RU2820876C2

RU2820876C2 - Device and method of cutting edge preparation

Info

Publication number: RU2820876C2
Application number: RU2022104716A
Authority: RU
Inventors: Тимо БАТЕ
Original assignee: ГДС Прецизионсцершпанунгс ГмбХ
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2024-06-11

Abstract

FIELD: cutting.

SUBSTANCE: group of inventions relates to preparation of cutting edges of cutting tools, in particular drills, cutters or similar tools. Device provides for the possibility of interaction of the cutting tool during relative movement with the abrasive element on the elastic binder containing abrasive particles with cutting. Particles of the abrasive element act on the geometry of the edge of the cutting tool, wherein the dimensions of the abrasive element are adapted to the dimensions of the corresponding prepared cutting tool. Abrasive element is placed in a replaceable holder located in the area of the processing device, in particular a sharpening machine, and fixed with possibility of cutting by means of cutting tool for preparation of cutting edge.

EFFECT: possibility of preparing cutting edges of rotationally symmetric cutting tools, in particular with a fastening shank, with respect to their microstructure.

26 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к устройству и способу подготовки режущей кромки согласно ограничительной части пункта 1 формулы и к способу согласно ограничительной части пункта 16 формулы, а также к обрабатываемому резанием абразивному элементу согласно ограничительной части пункта 26 формулы.The invention relates to a device and method for preparing a cutting edge according to the restrictive part of paragraph 1 of the formula and to a method according to the restrictive part of paragraph 16 of the formula, as well as to an abrasive element processed by cutting according to the restrictive part of paragraph 26 of the formula.

Уровень техникиState of the art

Для выполнения различных задач по обработке резанием требуются инструменты, отличающиеся высокой точностью изготовления детали и одновременно длительным сроком службы, что позволяет обеспечить экономичное и конкурентоспособное производство продукции. Высокая эксплуатационная надежность, помимо высокой износостойкости инструментов, предполагает предсказуемое поведение при износе. Для улучшения эксплуатационных свойств режущих инструментов важным технологическим этапом производственной цепочки, особенно в области твердосплавных инструментов, стала так называемая подготовка режущей кромки. При этом под подготовкой режущей кромки понимают прецизионную обработку, в частности, режущей кромки инструмента после процесса шлифования для получения фактической макроструктуры инструмента. Вследствие хрупкости, присущей твердым сплавам, в процессе шлифования возникают микроскопические дефекты, в частности, сколы вдоль режущей кромки. Подготовка режущей кромки позволяет устранить эти дефекты и придать режущей кромке форму, адаптированную к соответствующему процессу обработки резанием. При такой конструкции режущей кромки, соответствующей нагрузке, при многих операциях обработки можно повысить стойкость режущих кромок таким образом, чтобы можно было выбирать увеличенный объем снятия стружки по времени без снижения стойкости инструмента. Это позволяет значительно повысить экономическую эффективность производства.A variety of machining tasks require tools that provide high precision part production and, at the same time, long service life for cost-effective and competitive production. High operational reliability, in addition to high wear resistance of the tools, implies predictable wear behavior. To improve the performance properties of cutting tools, the so-called cutting edge preparation has become an important technological stage in the production chain, especially in the field of carbide tools. In this case, cutting edge preparation refers to the precision processing, in particular, of the cutting edge of a tool after the grinding process to obtain the actual macrostructure of the tool. Due to the inherent brittleness of hard alloys, microscopic defects occur during the grinding process, in particular, chips along the cutting edge. Cutting edge preparation eliminates these defects and gives the cutting edge a shape adapted to the corresponding cutting process. With this load-matching cutting edge design, cutting edge life can be improved in many machining operations so that increased chip removal can be selected over time without compromising tool life. This allows you to significantly increase the economic efficiency of production.

Ранее известные и частично внедренные процессы подготовки режущей кромки относятся в первую очередь к процессам с геометрически неопределенной режущей кромкой, в частности, струйно-абразивному резанию, магнитной чистовой обработке, волочильному шлифованию и поточному шлифованию. Кроме того, для подготовки режущих кромок в уровне техники используют и другие процессы резания, такие как крацевание, электроэрозионную обработку и лазерную абляцию, а также шлифование закруглений. Для осуществления всех вышеупомянутых процессов обычно требуется специальная машина или устройство, что часто связано с высокими инвестиционными затратами. Такие инвестиционные затраты оказываются серьезным препятствием, особенно для малых и средних инструментальных производств. Другой недостаток, возникающий при осуществлении вышеупомянутых процессов, связан с увеличением времени прохождения при изготовлении инструмента, иногда значительным. С одной стороны, это связано с дополнительными затратами времени на процесс подготовки. С другой стороны, использование отдельной машины обычно требует дополнительных манипуляций. Следует также отметить, что в уровне техники ни один из вышеописанных процессов не используют для подготовки переточенных инструментов. Вследствие отсутствия возможности подготовки режущих кромок в переточенном состоянии стойкость этих инструментов обычно не достигает уровня новых инструментов.Previously known and partially implemented cutting edge preparation processes relate primarily to processes with a geometrically indeterminate cutting edge, in particular abrasive jet cutting, magnetic finishing, wire-drawing grinding and in-line grinding. In addition, other cutting processes such as brushing, electrical discharge machining and laser ablation, as well as fillet grinding are used in the prior art to prepare cutting edges. All of the above processes usually require a special machine or device, which often involves high investment costs. Such investment costs prove to be a serious obstacle, especially for small and medium-sized tool manufacturers. Another disadvantage encountered when carrying out the above-mentioned processes is associated with an increase in the processing time during the manufacture of the tool, sometimes significantly. On the one hand, this is due to additional time spent on the preparation process. On the other hand, using a separate machine usually requires additional manipulation. It should also be noted that in the prior art, none of the above processes are used to prepare re-sharpened tools. Due to the lack of ability to prepare cutting edges in a ground state, the durability of these tools usually does not reach the level of new tools.

Каждый из упомянутых процессов имеет определенные преимущества и недостатки, которые относятся как к самому процессу, так и к получаемой форме кромки и поверхности инструмента. Ввиду большой актуальности для промышленности в дальнейшем будут рассмотрены только процессы струйно-абразивного резания, крацевания, волочильного шлифования, шлифования, в частности, с использованием шлифовальных кругов на эластичном связующем, а также полировка сверл, аналогичная этим процессам.Each of the processes mentioned has certain advantages and disadvantages, which relate both to the process itself and to the resulting shape of the edge and surface of the tool. Due to its great relevance for industry, in the future only the processes of jet-abrasive cutting, brushing, wire-drawing grinding, grinding, in particular using grinding wheels with an elastic binder, as well as drill polishing, similar to these processes, will be considered.

