RU2781710C1 - Method for restoring the dimensions of the working part of a worn broach - Google Patents
Method for restoring the dimensions of the working part of a worn broach Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781710C1 RU2781710C1 RU2022117644A RU2022117644A RU2781710C1 RU 2781710 C1 RU2781710 C1 RU 2781710C1 RU 2022117644 A RU2022117644 A RU 2022117644A RU 2022117644 A RU2022117644 A RU 2022117644A RU 2781710 C1 RU2781710 C1 RU 2781710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- broach
- carried out
- teeth
- dimensions
- working part
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000035876 healing Effects 0.000 claims abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 102220375185 PSMD13 C21D Human genes 0.000 description 1
- 208000004188 Tooth Wear Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для восстановления размеров точного режущего инструмента, например плоских протяжек при одновременном их упрочнении.The invention relates to mechanical engineering and can be used to restore the dimensions of an accurate cutting tool, such as flat broaches while strengthening them.
Известен способ восстановления протяжки путем переточки его до инструмента, меньшего стандартного размера (US Pat. № 4337562. Method of restoring an indexable cutting insert for reuse. 1982).There is a known method of restoring a broach by regrinding it to a tool smaller than the standard size (US Pat. No. 4337562. Method of restoring an indexable cutting insert for reuse. 1982).
Известен также способ восстановления протяжки, предусматривающий нагрев износившегося инструмента и его выдержку при 550°C с последующим охлаждением, что дает однократное восстановление диаметра до 70% от износа (А.С. СССР № 633914, МПК С21D 9/22, 1978).There is also a known method of recovering a broach, which involves heating a worn tool and holding it at 550°C, followed by cooling, which gives a single restoration of the diameter up to 70% of wear (AS USSR No. 633914, IPC C21D 9/22, 1978).
Недостатком известных способов является неполное восстановление первоначальных размеров протяжки. Кроме того, в способе (А.С. СССР № 633914) при нагреве инструмента до 550°С происходит рекристаллизация структуры (температура начала рекристаллизации для стали около 450°С) с резким снижением прочностных характеристик поверхности.The disadvantage of the known methods is the incomplete restoration of the original dimensions of the broach. In addition, in the method (A.S. USSR No. 633914), when the tool is heated to 550°C, the structure recrystallizes (the temperature of the onset of recrystallization for steel is about 450°C) with a sharp decrease in the strength characteristics of the surface.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ восстановления размеров рабочей части изношенной протяжки, включающий пластическую деформацию протяжки в области стружечных канавок, обеспечивающую увеличение высоты зубьев протяжки с компенсацией их изношенных размеров и последующую размерную обработку каждого сформировавшегося зуба, обеспечивающую восстановление его размеров и геометрии (А.С. СССР № 95369. МПК B23P 6/00. Способ восстановления изношенных цилиндрических протяжек. .Опубл 1952 г.).The closest technical solution, chosen as a prototype, is a method of restoring the dimensions of the working part of a worn broach, including plastic deformation of the broach in the area of the chip grooves, providing an increase in the height of the teeth of the broach with compensation for their worn dimensions and subsequent dimensional processing of each formed tooth, ensuring the restoration of its dimensions and geometry (AS USSR No. 95369. IPC
Недостатком прототипа является снижение надежности и долговечности инструмента в результате деградации материала инструмента при многократном его деформировании, осуществляемого с целью перераспределения объемов материала инструмента для компенсации размеров изношенных участков его рабочей поверхности. Кроме того, в результате пластической деформации в материале инструмента возникают дефекты, в том числе и в виде микротрещин. The disadvantage of the prototype is a decrease in the reliability and durability of the tool as a result of the degradation of the tool material during its repeated deformation, carried out in order to redistribute the volume of the tool material to compensate for the size of worn areas of its working surface. In addition, as a result of plastic deformation, defects appear in the tool material, including microcracks.
Задачей изобретения является полное многократное восстановление размеров точного режущего инструмента при восстановлении прочностных характеристиках его материала.The objective of the invention is the complete multiple restoration of the dimensions of an accurate cutting tool while restoring the strength characteristics of its material.
Техническим результатом предлагаемого способа является восстановление размерных и геометрических характеристик рабочей части изношенного режущего инструмента при одновременном повышении его износостойкости. The technical result of the proposed method is to restore the dimensional and geometric characteristics of the working part of the worn cutting tool while increasing its wear resistance.
