15 - зенкер. На каждой ступени показаны периферийные точки на режущих кромках соответствующего вида инструмента a 1, а 2, a 3. Представленный инструмент имеет хвостовик 6, с помощью которого он монтируется в шпинделе станка. Данному инструменту сообщается вращательное движение В1 и движение подачи П2, посредством которых выполняется обработка поверхностей 16, 17 и 18 изделия 19. В этом случае обработка поверхностей изделия 19 ведется по последовательно-параллельной схеме.In FIG. 7 shows a combined axial blade tool having three stages, namely: 13 - drill, 14 - countersink, 15 - countersink. At each stage, the peripheral points on the cutting edges of the corresponding type of tool a 1 , a 2 , a 3 are shown. The presented tool has a
На фиг. 8 представлен комбинированный осевой лезвийный инструмент, также имеющий три ступени, а именно: 20 - передний зенкер, 21 - средний зенкер, 22 - задний зенкер. Здесь на каждой ступени показаны периферийные точки на режущих кромках соответствующего вида инструмента a 1, а 2, a 3. Представленный инструмент имеет хвостовик 6, с помощью которого он монтируется в шпинделе станка. Данному инструменту сообщается вращательное движение В1 и планетарное вращение В3. Посредством этих движений выполняется обработка поверхностей 23, 24 и 25 изделия 26. В этом случае обработка поверхностей изделия ведется по параллельной схеме.In FIG. 8 shows a combined axial blade tool, also having three steps, namely: 20 - the front drill, 21 - the middle drill, 22 - the rear drill. Here, at each stage, peripheral points on the cutting edges of the corresponding type of tool a 1 , a 2 , a 3 are shown. The presented tool has a
Работает комбинированный осевой лезвийный инструмент (фиг. 1) следующим образом. Главное движение резания и движение подачи от шпинделя станка через хвостовик 6 передается ступеням инструмента 1, 2, 3, 4, 5, которые на фиг. 1 обозначены номерами 1, 2, …, i, …, n. При этом физико-механические свойства материала режущей части выполнены постоянно-изменяющимися, как в осевом Co(i)=ƒ(νi) (фиг. 1), так и в радиальном направлении CR(Rj)=ƒ(νj) (фиг. 2, фиг. 3), а именно, в осевом направлении - из условия равенства стойкости периферийных участков режущих кромок по всем ступеням инструмента, а в радиальном направлении - из условия равенства стойкости всех участков каждой режущей кромки по ее длине от периферии к центру инструмента, располагающихся на каждой ступени инструмента. Это обеспечивает одинаковый износ периферийных участков режущих кромок в зонах точек a 1, а 2, …, a i, …, a n (фиг. 1) по всем ступеням инструмента, например, износ по задним поверхностям:The combined axial blade tool (Fig. 1) operates as follows. The main cutting movement and the feed movement from the machine spindle through the
где hoi - величина износа периферийной кромки по задней поверхности i-й ступени инструмента.where h oi is the amount of wear of the peripheral edge along the rear surface of the i-th stage of the tool.
А также обеспечивает одинаковый износ всех участков 1, 2, …, j, …, m (фиг. 3, фиг. 4) по длине режущей кромки 7 от периферии к центру, например износ по задней поверхности сверла 1 или инструмента другой ступени:And also provides the same wear on all
где hRj - величина износа j-го участка режущей кромки.where h Rj is the amount of wear of the j-th section of the cutting edge.