При струйно-абразивном резании абразивный материал, состоящий из абразивной среды и носителя, ускоряют через сопло с высокой кинетической энергией в направлении поверхности обрабатываемой детали. Абразивные среды различают по типу, размеру и форме зерен. При этом носитель часто представляет собой жидкость или воздух. Помимо выбора абразива, к наиболее важным факторам, влияющим на процесс, относится скорость подачи абразива, давление абразива и угол падения абразива. Метод позволяет гибко направлять сопло или обрабатываемый инструмент, благодаря чему возможна целенаправленная обработка отдельных участков режущей кромки. Благодаря этому он особенно подходит для изготовления режущих кромок сложной формы с тенденцией к уменьшению размеров закруглений, причем целенаправленный контроль съема материала чрезвычайно затруднен. В частности, при очень малых диаметрах инструмента и близко расположенных режущих кромках так называемое пассивное струйно-абразивное резание может привести к нежелательному воздействию на другие режущие кромки, не требующие подготовки. Это снижает точность процесса и воспроизводимость его результатов. На задних и передних поверхностях, прилегающих к режущей кромке и вступающих в контакт со струей абразива, образуется характерная ямочная структура, которая обычно приводит к оптическому матированию поверхности.In abrasive jet cutting, an abrasive material consisting of an abrasive medium and a carrier is accelerated through a nozzle with high kinetic energy towards the surface of the workpiece. Abrasive media are distinguished by type, size and shape of grains. The carrier is often liquid or air. In addition to abrasive selection, the most important factors affecting the process include abrasive feed rate, abrasive pressure, and abrasive impact angle. The method allows flexible guidance of the nozzle or the tool being processed, making targeted processing of individual sections of the cutting edge possible. This makes it particularly suitable for the production of cutting edges of complex shapes with a tendency to reduce the size of the roundings, making targeted control of material removal extremely difficult. In particular, with very small tool diameters and closely spaced cutting edges, so-called passive jet cutting can lead to undesirable effects on other cutting edges that do not require preparation. This reduces the accuracy of the process and the reproducibility of its results. On the rear and front surfaces adjacent to the cutting edge and coming into contact with the abrasive stream, a characteristic pitting structure is formed, which usually leads to an optical matting of the surface.

Крацевание также является устоявшимся в промышленности процессом. Материал снимают путем перемещения вращающейся щетки с абразивной средой вдоль режущей кромки инструмента. Этот метод подходит для эффективного изготовления увеличенных и асимметричных закруглений. К технологическим факторам, влияющим на процесс, относится скорость резания, скорость подачи, врезание, угол наклона режущей кромки и длительность крацевания. К инструментальным факторам влияния относится диаметр нити, размер зерна абразивной среды, тип и плотность щетины. Вследствие такого количества факторов влияния управление процессом усложняется и для точной реализации требует точного знания метода и взаимодействий. Помимо управления процессом, эксплуатационную надежность снижает износ щетины. Изготовление режущих кромок сложной формы также ограничено при использовании инструментов меньшего диаметра.Brushing is also an established process in the industry. The material is removed by moving a rotating brush with an abrasive medium along the cutting edge of the tool. This method is suitable for the efficient production of enlarged and asymmetrical curves. Technological factors influencing the process include cutting speed, feed rate, penetration, cutting edge angle and brushing duration. Instrumental influencing factors include the diameter of the thread, the grain size of the abrasive medium, the type and density of the bristles. Due to such a number of influencing factors, process control becomes more complex and requires precise knowledge of the method and interactions for accurate implementation. In addition to process control, operational reliability is reduced by bristle wear. The production of complex cutting edge shapes is also limited when using smaller diameter tools.

Волочильное шлифование, разновидность шлифования скольжением, также широко используется в промышленности. Материал снимают путем протаскивания подготавливаемого инструмента через рыхлую и обычно неподвижную абразивную среду. Движение инструмента обычно имеет вращательный характер. Частота и направление вращения, глубина погружения и время обработки, а также выбранная абразивная среда имеют особое значение для результата обработки. Этот метод позволяет эффективно получать как малые, так и большие закругления. Кроме того, можно значительно улучшить качество поверхности. Однако есть и некоторые недостатки. Погружение инструмента в абразивную среду приводит к очень большой площади контакта среды с инструментом. Материал удаляется во всех зонах контакта, поэтому целенаправленная подготовка отдельных участков режущей кромки практически невозможна. Кроме того, очень трудно регулировать форм-фактор и градиентное закругление, а вращательное движение приводит к интенсивному съему материала в области больших диаметров, особенно в случае инструментов с хвостовиком.Draw grinding, a type of sliding grinding, is also widely used in industry. The material is removed by pulling the tool being prepared through a loose and usually stationary abrasive medium. The movement of the tool is usually rotational in nature. The frequency and direction of rotation, the immersion depth and processing time, as well as the selected abrasive medium are of particular importance for the processing result. This method can effectively produce both small and large curves. In addition, the surface quality can be significantly improved. However, there are also some disadvantages. Immersion of a tool in an abrasive medium results in a very large area of contact between the medium and the tool. Material is removed in all contact zones, so targeted preparation of individual sections of the cutting edge is practically impossible. In addition, it is very difficult to adjust the form factor and gradient rounding, and the rotational motion results in heavy material removal in the large diameter area, especially in the case of shank tools.

Кроме того, подготовка режущей кромки может быть реализована с помощью процесса шлифования. Обычно вдоль режущей кромки выполняют одинарную или двойную фаску. В более современном подходе форму профиля режущей кромки приближают к закруглению путем выполнения более двух фасок. Кроме того, известно использование шлифовальных кругов на эластичном связующем при подготовке инструмента. Одной из областей применения является прецизионная обработка стружечных канавок на режущих инструментах.In addition, the preparation of the cutting edge can be realized through the grinding process. Typically, a single or double chamfer is made along the cutting edge. In a more modern approach, the shape of the cutting edge profile is brought closer to rounding by making more than two chamfers. In addition, it is known to use grinding wheels with an elastic binder when preparing tools. One application is the precision machining of chip grooves on cutting tools.

