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 PDF

Info

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
Application number
RU2022117644A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аскар Джамилевич Мингажев
Николай Константинович Криони
Алиса Аскаровна Мингажева
Раис Калимуллович Давлеткулов
Original Assignee
Аскар Джамилевич Мингажев
Николай Константинович Криони
Алиса Аскаровна Мингажева
Раис Калимуллович Давлеткулов
Filing date
Publication date
Application filed by Аскар Джамилевич Мингажев, Николай Константинович Криони, Алиса Аскаровна Мингажева, Раис Калимуллович Давлеткулов filed Critical Аскар Джамилевич Мингажев
Application granted granted Critical
Publication of RU2781710C1 publication Critical patent/RU2781710C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: 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. Plastic deformation of the broach is carried out, which ensures 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 this case, plastic deformation is carried out at the base of the teeth, and after 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. Magnetic-pulse processing is carried out under modes that ensure the occurrence of eddy currents in the broach material ranging from 80 kA to 180 kA.
EFFECT: invention restores the dimensional and geometrical characteristics of the working part of a worn cutting tool while increasing its wear resistance.
9 cl, 2 dwg, 1 ex

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 B23P 6/00. Method for restoring worn cylindrical broaches. .Published 1952).

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 broach 1 worn out by the size of the teeth (Fig. 1) is placed and fixed in the tooling. One of the well-known methods, for example, using two rollers 6 (figure 2), the broach 1 is deformed below the bases of the teeth 2, forming a thinning in the plastic deformation zone 3. The volume of the broach material 1 is redistributed and, as a result, the height of the broach 1 is increased by Δh , which provides compensation for the worn part of the teeth 2 of the broach 1. After increasing the height of the teeth 2 of the broach 1, they are sized to restore the original dimensional and geometric parameters of the teeth 2 to the wear of the broach 1. Plastic deformation of the material of the broach 1 can be carried out in various ways to increase the height arrangement of teeth 2 of the broach 1 by the value Δh. For example, as shown in figure 2, using double-sided rolling rollers 6 (figure 2). In this case, the contours of the broach before deformation 4 change, transforming into the contours of the broach after deformation 5 (figure 1 and figure 2). The deformation of the broach material 1 by rollers can be carried out in different modes, either by successively carrying out deformation in one broach zone 1, or by shifting the plastic deformation zone 3 lower or higher along the broach height 1. You can also use a different relief of the working part of the rollers 6.

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 broach 1, defects occur in the plastic deformation zone 3, including in the form of microcracks, which adversely affects the performance of the broach 1. To eliminate the defects that have arisen, magnetic-pulse processing (MPT) of the plastic deformation zone 3 of the broach 1 is performed To improve the performance properties of the broach material 1, it is also possible to carry out magnetic-pulse hardening treatment of the entire broach.

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 plastic deformation zone 3, it is possible to simultaneously strengthen the broach.

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)

1. Способ восстановления размеров рабочей части изношенной протяжки, включающий пластическую деформацию протяжки, обеспечивающую увеличение высоты зубьев протяжки с компенсацией изношенных размеров, последующую размерную обработку зубьев, обеспечивающую восстановление их размеров и геометрии, отличающийся тем, что 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.1. A method for restoring the dimensions of the working part of a worn broach, including plastic deformation of the broach, providing an increase in the height of the teeth of the broach with compensation for worn dimensions, subsequent dimensional processing of the teeth, ensuring the restoration of their dimensions and geometry, characterized in that plastic deformation is carried out at the base of the teeth, and after said 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. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят упомянутую магнитно-импульсную обработку, обеспечивающую возникновение в материале протяжки вихревых токов величиной от 80 кА до 180 кА.2. The method according to p. 1, characterized in that the mentioned magnetic-pulse processing is carried out, which ensures the occurrence of eddy currents in the broach material ranging from 80 kA to 180 kA. 3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что последующую размерную обработку упомянутых зубьев после деформации осуществляют шлифованием.3. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the subsequent dimensional processing of the said teeth after deformation is carried out by grinding. 4. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что последующую размерную обработку упомянутых зубьев после деформации осуществляют электрохимическим методом.4. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the subsequent dimensional processing of the said teeth after deformation is carried out by the electrochemical method. 5. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что после размерной обработки рабочей части инструмента осуществляют его упрочняющую обработку методом ионной имплантации азотом.5. The method according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that after dimensional processing of the working part of the tool, it is hardened by the method of ion implantation with nitrogen. 6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что после размерной обработки рабочей части инструмента осуществляют его упрочняющую обработку методом ионной имплантации азотом.6. The method according to p. 2, characterized in that after dimensional processing of the working part of the tool, its hardening treatment is carried out by the method of ion implantation with nitrogen. 7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что после размерной обработки рабочей части инструмента осуществляют его упрочняющую обработку методом ионной имплантации азотом.7. The method according to p. 3, characterized in that after dimensional processing of the working part of the tool, its hardening treatment is carried out by the method of ion implantation with nitrogen. 8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что после размерной обработки рабочей части инструмента осуществляют его упрочняющую обработку методом ионной имплантации азотом.8. The method according to p. 4, characterized in that after dimensional processing of the working part of the tool, its hardening treatment is carried out by the method of ion implantation with nitrogen. 9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что после размерной обработки рабочей части инструмента осуществляют его упрочняющую обработку методом ионной имплантации азотом.9. The method according to p. 5, characterized in that after dimensional processing of the working part of the tool, its hardening treatment is carried out by the method of ion implantation with nitrogen.
RU2022117644A 2022-06-29 Method for restoring the dimensions of the working part of a worn broach RU2781710C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781710C1 true RU2781710C1 (en) 2022-10-17

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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