Для аппроксимации изменяющихся свойств инструмента, физико-механические свойства материала режущей части могут быть выполнены ступенчато-изменяющимися (рис. 5, рис. 6) в осевом и в радиальном направлениях. Причем ступенчато-изменяющиеся свойства материала режущей части инструмента 1 выполняют посредством телескопической сборки трубчатых элементов 8, 9, 10, 11 с радиусами R2, …, Rj, …, Rm,, выполненных из различных материалов, например, посредством порошкового твердого сплава с различным содержанием компонент порошкового материала. В центральной части располагается прутковый элемент 12 из твердого сплава радиусом R1. Это обеспечивает реализацию изменяющихся свойств участков режущей кромки 7 в соответствии с выражением CR(Rj)=ƒ(νj) в точках 1, 2, …, j, …, m. А также обеспечивает возможность сборки инструмента с изменяющимися свойствами - и в осевом направлении Co(i)=ƒ(νi) из условия варьирования свойств материала твердого сплава, выполненного из трубчатых элементов. В этом случае, синтез и телескопическая сборка заготовки для комбинированного осевого лезвийного инструмента выполняется из условий (1) и (2).To approximate the changing properties of the tool, the physico-mechanical properties of the material of the cutting part can be made stepwise changing (Fig. 5, Fig. 6) in the axial and radial directions. Moreover, the step-changing properties of the material of the cutting part of the
При обработке поверхностей 16, 17 и 18 изделия 19 (фиг. 7), например, комбинированным инструментом с тремя ступенями 13, 14 и 15, процесс резания выполняется по последовательно-параллельной схеме. При этом инструменту сообщается вращательное движение В1 и движение подачи П2 посредством хвостовика 6. В этом случае, вследствие того, что диаметры ступеней инструмента имеют различные диаметры, на режущих кромках инструмента возникают различные скорости резания, причем эти особенности возникают как по кромкам в осевом направлении - по ступеням, так и в радиальном направлении - по длине режущей кромке. Здесь, обработка является последовательно-параллельной, которая вызывает неравномерные износы режущих кромок. Выполнение инструмента с изменяющимися физико-механическими свойствами в соответствии с особенностями, представленными на фиг. 3, …, фиг. 6, обеспечивает возможность одинакового износа всех режущих кромок в осевом и в радиальном направлении.When processing the
При обработке поверхностей 23, 24 и 25 изделия 26 (фиг. 8), например, комбинированным инструментом с тремя ступенями 20, 21 и 22, процесс резания выполняется по параллельной схеме. При этом инструменту сообщается вращательное движение B1 посредством хвостовика 6 и его планетарное вращение B3. В этом случае, вследствие того, что диаметры ступеней инструмента имеют различные диаметры, на режущих кромках инструмента возникают различные скорости резания, причем эти особенности возникают как по кромкам в осевом направлении - по ступеням, так и в радиальном направлении - по длине режущей кромке. Здесь, схема обработки является параллельной, которая вызывает неравномерные износы режущих кромок. Выполнение инструмента с изменяющимися физико-механическими свойствами в соответствии с особенностями, представленными на фиг. 3, …, фиг. 6, обеспечивает одинаковый износ всех режущих кромок в осевом и в радиальном направлении.When processing the
Таким образом, применение данного инструмента обеспечивает одинаковую стойкость всех режущих кромок по ступеням инструмента и одинаковую стойкость участков по длине каждой режущей кромки в условиях действия различных режимов, условий и скоростей резания. Это дает возможность для данного инструмента выполнять следующее:Thus, the use of this tool provides the same resistance of all cutting edges along the tool steps and the same resistance of the sections along the length of each cutting edge under the conditions of various modes, conditions and cutting speeds. This makes it possible for this tool to do the following:
- повышается стойкость ступеней и режущих кромок комбинированного осевого лезвийного инструмента, которые работают в различных условиях резания;- increases the resistance of the steps and cutting edges of the combined axial blade tool, which operate in various cutting conditions;
- обеспечивается повышение полного потенциала работоспособности инструмента за счет одинакового износа режущих кромок инструмента как по ступеням в осевом направлении, так и по длине режущей кромки, расположенной от периферии к центру, причем выполняемым при различных скоростях резания по ступеням и по длине режущей кромки;- provides an increase in the full potential of the tool due to the same wear of the tool cutting edges both along the steps in the axial direction and along the length of the cutting edge located from the periphery to the center, and performed at different cutting speeds along the steps and along the length of the cutting edge;
- повышается точность единовременной обработки сразу нескольких поверхностей детали, имеющих различные геометрические параметры и скорости резания на различных ступенях за счет одинакового износа всех режущих кромок и обеспечения стабильности резания;- improves the accuracy of simultaneous processing of several surfaces of a part at once, having different geometric parameters and cutting speeds at different steps due to the equal wear of all cutting edges and ensuring stability of cutting;
- обеспечивается повышение параметров качества обработки поверхностей детали за счет одинакового износа всех режущих кромок и стабильности обработки поверхностей детали с различными геометрическими параметрами;- provides an increase in the quality parameters of surface treatment of the part due to the equal wear of all cutting edges and the stability of the surface treatment of the part with different geometric parameters;
- повышается производительность обработки единовременно сразу нескольких поверхностей с различными геометрическими параметрами резания.- increases the productivity of processing simultaneously several surfaces with different geometric cutting parameters.