В патентной заявке DE 102011054276 В4 раскрыт способ подготовки режущих кромок режущих инструментов, в частности сверл или фрез, в частности, твердосплавных режущих инструментов, согласно которому режущий инструмент после получения желаемой геометрии резания сначала настраивают или выравнивают в соответствии с предписанной геометрией и/или характеристиками резания заготовки, приводят во вращение, а затем вставляют или ввинчивают в шлифовальный круг на эластичном резиносодержащем связующем, содержащий карбид кремния, карбид вольфрама или алмазные компоненты на глубину, выбранную в соответствии с геометрией режущей кромки, и в выбранном для этого положении на периферии шлифовального круга при сохранении вращательного движения. При этом вращающийся инструмент перемещают в шлифовальный круг с определенной траекторией сверления и углом наклона. Однако эта кинематика может быть реализована только на очень ограниченном числе станков и поэтому не может рассматриваться как универсальный метод подготовки. Кроме того, этот способ не позволяет выполнить закругление режущей кромки по диаметру инструмента. Кроме того, сверление в сплошном материале всегда приводит к сильному скруглению угла режущей кромки, а также поперечной режущей кромки, например, на спиральном сверле, и шлифовальный инструмент после вставки по окружности требует сложного выравнивания. Еще одним недостатком этого способа является невозможность подготовки инструментов с длинным вылетом вследствие отсутствия возможности направления. При использовании этого способа необходимо выполнить сложное программирование, чтобы определить положение отверстия, угол наклона между заготовкой, в данном случае переточенным режущим инструментом, и инструментом, то есть разрезаемым шлифовальным кругом. Кроме того, шлифовальный круг после полной обработки по окружности необходимо вернуть в исходное состояние с помощью внешнего метода. Кроме того, благодаря установке шлифовального круга на шлифовальную оправку, будут заняты все необходимые места в магазине шлифовальных кругов.Patent application DE 102011054276 B4 discloses a method for preparing the cutting edges of cutting tools, in particular drills or milling cutters, in particular carbide cutting tools, according to which the cutting tool, after obtaining the desired cutting geometry, is first adjusted or aligned in accordance with the prescribed geometry and/or cutting characteristics the workpiece is rotated, and then inserted or screwed into an elastic rubber-bonded grinding wheel containing silicon carbide, tungsten carbide or diamond components to a depth selected in accordance with the geometry of the cutting edge, and in a selected position on the periphery of the grinding wheel at maintaining rotational motion. In this case, the rotating tool is moved into the grinding wheel with a certain drilling path and angle of inclination. However, this kinematics can only be implemented on a very limited number of machines and therefore cannot be considered as a universal preparation method. In addition, this method does not allow rounding the cutting edge along the diameter of the tool. In addition, drilling in solid material always results in a strong rounding of the corner of the cutting edge, as well as the transverse cutting edge, for example on a twist drill, and the grinding tool after insertion around the circumference requires complex alignment. Another disadvantage of this method is the impossibility of preparing tools with a long reach due to the lack of direction. When using this method, complex programming must be performed to determine the position of the hole, the angle of inclination between the workpiece, in this case the sharpened cutting tool, and the tool, that is, the grinding wheel being cut. In addition, the grinding wheel after complete circumferential processing must be returned to its original state using an external method. In addition, by installing the grinding wheel on the grinding arbor, all the necessary space in the grinding wheel magazine will be occupied.

Подготовка режущей кромки объективно является эффективным средством повышения производительности и качества обработки режущего инструмента, но обычно требует использования дополнительных станков и оборудования. Это приводит, с одной стороны, к высоким инвестиционным затратам на данное оборудование, а с другой - к дополнительным затратам на обработку заготовок, которые могут составлять значительную часть затрат на подготовку в такой стране с высоким уровнем оплаты рабочей силы, как Германия. Вышеупомянутые технологические и экономические аспекты приводят к необходимости усовершенствования процесса подготовки режущей кромки, который окажется особенно подходящим для использования малыми и средними производителями режущего инструмента и, в частности, будет отличаться низкими инвестиционными и эксплуатационными затратами, простотой осуществления и коротким временем прохождения при подготовке инструмента.Preparation of the cutting edge is objectively an effective means of increasing the productivity and quality of cutting tools, but usually requires the use of additional machines and equipment. This leads, on the one hand, to high investment costs for this equipment, and on the other, to additional costs for processing the workpieces, which can constitute a significant part of the preparation costs in a country with high labor costs such as Germany. The above-mentioned technological and economic aspects lead to the need for an improved cutting edge preparation process that will be particularly suitable for use by small and medium-sized cutting tool manufacturers and, in particular, will be characterized by low investment and operating costs, ease of implementation and short lead times during tool preparation.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задачей настоящего изобретения является создание простой и экономичной возможности целенаправленной подготовки режущих кромок вращательно-симметричных режущих инструментов, в частности с крепежным хвостовиком (инструментов с хвостовиком), в отношении их микроструктуры, позволяющей предприятиям-изготовителям инструмента обойтись без дополнительных инвестиционных затрат на станки.The objective of the present invention is to create a simple and economical possibility for targeted preparation of the cutting edges of rotationally symmetrical cutting tools, in particular with a fastening shank (tools with a shank), in relation to their microstructure, allowing tool manufacturers to do without additional investment costs for machine tools.

Согласно изобретению, поставленная задача решена устройством с отличительными признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы, способом с отличительными признаками, раскрытыми в пункте 16 формулы, и абразивным элементом с отличительными признаками, раскрытыми в пункте 26, в каждом случае в сочетании с признаками ограничительной части формулы. Прочие выгодные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.According to the invention, the problem is solved by a device with the distinctive features disclosed in paragraph 1 of the formula, a method with the distinctive features disclosed in paragraph 16 of the formula, and an abrasive element with the distinctive features disclosed in paragraph 26, in each case in combination with the features of the restrictive part of the formula . Other advantageous embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.