Технический результат достигается за счет того, что в способе восстановления размеров рабочей части изношенной протяжки, включающем пластическую деформацию протяжки, обеспечивающую увеличение высоты зубьев протяжки с компенсацией изношенных размеров, последующую размерную обработку зубьев, обеспечивающую восстановление их размеров и геометрии, в отличие от прототипа, пластическую деформацию проводят у основания зубьев, а после упомянутой пластической деформации протяжку подвергают магнитно-импульсной обработке, обеспечивающей залечивание микротрещин, образованных в результате деформации материала протяжки и его упрочнение. The technical result is achieved due to the fact that in the method of restoring the dimensions of the working part of a worn broach, including plastic deformation of the broach, which provides an increase in the height of the teeth of the broach with compensation for worn dimensions, subsequent dimensional processing of the teeth, which ensures the restoration of their dimensions and geometry, in contrast to the prototype, plastic the deformation is carried out at the base of the teeth, and after the mentioned plastic deformation, the broach is subjected to magnetic-pulse processing, which ensures the healing of microcracks formed as a result of deformation of the material of the broach and its hardening.
Кроме того возможны следующие дополнительные приемы осуществления способа: проводят магнитно-импульсную обработку, обеспечивающую возникновение в материале протяжки вихревых токов величиной от 80 кА до 180 кА; последующую размерную обработку упомянутых зубьев после деформации осуществляют шлифованием; последующую размерную обработку упомянутых зубьев после деформации осуществляют электрохимическим методом; что после размерной обработки рабочей части инструмента осуществляют его упрочняющую обработку методом ионной имплантации азотом. In addition, the following additional techniques for implementing the method are possible: magnetic-pulse processing is carried out, which ensures the occurrence of eddy currents in the broach material ranging from 80 kA to 180 kA; subsequent dimensional processing of said teeth after deformation is carried out by grinding; subsequent dimensional processing of said teeth after deformation is carried out by the electrochemical method; that after dimensional processing of the working part of the tool, it is hardened by the method of ion implantation with nitrogen.
На фигуре 1 (фиг.1) представлена схема изменения размеров протяжки пластической деформацией ее материала (фиг.1a - вид сбоку, фиг.1 b - поперечное сечение протяжки). На фигуре 2 (фиг.2) представлен процесс восстановления изношенных размеров протяжки пластической деформацией роликами. Фигуры (фиг.1 и фиг.2) содержат: 1 - протяжка, 2 - зубья, 3 - зона пластической деформации, 4 - контуры протяжки до деформации , 5 - контуры протяжки после деформации, 6 - ролик. (h - высота протяжки в области зуба до деформации протяжки, Δh - увеличение высоты протяжки в области зуба после деформации протяжки. А-А - поперечное сечение протяжки. Круглыми стрелками показано направление вращения роликов).The figure 1 (figure 1) shows a diagram of changing the size of the broach plastic deformation of its material (Fig.1a - side view, Fig.1b - cross-section of the broach). The figure 2 (figure 2) shows the process of restoring the worn dimensions of the broach by plastic deformation of the rollers. Figures (figure 1 and figure 2) contain: 1 - broach, 2 - teeth, 3 - plastic deformation zone, 4 - broach contours before deformation, 5 - broach contours after deformation, 6 - roller. (h - broach height in the tooth area before broach deformation, Δh - increase in broach height in the tooth area after broach deformation. A-A - broach cross section. Round arrows show the direction of rotation of the rollers).