Примеры реализации конкретных вариантов комбинированного осевого лезвийного инструмента.Examples of the implementation of specific options for a combined axial blade tool.
1. Физико-механические свойства материала режущей части выполнены с постоянно-изменяющимися параметрами (фиг. 4).1. Physico-mechanical properties of the material of the cutting part are made with constantly changing parameters (Fig. 4).
В этом случае, физико-механические свойства материала режущей части выполняют с постоянно-изменяющимися параметрами, как в осевом, так и в радиальном направлении, а именно, в осевом направлении - из условия равенства стойкости периферийных участков режущих кромок по всем ступеням инструмента, а в радиальном направлении - из условия равенства стойкости всех участков каждой режущей кромки по ее длине от периферии к центру инструмента, располагающихся на каждой ступени инструмента (фиг. 4).In this case, the physicomechanical properties of the material of the cutting part are performed with constantly changing parameters, both in the axial and in the radial direction, namely, in the axial direction - from the condition that the stability of the peripheral sections of the cutting edges is equal for all steps of the tool, and in radial direction - from the condition of equal resistance of all sections of each cutting edge along its length from the periphery to the center of the tool, located on each step of the tool (Fig. 4).
Выполнение свойств материала режущей части обусловлено тем, что скорость резания на режущих кромках по инструменту определяется по прямой пропорциональной зависимости от величины радиуса окружности от продольной оси инструмента до точки на режущей кромке инструмента:The fulfillment of the properties of the material of the cutting part is due to the fact that the cutting speed on the cutting edges of the tool is determined by a direct proportional dependence on the radius of the circle from the longitudinal axis of the tool to a point on the cutting edge of the tool:
где Vp - скорость резания в точке на режущей кромке инструмента в зависимости от радиуса Ri;where V p is the cutting speed at a point on the cutting edge of the tool depending on the radius R i ;
n - частота вращения инструмента.n is the tool speed.
При изготовлении инструмента (заготовки инструмента), изменяющиеся физико-механические свойства инструмента выполняется на 3-D принтере с использованием порошкового материала (твердого сплава), например, на базе функционально-ориентированной технологии (см. Михайлов А.Н. Основы синтеза функционально-ориентированных технологий. - Донецк: ДонНТУ, 2009. - 346 с.), по следующей схеме:In the manufacture of a tool (tool blank), the changing physicomechanical properties of the tool are performed on a 3-D printer using powder material (hard alloy), for example, on the basis of function-oriented technology (see Mikhailov AN Fundamentals of the synthesis of function-oriented technologies. - Donetsk: DonNTU, 2009. - 346 p.), according to the following scheme:
где V4 - схема технологического воздействия для формирования объемного функционального элемента инструмента;where V 4 is a process flow diagram for forming a volumetric functional element of a tool;
(ms t ν, es, t, ν, is, t, ν) - кортеж параметров технологических воздействий материального, энергетического и информационного характеров в зависимости от параметров направлений s, t, ν;(m st ν , e s, t, ν , i s, t, ν ) - a tuple of parameters of technological influences of material, energy and informational nature depending on the direction parameters s, t, ν;
- элементарный объем в s-м, t-м и ν-м направлении или окрестность объемной точки; - elementary volume in the s-th, t-th and ν-th direction or the vicinity of the volume point;
r - количество элементарных точек в ν-м направлении.r is the number of elementary points in the νth direction.