В части устройства изобретение относится к устройству для подготовки режущих кромок режущих инструментов, в частности сверл, фрез или подобных инструментов, в частности твердосплавных режущих инструментов, в котором предусмотрена возможность взаимодействия режущего инструмента во время относительного перемещения с абразивным элементом на эластичном связующем, содержащим абразивные частицы, с обработкой резанием, так чтобы частицы абразивного элемента воздействовали на геометрию кромки режущего инструмента. Изобретением предложено усовершенствование такого типового устройства, заключающееся в том, что размеры абразивного элемента, по существу, адаптированы к размерам соответствующего подготавливаемого режущего инструмента, и абразивный элемент размещен в сменном держателе, расположенном в зоне обрабатывающего устройства, в частности, заточного станка, и зафиксированном с возможностью обработки резанием посредством режущего инструмента для подготовки режущей кромки. В отличие от известных решений по подготовке режущей кромки, размеры абразивного элемента в каждом случае адаптированы к размерам, например, окружным размерам подготавливаемого режущего инструмента, благодаря чему, с одной стороны, достигается существенная экономия материала абразивного элемента, а с другой стороны, появляется возможность целенаправленного влияния на технологию подготовки режущей кромки и ее улучшения. Таким образом, для переработки абразивного материала в абразивный элемент требуется лишь такое количество материала, которое фактически необходимо для подготовки режущей кромки, следовательно, процесс подготовки режущей кромки становится более экономичным. Кроме того, устраняется необходимость правки больших шлифовальных кругов между соответствующими процессами подготовки режущей кромки. Кроме того, подходящий по размеру абразивный элемент размещают в соответствующем сменном держателе, расположенном, например, в рабочей зоне заточного станка и зафиксированном с возможностью обработки резанием посредством режущего инструмента для подготовки режущей кромки. С одной стороны, сменный держатель позволяет предварительно оснащать держатель новыми или другими абразивными элементами независимо от собственно обработки, например, на шлифовальном станке, и таким образом, по существу, отделяет установку абразивных элементов от процесса обработки. С другой стороны, подходящий по размеру абразивный элемент может быть размещен, например, в рабочей зоне шлифовального станка особенно компактно, например, в минимальной степени мешая предшествующему процессу шлифования на заточном станке, и, таким образом, находиться в готовности к выполнению подготовки режущей кромки. Это значительно облегчает и упрощает процесс подготовки режущей кромки на том же заточном станке после осуществления шлифования режущего инструмента на заточном станке и, в идеале, при сохранении установки обрабатываемого изделия, поскольку, например, на заточный станок не требуется устанавливать никакого дополнительного оборудования или требуется установить минимум дополнительного оборудования, которое занимает минимальное дополнительное место в рабочей зоне заточного станка или вообще не занимает дополнительного места. Это дает возможность небольшим мастерским по заточке инструмента предлагать подготовку режущей кромки в дополнение к собственно заточке инструмента, не вкладывая средства в дорогостоящее дополнительное оборудование для заточных станков или дополнительные станки. Разумеется, возможно использование устройства на другом обрабатывающем оборудовании, помимо заточного станка, и его конструктивная предустановка, например, на сверлильных, токарных или иных универсальных или специальных станках, на которых обрабатывают или используют подготавливаемый режущий инструмент, и на которых подготовка режущей кромки может быть выполнена в рамках технологического процесса или по необходимости для обеспечения заданных условий резания. Устройство для подготовки режущей кромки также может быть применено к любому устройству и, в частности, к обрабатывающему устройству, которое обеспечивает относительное перемещение режущего и абразивного элемента, и на котором также может быть выполнена подготовка режущей кромки. В этом смысле термин «обрабатывающее устройство» следует считать носящим общий, а не ограничительный характер. Когда в описании в качестве примера упоминается использование устройства на заточном станке, всегда подразумеваются и включаются другие обрабатывающие устройства или устройства в целом.In terms of the device, the invention relates to a device for preparing the cutting edges of cutting tools, in particular drills, milling cutters or similar tools, in particular carbide cutting tools, which provides for the possibility of interaction of the cutting tool during relative movement with an abrasive element on an elastic binder containing abrasive particles , with cutting processing, so that the particles of the abrasive element affect the geometry of the edge of the cutting tool. The invention proposes an improvement to such a standard device, which consists in the fact that the dimensions of the abrasive element are essentially adapted to the dimensions of the corresponding cutting tool being prepared, and the abrasive element is placed in a replaceable holder located in the area of the processing device, in particular, a sharpening machine, and fixed with the ability to process by cutting using a cutting tool to prepare the cutting edge. In contrast to known solutions for preparing a cutting edge, the dimensions of the abrasive element in each case are adapted to the dimensions, for example, the circumferential dimensions of the cutting tool being prepared, due to which, on the one hand, significant savings in the material of the abrasive element are achieved, and on the other hand, it becomes possible to target influence on the cutting edge preparation technology and its improvement. Thus, only the amount of material required to process the abrasive material into an abrasive element is actually needed to prepare the cutting edge, therefore making the cutting edge preparation process more economical. In addition, the need to dress large grinding wheels between corresponding cutting edge preparation processes is eliminated. In addition, a suitable abrasive element is placed in a corresponding replaceable holder, located, for example, in the working area of a sharpening machine and fixed with the possibility of cutting by means of a cutting tool to prepare the cutting edge. On the one hand, the replaceable holder allows the holder to be pre-equipped with new or different abrasive elements independently of the actual processing, for example on a grinding machine, and thus essentially separates the installation of abrasive elements from the processing process. On the other hand, a suitably sized abrasive element can be placed, for example, in the working area of a grinding machine in a particularly compact manner, for example interfering minimally with the preceding grinding process on the sharpening machine, and thus be ready for preparation of the cutting edge. This greatly facilitates and simplifies the process of preparing the cutting edge on the same sharpening machine after grinding the cutting tool on the sharpening machine and, ideally, while maintaining the installation of the workpiece, since, for example, no additional equipment or minimal installation is required on the sharpening machine additional equipment that takes up minimal additional space in the working area of the sharpening machine or does not take up any additional space at all. This enables small tool sharpening shops to offer cutting edge preparation in addition to actual tool sharpening, without investing in expensive additional sharpening equipment or additional machines. Of course, it is possible to use the device on other processing equipment, in addition to the sharpening machine, and its structural pre-installation, for example, on drilling, turning or other universal or special machines on which the cutting tool being prepared is processed or used, and on which the preparation of the cutting edge can be carried out within the framework of the technological process or as necessary to ensure specified cutting conditions. The cutting edge preparation device can also be applied to any device and in particular to a processing device that provides relative movement of the cutting and abrasive element and on which the cutting edge preparation can also be performed. In this sense, the term "processing device" should be considered to be general and not restrictive. When the description mentions by way of example the use of a device on a sharpening machine, other processing devices or devices in general are always intended and included.