Способ осуществляется следующим образом. Изношенная по размеру зубьев протяжка 1 (фиг. 1) размещается и закрепляется в оснастке. Одним из известных способов, например при помощи двух роликов 6 (фиг.2) производят деформацию протяжки 1 ниже оснований зубьев 2 , формируя утонение в зоне пластической деформации 3. Объем материала протяжки 1 , перераспределяется и, как следствие увеличивает высоту протяжки 1 на величину Δh, обеспечивающую компенсацию изношенной части зубьев 2 протяжки 1. После увеличения высоты зубьев 2 протяжки 1 производят их размерную обработку, обеспечивающую восстановление исходных, до износа протяжки 1 размерных и геометрических параметров зубьев 2. Пластическую деформацию материала протяжки 1 можно осуществлять различными способами, обеспечивающими увеличение высоты расположения зубьев 2 протяжки 1 на величину Δh. Например, как это показано на фиг.2, при помощи двухсторонней вальцовки роликами 6 (фиг.2). При этом контуры протяжки до деформации 4 изменяются, преобразуясь в контуры протяжки после деформации 5 (фиг.1 и фиг.2). Деформацию материала протяжки 1 роликами можно проводить в различных режимах, либо последовательно осуществляя деформацию в одной зоне протяжки 1, либо смещая зону пластической деформации 3 ниже или выше по высоте протяжки 1. Также можно использовать различный рельеф рабочей части роликов 6.The method is carried out as follows. The
Однако, в процессе деформации материала протяжки 1 в зоне пластической деформации 3 возникают дефекты, в том числе и в виде микротрещин, что отрицательно сказывается на работоспособности протяжки 1. Для ликвидации возникших дефектов производят магнитно-импульсную обработку (МИО) зоны пластической деформации 3 протяжки 1. Для повышения эксплуатационных свойств материала протяжки 1 можно также провести магнитно-импульсную упрочняющую обработку всей протяжки. However, in the process of deformation of the material of the
Известно, что магнитно-импульсная обработка режущих инструментов приводит к их упрочнению (что широко известно из ряда источников, например (Магнитно-импульсная упрочняющая обработка изделий из конструкционных и инструментальных сталей. Литье и металлургия. №3 (66), 2012 г). Поэтому, подбирая режимы МИО дефектов материала в зоне пластической деформации 3, можно одновременно производить и упрочнение протяжки. It is known that magnetic-pulse processing of cutting tools leads to their hardening (which is widely known from a number of sources, for example (Magnetic-pulse hardening processing of products from structural and tool steels. Casting and metallurgy. No. 3 (66), 2012). Therefore By selecting the modes of MPT of material defects in the
Восстановление размеров и геометрии рабочей части инструмента после перераспределения его материала и компенсации изношенной части может производится либо методом шлифования или методом размерной электрохимической обработки. После восстановления размеров и геометрии рабочей части инструмента может быть осуществлено дополнительное его упрочнение с использованием метода ионной имплантации, например ионами азота.Restoration of the dimensions and geometry of the working part of the tool after the redistribution of its material and compensation of the worn part can be performed either by grinding or by the method of dimensional electrochemical processing. After restoring the dimensions and geometry of the working part of the tool, its additional hardening can be carried out using the ion implantation method, for example, with nitrogen ions.
Пример .Example.
Восстановлению подвергались плоские односторонние протяжки из сталей ХВГ, Р9. Средний износ зубьев составлял 0,14 мм (в диапазоне от 0,12 до 0,16 мм), при высоте зуба 5,5 мм.Restoration was carried out on flat one-sided broaches made of KhVG and R9 steels. Average tooth wear was 0.14 mm (range 0.12 to 0.16 mm), with a tooth height of 5.5 mm.
Восстановление способом-прототипом (невозможно).Restoration by prototype method (impossible).
Восстановление предлагаемым способом. Одновременная двухсторонняя деформация роликами у основания зубьев. Увеличение высоты размещения зуба Δh. МИО в зоне пластической деформации протяжки при энергии импульса 2 кДж при количестве импульсов, равным 8. После осуществления пластической деформации протяжки у основания зубьев, средняя величина высоты размещения зуба Δh составила: для протяжки из стали ХВГ от 0,19 до 0, 23, для протяжки из стали Р9 - от 0,20 до 0, 23. Recovery by the proposed method. Simultaneous double-sided deformation by rollers at the base of the teeth. Increasing the height of the tooth placement Δh. MPT in the zone of plastic deformation of the broach at a pulse energy of 2 kJ with a number of pulses equal to 8. After the plastic deformation of the broach at the base of the teeth, the average value of the tooth placement height Δh was: for broach from KhVG steel from 0.19 to 0.23, for broaches made of P9 steel - from 0.20 to 0.23.
Восстановление размерных и геометрических параметров рабочей части инструмента методом шлифования.Restoration of dimensional and geometric parameters of the working part of the tool by grinding.