Здесь, порошковый материал предварительно формируется, далее, выполняется его прессование и спекание в соответствии с режимами изготовления твердого сплава. Затем, из полученной заготовки формируется с помощью операций резания инструмент, и далее, выполняется заточка его режущих кромок. При этом, в процессе изготовления инструмента, выполняют соответствующие операции термической обработки и приварки трением хвостовика инструмента.Here, the powder material is preformed, then it is pressed and sintered in accordance with the modes of manufacturing a hard alloy. Then, a tool is formed from the obtained workpiece by means of cutting operations, and then sharpening of its cutting edges is performed. At the same time, during the manufacturing process of the tool, the corresponding operations of heat treatment and friction welding of the tool shank are performed.
Для обеспечения изменяющихся свойств инструмента, химический состав элементов материала твердого сплава варьируется следующим образом:To ensure the changing properties of the tool, the chemical composition of the elements of the material of the hard alloy varies as follows:
- центральная часть инструмента: WC = 81%, TiC = 4%, ТаС = 3%, Со = 12%;- the central part of the instrument: WC = 81%, TiC = 4%, TaC = 3%, Co = 12%;
- периферийная часть инструмента: WC = 71%, TiC = 8%, ТаС = 12%, Со = 9%.- the peripheral part of the instrument: WC = 71%, TiC = 8%, TaC = 12%, Co = 9%.
При этом параметры химического состава материалы центральной части инструмента изменяются по прямой пропорциональной зависимости от периферии к центру. Соответственно, чем больше наружный диаметр инструмента, тем больше радиус окружности Ri, который влияет на состав материала твердого сплава и режимы резания.In this case, the parameters of the chemical composition of the materials of the central part of the instrument vary in direct proportion to the periphery of the center. Accordingly, the larger the outer diameter of the tool, the greater the radius of the circle R i , which affects the composition of the material of the hard alloy and the cutting conditions.
2. Физико-механические свойства материала режущей части выполнены со ступенчато-изменяющимися параметрами (фиг. 6).2. Physico-mechanical properties of the material of the cutting part are made with step-changing parameters (Fig. 6).
В этом случае, режущая часть инструмента формируется со ступенчато-изменяющимися свойствами материала режущей части инструмента 1 посредством телескопической сборки трубчатых элементов 8, 9, 10, 11 с радиусами R2, …, Rj, …, Rm,, выполненных из различных материалов, например, посредством порошкового твердого сплава с различным содержанием компонент порошкового материала. В центральной части располагается прутковый элемент 12 из твердого сплава радиусом R1. Это обеспечивает реализацию изменяющихся свойств участков режущей кромки 7.In this case, the cutting part of the tool is formed with stepwise changing material properties of the cutting part of the
Для обеспечения ступенчато-изменяющихся свойств инструмента, химический состав элементов материала твердого сплава варьируется следующим образом:To ensure the step-changing properties of the tool, the chemical composition of the elements of the material of the hard alloy varies as follows:
- центральная часть 12 инструмента (пруток): WC = 81%, TiC = 4%, ТаС = 3%, Со = 12%;- the
- периферийная часть 8 инструмента (трубчатая часть): WC = 71%, TiC = 8%, ТаС = 12%, Со = 9%.- the
При этом параметры химического состава материалы центральной части инструмента 9, 10 и 11 изменяются по прямой пропорциональной зависимости от периферии к центру. Соответственно, чем больше наружный диаметр инструмента, тем больше радиус окружности Ri, который влияет на состав материала твердого сплава и режимы резания.At the same time, the parameters of the chemical composition of the materials of the central part of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103119A RU2712330C2 (en) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Combined axial blade tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103119A RU2712330C2 (en) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Combined axial blade tool |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018103119A RU2018103119A (en) | 2019-07-29 |