Выгодным образом, сменный держатель установлен с возможностью использования в рабочей зоне заточного станка, предпочтительно, в держателе шлифовального круга заточного станка. Монтажное пространство держателя шлифовального круга представляет собой обычно функционально неиспользуемую область на держателе шлифовального круга, которая обычно располагается в продолжении конуса зажимного патрона или подобного зажимного держателя в области, окруженной дисковидным шлифовальным кругом. Этот фланец, на который крепят шлифовальный круг, обычно изготовлен из массива материала и в остальном не используется. Поэтому именно это пространство, расположенное по центру рабочей зоны заточного станка, можно использовать для формирования пространства для установки сменного держателя с абразивным элементом, в котором абразивный элемент удерживается с возможностью обработки режущим инструментом для подготовки режущей кромки. Таким образом, такое расположение абразивного элемента, имеющего конструктивно небольшие размеры и адаптированного к размерам режущего инструмента, не требует дополнительного монтажного пространства для подготовки режущей кромки; кроме того, подготовка режущей кромки может осуществляться в легкодоступной области рабочей зоны заточного станка и не требует изменения кинематики перемещения шлифовального круга или режущего инструмента. Разумеется, конструктивно компактный и адаптированный к размерам режущего инструмента абразивный элемент может быть также расположен в другой позиции в рабочей зоне заточного станка. Такая позиция может находиться, например, в рабочей зоне заточного станка, в частности, в области шлифовального шпинделя или в другом положении. В одном из вариантов осуществления возможна компактная система поддонов, в которой описанные ранее сменные держатели с абразивными элементами одинакового или разного диаметра хранятся в магазине. Таким образом, взаимодействие между изготавливаемым инструментом и абразивным элементом становится возможным для множества заточенных инструментов. Устройство, выполненное в виде поддона, может иметь круглую, квадратную или прямоугольную форму и, в зависимости от своих размеров, вмещать определенное количество сменных держателей с абразивными элементами. Также можно предусмотреть возможность установки сменного держателя в устройствах перемещения, например, на шпинделях других обрабатывающих устройств, например, на рабочем шпинделе токарного или иного станка.Advantageously, the replacement holder is mounted for use in the working area of the sharpening machine, preferably in the grinding wheel holder of the sharpening machine. The mounting space of the grinding wheel holder is a generally functionally unused area on the grinding wheel holder, which is usually located in the extension of the cone of the chuck or similar clamping holder in the area surrounded by the disc-shaped grinding wheel. This flange, to which the grinding wheel is mounted, is usually made of solid material and is otherwise unused. Therefore, it is this space located in the center of the working area of the sharpening machine that can be used to form a space for installing a replaceable holder with an abrasive element, in which the abrasive element is held so that it can be processed by a cutting tool to prepare the cutting edge. Thus, such an arrangement of the abrasive element, which is structurally small in size and adapted to the size of the cutting tool, does not require additional installation space for preparing the cutting edge; in addition, preparation of the cutting edge can be carried out in an easily accessible area of the working area of the sharpening machine and does not require changing the kinematics of movement of the grinding wheel or cutting tool. Of course, the abrasive element, which is structurally compact and adapted to the dimensions of the cutting tool, can also be located in another position in the working area of the sharpening machine. Such a position can be located, for example, in the working area of the sharpening machine, in particular in the area of the grinding spindle, or in another position. In one embodiment, a compact tray system is possible in which the previously described replaceable holders with abrasive elements of the same or different diameters are stored in a magazine. Thus, interaction between the tool being manufactured and the abrasive element becomes possible for a variety of sharpened tools. The device, made in the form of a tray, can have a round, square or rectangular shape and, depending on its size, can accommodate a certain number of replaceable holders with abrasive elements. It is also possible to provide the possibility of installing a replaceable holder in moving devices, for example, on the spindles of other processing devices, for example, on the working spindle of a lathe or other machine tool.

Выгодным образом, абразивный элемент выполнен по существу цилиндрическим. Поскольку подготавливаемые режущие инструменты обычно также имеют по меньшей мере по существу вид цилиндра, цилиндрическое исполнение абразивного элемента обеспечивает максимальную адаптацию к размерам и форме режущих инструментов, вследствие чего за счет только адаптации размеров абразивного элемента к размерам режущих инструментов можно существенно снизить расход абразивного материала на изготовление абразивного элемента. В другом варианте осуществления окружные размеры цилиндра абразивного элемента, по существу, соответствуют окружным размерам подготавливаемого режущего инструмента, то есть абразивный элемент может быть последовательно и, по существу, полностью обработан резанием в рамках обычно нескольких операций по подготовке режущих кромок последовательно обрабатываемых режущих инструментов, то есть отпадает необходимость в удалении неиспользованных остатков абразивного материала.Advantageously, the abrasive element is substantially cylindrical. Since the cutting tools being prepared usually also have at least essentially the appearance of a cylinder, the cylindrical design of the abrasive element provides maximum adaptation to the size and shape of the cutting tools, as a result of which, simply by adapting the dimensions of the abrasive element to the dimensions of the cutting tools, it is possible to significantly reduce the consumption of abrasive material for production abrasive element. In another embodiment, the circumferential dimensions of the cylinder of the abrasive element essentially correspond to the circumferential dimensions of the cutting tool being prepared, that is, the abrasive element can be sequentially and substantially completely processed by cutting in the course of typically several operations for preparing the cutting edges of sequentially processed cutting tools, then there is no need to remove unused abrasive residues.

Кроме того, существенным преимуществом является то, что абразивный элемент после полного использования можно легко заменить на новый абразивный элемент. Таким образом, время обработки режущего инструмента увеличивается лишь незначительно, а подготовка режущей кромки не увеличивает без необходимости время изготовления режущего инструмента на время, которое потребовалось бы в ином случае на переналадку или иные подобные операции.In addition, a significant advantage is that the abrasive element can be easily replaced with a new abrasive element after complete use. Thus, the machining time of the cutting tool is increased only slightly, and the preparation of the cutting edge does not unnecessarily increase the manufacturing time of the cutting tool by the time that would otherwise be required for changeover or other similar operations.

В первом варианте осуществления абразивный элемент установлен в сменном держателе с возможностью простой замены, предпочтительно запрессован в держатель. Для этого, например, вращательно-симметричный абразивный элемент может быть изготовлен с очень малым припуском, соответствующим диаметру подготавливаемого режущего инструмента, и запрессован в сменный держатель. Запрессовка образует соединение между абразивным элементом и сменным держателем, которое легко изготавливается и достаточно устойчиво к проворачиванию, чтобы надежно воспринимать усилия обработки при подготовке режущей кромки.In the first embodiment, the abrasive element is mounted in a replaceable holder for easy replacement, preferably pressed into the holder. For this purpose, for example, a rotationally symmetrical abrasive element can be manufactured with a very small allowance corresponding to the diameter of the cutting tool being prepared, and pressed into a replaceable holder. The press fit creates a connection between the abrasive element and the replacement holder that is easy to manufacture and sufficiently resistant to rotation to reliably support the machining forces of cutting edge preparation.