Стойкость обработанного инструмента после МИО, сравнивалась с новым инструментом (без обработки). Стойкость после МИО увеличилась, в среднем: для протяжки из стали ХВГ в 1,3 раза, для протяжки из стали Р9 - в 1,2 раза. The tool life of the processed tool after MPT was compared with the new tool (without processing). The durability after MPT increased, on average: for broaching from KhVG steel by 1.3 times, for broaching from R9 steel - by 1.2 times.
Таким образом, предложенный способ восстановления размеров рабочей части изношенной протяжки позволяет достичь поставленного в изобретении технического результата - восстановить размерные и геометрические характеристики рабочей части изношенного режущего инструмента при одновременном повышении его износостойкости.Thus, the proposed method for restoring the dimensions of the working part of a worn broach makes it possible to achieve the technical result set in the invention - to restore the dimensional and geometric characteristics of the working part of a worn cutting tool while increasing its wear resistance.
Claims (9)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781710C1 true RU2781710C1 (en) | 2022-10-17 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU95369A1 (en) * | 1952-04-05 | 1952-11-30 | В.Ф. Гаркавый | Method of restoring worn cylindrical stubs |
SU633914A1 (en) * | 1976-03-15 | 1978-11-25 | Предприятие П/Я Р-6194 | Method of restoring sizes of worn tool made of quick-speed steel |
US4337562A (en) * | 1980-04-07 | 1982-07-06 | Rockford Carbide Corporation | Method of restoring an indexable cutting insert for reuse |
SU1648712A1 (en) * | 1988-10-12 | 1991-05-15 | Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР | Method of recovery members with inner toothed profile |
RU2225784C1 (en) * | 2002-07-08 | 2004-03-20 | Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого | Method for restoring cutting tool |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU95369A1 (en) * | 1952-04-05 | 1952-11-30 | В.Ф. Гаркавый | Method of restoring worn cylindrical stubs |
SU633914A1 (en) * | 1976-03-15 | 1978-11-25 | Предприятие П/Я Р-6194 | Method of restoring sizes of worn tool made of quick-speed steel |
US4337562A (en) * | 1980-04-07 | 1982-07-06 | Rockford Carbide Corporation | Method of restoring an indexable cutting insert for reuse |
SU1648712A1 (en) * | 1988-10-12 | 1991-05-15 | Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР | Method of recovery members with inner toothed profile |
RU2225784C1 (en) * | 2002-07-08 | 2004-03-20 | Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого | Method for restoring cutting tool |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4383784A (en) | Method and means of manufacturing a rotary cutting tool | |
US3827269A (en) | Roll forming apparatus | |
WO2013038026A1 (en) | Method and device for finishing workpieces | |
WO2013038024A1 (en) | Method and device for finishing workpieces | |
KR20180069858A (en) | Textured work rolls textured | |
RU2781710C1 (en) | Method for restoring the dimensions of the working part of a worn broach | |
RU2786247C1 (en) | Broaching recovery method | |
CN110039378B (en) | Tooth profile grinding temperature homogenization macrostructure forming grinding wheel parameter design method | |
RU2452780C1 (en) | Method of hardening shearing die | |
Gurklis | Metal Removal by Electrochemical Methods and Its Effects on Mechanical Properties of Metals | |
JPH0523772A (en) | Manufacture of flat wire for spring | |
RU2033435C1 (en) | Method for strengthening of press tool | |
RU2271918C2 (en) | Method for correcting bent ends of rings by grinding | |
SU1673358A1 (en) | Method of producing blade-type cutting tool | |
RU2539548C2 (en) | Method of barrel production | |
RU2801624C1 (en) | Method for nitriding blanks from steel | |
SU1002112A1 (en) | Built-up hob | |
Weaver et al. | A study of edge characteristics of sheared and bent steel plate | |
RU2144095C1 (en) | Method of enhancing wear resistance of dies made from nitrided steels | |
JPS6320191A (en) | Surface roughening method for cold rolling roll | |
RU2252269C1 (en) | Method of tool steel properties improvement | |
RU2655527C1 (en) | Method of obtaining round profiles | |
JPS62110881A (en) | Surface roughening method for cold rolling roller | |
RU2066258C1 (en) | Method for manufacturing hollow internal parts | |
JPH0366404A (en) | Surface roughening method for cold rolling roll |