RU2018103119A3 RU2018103119A3 (en) | 2019-08-01 |
RU2712330C2 true RU2712330C2 (en) | 2020-01-28 |
Family
ID=67586447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103119A RU2712330C2 (en) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Combined axial blade tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2712330C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3516724A1 (en) * | 1985-05-09 | 1985-10-10 | Wengenmayer, Erich, 8883 Gundelfingen | BTC drill |
US4651374A (en) * | 1986-03-17 | 1987-03-24 | Turchan Manuel C | Combined hole making and threading tool |
RU2364478C1 (en) * | 2008-05-04 | 2009-08-20 | Юрий Михайлович Ермаков | Multifunction axial tool |
RU2423207C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-07-10 | Константин Эдуардович Гукасян | Combined tool for hole processing |
RU151511U1 (en) * | 2014-10-29 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | COMBINED AXIAL TOOLS FOR HOLE PROCESSING |
RU2634335C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-10-25 | Нина Алексеевна Корюкина | Combined cutting tool |
-
2018
- 2018-01-26 RU RU2018103119A patent/RU2712330C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3516724A1 (en) * | 1985-05-09 | 1985-10-10 | Wengenmayer, Erich, 8883 Gundelfingen | BTC drill |
US4651374A (en) * | 1986-03-17 | 1987-03-24 | Turchan Manuel C | Combined hole making and threading tool |
RU2364478C1 (en) * | 2008-05-04 | 2009-08-20 | Юрий Михайлович Ермаков | Multifunction axial tool |
RU2423207C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-07-10 | Константин Эдуардович Гукасян | Combined tool for hole processing |
RU151511U1 (en) * | 2014-10-29 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | COMBINED AXIAL TOOLS FOR HOLE PROCESSING |
RU2634335C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-10-25 | Нина Алексеевна Корюкина | Combined cutting tool |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018103119A (en) | 2019-07-29 |
RU2018103119A3 (en) | 2019-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5908818B2 (en) | Method and apparatus for semi-complete skiving with a corresponding skiving tool for performing the semi-complete skiving method | |
EP2121243B1 (en) | Milling cutter manufacturing method | |
CN101222994B (en) | Composite cutting inserts and methods of making the same | |
CN101896306B (en) | Screw tap and method for the production of a screw tap | |
Biermann et al. | Experimental investigations on single-lip deep hole drilling of superalloy Inconel 718 with small diameters | |
JP4996694B2 (en) | Thread milling | |
CN102725089B (en) | The continuation method of manufacture face gear | |
CN103328145A (en) | Method for machining a workpiece and machine tool designed therefor | |
JP5858919B2 (en) | Method for producing bevel gears with internal cycloid teeth by a continuous forming method using corresponding tools | |
WO2013160692A1 (en) | Rotary cutting tool | |
CN108367398A (en) | The addition of gear manufactures | |
CN105689807B (en) | Strength shaving action method with multiple cutting strategies | |
Przestacki et al. | The analysis of surface topography during turning of Waspaloy with the application of response surface method | |
JP2006524139A (en) | Method, tool and apparatus for thread formation | |
US20180250755A1 (en) | Twist drill with unequal flute spacing and unequal relief angles | |
RU2712330C2 (en) | Combined axial blade tool | |
WO2017163444A1 (en) | Cutter for skiving and gear manufacturing method using same | |
CN103817491B (en) | A kind of plunge grinding processing method of large modulus straight trough end face spline | |
CN1758980A (en) | Method, bar blade, and use thereof for milling spiral bevel gears and hypoid gears | |
US20190366455A1 (en) | Method for machining of ball tracks of inner races of constant velocity joints | |
US6536999B1 (en) | Gear cutter blade | |
US6332271B1 (en) | Method for making rotors | |
US20220080518A1 (en) | Internal helical broaching tool | |
CN108748735B (en) | Self-cooling cutter wheel for stone machining and manufacturing method thereof | |
CN207288978U (en) | Lineback calendering drill bit |