В особенно выгодном варианте осуществления сменный держатель может быть выполнен с возможностью вставки в предпочтительно центральное отверстие в держателе шлифовального круга, предпочтительно в приемном фланце держателя шлифовального круга. Этот легкодоступный и, как уже было описано, ранее практически не использовавшийся объем может быть подготовлен путем простой модификации обычного держателя шлифовального круга на зажимном элементе для шлифовального круга со стороны станка практически на любом заточном станке и не изменяет рабочую зону заточного станка или изменяет ее незначительно. В этом отношении, согласно изобретению, на других обрабатывающих станках также может быть предусмотрено соответствующее монтажное пространство для установки сменного держателя, например, в шпинделе токарного станка или другого обрабатывающего устройства.In a particularly advantageous embodiment, the replacement holder can be configured to be inserted into a preferably central hole in the grinding wheel holder, preferably in a receiving flange of the grinding wheel holder. This readily accessible and, as already described, previously virtually unused volume can be prepared by simply modifying the conventional grinding wheel holder on the machine-side grinding wheel clamping element on virtually any sharpening machine and does not change the working area of the sharpening machine or changes it only slightly. In this regard, according to the invention, on other machining machines a corresponding mounting space can also be provided for mounting a replacement holder, for example in the spindle of a lathe or other machining device.

В другом варианте осуществления сменный держатель может иметь наружную резьбу, которая может быть ввинчена в отверстие с внутренней резьбой в держателе шлифовального круга. Это позволяет быстро и точно устанавливать и крепить сменный держатель в отверстии в держателе шлифовального круга. Также возможен вариант, в котором сменный держатель запрессовывают или вставляют в предпочтительно центральное отверстие в держателе шлифовального круга и фиксируют его в нем без возможности проворачивания, например, с помощью байонетного замка, зажима или иного подобного устройства.In another embodiment, the replacement holder may have a male thread that can be screwed into a female threaded hole in the grinding wheel holder. This allows the replacement holder to be quickly and accurately positioned and secured into the hole in the grinding wheel holder. It is also possible for the replacement holder to be pressed or inserted into a preferably central hole in the grinding wheel holder and fixed therein without the possibility of rotation, for example, using a bayonet lock, clamp or other similar device.

Для подготовки режущей кромки режущих инструментов с большим вылетом и большим отношением длины к диаметру в области сменного держателя для абразивного элемента может быть расположена направляющая втулка, что позволяет подготавливать подобные режущие инструменты с большим вылетом, направляя их с помощью направляющей втулки, и, тем самым, обрабатывать их более точно и надежно, чем в варианте без дополнительной направляющей. Подобные режущие инструменты с большим вылетом могут представлять собой, например, асимметричные инструменты для глубокого сверления, однолезвийные сверла, спиральные сверла или иные подобные инструменты с большим отношением длины к диаметру, которые в противном случае легко отклоняются во время обработки или склонны к вибрации во время подготовки режущей кромки из-за своей длины. Для этого в другом варианте осуществления направляющая втулка может быть расположена относительно сменного держателя, предпочтительно на линии продолжения сменного держателя, таким образом, чтобы направляющая втулка направляла и поддерживала режущий инструмент с большим вылетом перед областью резания абразивного элемента.To prepare the cutting edge of cutting tools with a large overhang and a large length-to-diameter ratio, a guide sleeve can be located in the area of the replaceable abrasive element holder, which makes it possible to prepare such cutting tools with a large overhang by guiding them with the help of a guide sleeve, and thereby process them more accurately and reliably than in the version without an additional guide. Such long reach cutting tools may be, for example, asymmetrical deep hole drills, single-edge drills, twist drills, or other similar tools with a large length-to-diameter ratio that are otherwise easily deflected during processing or prone to vibration during preparation. cutting edge due to its length. To this end, in another embodiment, the guide bushing may be positioned relative to the wear holder, preferably on a continuation line of the wear holder, such that the guide bushing guides and supports the long overhang cutting tool in front of the cutting area of the abrasive element.

Также возможен вариант, в котором в сменный держатель могут быть введены электрические токоведущие дорожки и/или сенсорные элементы, которые предоставляют информацию о ходе подготовки режущей кромки. Таким образом, бесконтактные датчики или иные подобные устройства можно использовать для дополнительного контроля и, при необходимости, влияния на процесс подготовки режущей кромки. В другом варианте осуществления питание сенсорных элементов может быть реализовано аккумуляторами, встроенными в сменный держатель и выполненными с возможностью зарядки в магазине шлифовальных кругов или вне станка во время простоев. Таким образом, в течение периода, когда сменный держатель не используется, в аккумуляторах может быть накоплено достаточное количество энергии для выполнения вышеуказанных операций контроля во время подготовки режущей кромки после замены соответствующего сменного держателя.It is also possible that electrical current-carrying tracks and/or sensor elements can be introduced into the replaceable holder, which provide information about the progress of the cutting edge preparation. Thus, non-contact sensors or other similar devices can be used to further monitor and, if necessary, influence the cutting edge preparation process. In another embodiment, the power of the sensor elements can be realized by batteries built into a replaceable holder and configured to be charged in the grinding wheel magazine or outside the machine during downtime. Thus, during the period when the replacement holder is not in use, sufficient energy can be stored in the batteries to perform the above control operations during the preparation of the cutting edge after replacing the corresponding replacement holder.

Особенно выгоден вариант, в котором абразивный элемент содержит абразивные частицы, в частности, частицы карбида кремния, диоксида алюминия или алмаза, и может последовательно полностью срезаться подготавливаемым режущим инструментом. Выбор или смесь абразивных частиц, составивших абразивный элемент, и, в другом варианте осуществления, смесь более мелких и/или более крупных абразивных частиц может в широких пределах влиять на характер срезания абразивного элемента и, таким образом, на возможный уровень подготовки режущей кромки. Также возможен вариант, в котором распределение более мелких и/или более крупных абразивных частиц в абразивном элементе будет неоднородным, например, для того, чтобы различным образом осуществлять подготовку, например, в зоне сердцевины и в наружной зоне абразивного элемента и, таким образом, получать различные результаты подготовки на отдельных участках режущего инструмента, адаптированные к соответствующей геометрии подготавливаемого абразивного элемента.Particularly advantageous is the option in which the abrasive element contains abrasive particles, in particular particles of silicon carbide, aluminum dioxide or diamond, and can be subsequently completely cut off by a prepared cutting tool. The choice or mixture of abrasive particles composing the abrasive element, and, in another embodiment, the mixture of smaller and/or larger abrasive particles, can widely influence the shearing behavior of the abrasive element and thus the possible level of cutting edge preparation. It is also possible that the distribution of smaller and/or larger abrasive particles in the abrasive element will be non-uniform, for example, in order to carry out the preparation in a different way, for example, in the core zone and in the outer zone of the abrasive element and thus obtain various preparation results in individual areas of the cutting tool, adapted to the corresponding geometry of the abrasive element being prepared.

Также возможен вариант, в котором абразивный элемент содержит расширяющееся в осевом направлении отверстие, соответствующее диаметру режущего инструмента, в пределах которого режущий инструмент не подвергается воздействию частиц абразивного элемента. Так, например, при подготовке режущих кромок сверл выгодно подготавливать область поперечной режущей кромки сверла иначе, чем область главной режущей кромки, или вообще не подготавливать. Таким образом, поскольку в области поперечной режущей кромки вследствие отверстия отсутствует материал абразивного элемента, область поперечной режущей кромки не изменяется.It is also possible that the abrasive element contains an axially expanding hole corresponding to the diameter of the cutting tool, within which the cutting tool is not exposed to particles of the abrasive element. Thus, for example, when preparing the cutting edges of drills, it is advantageous to prepare the area of the transverse cutting edge of the drill differently from the area of the main cutting edge, or not to prepare at all. Thus, since there is no abrasive element material in the transverse cutting edge region due to the hole, the transverse cutting edge region is not changed.

Также возможен вариант, в котором абразивный элемент содержит участки с различной степенью твердости связующего, в частности, радиальные кольцевые участки различной степени твердости. Связующее абразивных частиц абразивного элемента непосредственно влияет на поведение абразивного элемента при резании и, тем самым, на локальную подготовку режущей кромки режущего инструмента. Изменяя твердость или диапазон твердости связующего, можно повысить адаптацию результата подготовки режущей кромки к требованиям соответствующего режущего инструмента. Например, сердцевина абразивного элемента может иметь более высокую твердость связующего, чем внешняя область, что позволяет равномерно закруглять режущую кромку благодаря упругой деформации вращательно-симметричного абразивного элемента.It is also possible that the abrasive element contains sections with varying degrees of binder hardness, in particular, radial annular sections of varying degrees of hardness. The binder of the abrasive particles of the abrasive element directly influences the cutting behavior of the abrasive element and thereby the local preparation of the cutting edge of the cutting tool. By changing the hardness or hardness range of the binder, it is possible to increase the adaptation of the cutting edge preparation result to the requirements of the corresponding cutting tool. For example, the core of the abrasive element may have a higher binder hardness than the outer region, which allows the cutting edge to be uniformly rounded due to the elastic deformation of the rotationally symmetrical abrasive element.

Кроме того, изобретение относится к способу подготовки режущей кромки режущего инструмента, в частности сверл, фрез или подобных инструментов, в частности твердосплавных режущих инструментов, в котором режущий инструмент во время относительного перемещения взаимодействует с абразивным элементом на эластичном связующем, содержащим абразивные частицы, с обработкой резанием, так чтобы частицы абразивного элемента воздействовали на геометрию кромки режущего инструмента, в котором размеры абразивного элемента, по существу, адаптированы к размерам соответствующего подготавливаемого режущего инструмента, и абразивный элемент размещен в сменном держателе, расположенном в зоне обрабатывающего устройства, в частности, заточного станка, например, в рабочей зоне заточного станка или другого обрабатывающего устройства, в котором абразивный элемент последовательно полностью срезается подготавливаемыми режущими инструментами. Существенные свойства и преимущества способа непосредственно связаны с устройством, раскрытым и описанным выше, поэтому свойства и преимущества устройства могут быть использованы для характеристики способа согласно изобретению.In addition, the invention relates to a method for preparing the cutting edge of a cutting tool, in particular drills, milling cutters or similar tools, in particular carbide cutting tools, in which the cutting tool, during relative movement, interacts with an abrasive element on an elastic binder containing abrasive particles, with processing cutting, so that the particles of the abrasive element affect the geometry of the edge of the cutting tool, in which the dimensions of the abrasive element are essentially adapted to the dimensions of the corresponding cutting tool being prepared, and the abrasive element is placed in a replaceable holder located in the area of the processing device, in particular a sharpening machine , for example, in the working area of a sharpening machine or other processing device, in which the abrasive element is successively completely cut off by the prepared cutting tools. The essential properties and advantages of the method are directly related to the device disclosed and described above, so the properties and advantages of the device can be used to characterize the method according to the invention.

Особое преимущество заключается в том, что подготовка режущей кромки может быть выполнена в том же зажиме непосредственно после первоначального придания формы режущему инструменту или после переточки режущего инструмента на том же обрабатывающем устройстве, например, заточном станке или другом обрабатывающем устройстве. С одной стороны, это устраняет необходимость в дополнительном оборудовании для отдельной подготовки режущей кромки, а с другой стороны, подготовка режущей кромки может быть выполнена непосредственно в том же зажиме и на том же заточном станке или обрабатывающем устройстве, на котором также выполняется базовая обработка режущего инструмента. Кроме того, подготовка режущей кромки может также выполняться после заточки уже использованного режущего инструмента, что позволяет воспользоваться преимуществами подготовки режущей кромки, в том числе, на таких переточенных режущих инструментах.A particular advantage is that the preparation of the cutting edge can be carried out in the same clamp directly after the initial shaping of the cutting tool or after regrinding the cutting tool on the same processing device, for example, a sharpening machine or other processing device. On the one hand, this eliminates the need for additional equipment for separate preparation of the cutting edge, and on the other hand, the preparation of the cutting edge can be carried out directly in the same clamp and on the same sharpening machine or processing device on which the basic processing of the cutting tool is also carried out . In addition, cutting edge preparation can also be carried out after sharpening an already used cutting tool, allowing the benefits of cutting edge preparation to be reaped also on such re-sharpened cutting tools.

Особенно выгоден вариант, в котором относительное перемещение абразивного и режущего инструмента, в частности, наложение направлений и частот вращения, позволяет адаптировать в широких пределах скорость резания при срезании абразивного элемента. Многие параметры подготовки режущей кромки зависят от скорости резания во время подготовки режущей кромки и поэтому могут использоваться специально для контроля результатов подготовки режущей кромки благодаря возможности изменения скорости резания в широких пределах.Particularly advantageous is the option in which the relative movement of the abrasive and cutting tool, in particular, the superposition of directions and rotational speeds, makes it possible to adapt the cutting speed over a wide range when cutting the abrasive element. Many cutting edge preparation parameters depend on the cutting speed during edge preparation and can therefore be used specifically to control the results of cutting edge preparation due to the ability to vary the cutting speed over a wide range.

Также возможен вариант, в котором абразивный и/или режущий инструмент совершает вращательные движения во время срезания абразивного элемента. Таким образом, в дополнение к обычному вращению режущего инструмента можно вращать абразивный элемент, при необходимости в противоположных направлениях или с разными скоростями вращения. В частности, наложение вращательного движения абразивного и/или режущего инструмента позволяет целенаправленно округлять и/или отклонять режущую кромку режущего инструмента, и/или получать асимметричные профили режущей кромки и/или профили режущей кромки, изменяющиеся по диаметру инструмента.It is also possible for the abrasive and/or cutting tool to perform rotational movements while cutting the abrasive element. Thus, in addition to the normal rotation of the cutting tool, the abrasive element can be rotated, if necessary in opposite directions or at different rotation speeds. In particular, the superimposition of the rotational movement of the abrasive and/or cutting tool allows the cutting edge of the cutting tool to be purposefully rounded and/or deflected, and/or to obtain asymmetrical cutting edge profiles and/or cutting edge profiles that vary along the diameter of the tool.

Также возможен вариант, в котором только подготавливаемый режущий инструмент совершает необходимые поступательные и вращательные движения во время подготовки режущей кромки.It is also possible that only the cutting tool being prepared makes the necessary translational and rotational movements during the preparation of the cutting edge.

Также возможен вариант, в котором абразивный элемент с участками с различной степенью твердости связующего формирует переменные закругления по площади режущей кромки режущего инструмента. Для этого абразивный элемент может быть специально изготовлен с локально или выборочно изменяющейся степенью твердости связующего, адаптированной к подготавливаемому режущему инструменту, что влияет на локальное резание режущим инструментом и, тем самым, локальную подготовку режущей кромки.It is also possible that the abrasive element with sections with different degrees of hardness of the binder forms variable roundings over the area of the cutting edge of the cutting tool. For this purpose, the abrasive element can be specially manufactured with a locally or selectively varying degree of binder hardness, adapted to the cutting tool being prepared, which affects the local cutting of the cutting tool and thereby the local preparation of the cutting edge.

Также возможен вариант, в котором благодаря вытянутому в осевом направлении отверстию, которое соответствует диаметру режущего инструмента, и в котором режущий инструмент не подвергается воздействию частиц абразивного элемента, абразивный элемент осуществляет подготовку режущей кромки только на определенных участках режущего инструмента, в частности, например, главной режущей кромке сверла, при этом другие участки, в частности, поперечная режущая кромка сверла, не закругляются.It is also possible that, thanks to an axially elongated hole that corresponds to the diameter of the cutting tool, and in which the cutting tool is not exposed to particles of the abrasive element, the abrasive element prepares the cutting edge only in certain areas of the cutting tool, in particular, for example, the main cutting edge of the drill, while other areas, in particular the transverse cutting edge of the drill, are not rounded.

Кроме того, абразивный элемент может иметь внешние размеры, адаптированные к диаметру режущего инструмента, что позволяет осуществлять подготовку режущей кромки только на определенных участках режущей кромки режущего инструмента.In addition, the abrasive element can have external dimensions adapted to the diameter of the cutting tool, which allows the cutting edge to be prepared only in certain areas of the cutting edge of the cutting tool.

Для определенных подготавливаемых режущих инструментов возможен вариант, в котором режущий инструмент с главной и вспомогательной режущими кромками, в частности фреза, развертка и/или ступенчатое сверло, для подготовки своей главной или вспомогательной режущей кромки прорезает последовательно установленные абразивные элементы с различными свойствами. При этом, например, главные режущие кромки развертки могут быть подготовлены абразивным элементом, форма или размер которого отличаются от абразивного элемента для вспомогательных режущих кромок, что позволяет получить оптимальный результат подготовки главных или вспомогательных режущих кромок в каждом случае.For certain prepared cutting tools, it is possible for a cutting tool with a main and a secondary cutting edge, in particular a milling cutter, a reamer and/or a step drill, to prepare its main or secondary cutting edge, cutting through sequentially installed abrasive elements with different properties. In this case, for example, the main cutting edges of the reamer can be prepared with an abrasive element, the shape or size of which is different from the abrasive element for the auxiliary cutting edges, which makes it possible to obtain an optimal result for the preparation of the main or auxiliary cutting edges in each case.

Кроме того, изобретение относится к абразивному элементу для осуществления способа по пункту 16, в котором окружные размеры цилиндрического абразивного элемента, по существу, соответствуют окружным размерам подготавливаемого режущего инструмента.In addition, the invention relates to an abrasive element for carrying out the method according to paragraph 16, in which the circumferential dimensions of the cylindrical abrasive element essentially correspond to the circumferential dimensions of the cutting tool being prepared.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Особенно предпочтительный вариант осуществления устройства, предложенного изобретением, представлен на чертежах, на которых изображено:A particularly preferred embodiment of the device according to the invention is shown in the drawings, which show:

Фигура 1: принципиальная схема основной структуры и функционирования устройства согласно изобретению, расположенного в держателе шлифовального круга перед подготовкой режущей кромки сверла.Figure 1: Schematic diagram of the basic structure and operation of the device according to the invention, located in the grinding wheel holder before preparing the cutting edge of the drill.

Фигура 2: устройство согласно изобретению, изображенное на фигуре 1, с дополнительной направляющей втулкой перед подготовкой режущей кромки однолезвийного сверла с большим вылетом.Figure 2: The device according to the invention shown in Figure 1, with an additional guide sleeve before preparing the cutting edge of a single-edge long reach drill.

Фигуры 3а-3с: виды и разрезы абразивных элементов различной конструкции в устройстве согласно изобретению, изображенном на фигуре 1.Figures 3a-3c: views and sections of abrasive elements of various designs in the device according to the invention, shown in figure 1.

Фигуры 4a-4d: разрезы сменного держателя и расположенных в нем абразивных элементов для подготовки режущей кромки различных режущих инструментов.Figures 4a-4d: sections of the replaceable holder and the abrasive elements located in it for preparing the cutting edge of various cutting tools.

Фигура 5: магазин в виде поддона на устройстве согласно изобретению с гнездами для размещения ряда сменных держателей и расположенных в них абразивных элементов.Figure 5: a magazine in the form of a tray on a device according to the invention with slots for accommodating a number of replaceable holders and abrasive elements located in them.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

На фиг. 1 изображена принципиальная схема основной структуры и функционирования устройства 1 согласно изобретению, расположенного, например, в держателе 3 шлифовального круга 14 перед подготовкой режущей кромки режущего инструмента 5, в данном случае сверла. Устройство 1 расположено на стандартном держателе инструмента, в данном случае конусном держателе 10 шлифовального круга 14, обычно используемом в доступных на рынке заточных станках. При этом конкретное исполнение держателя устройства 1 со стороны заточного станка имеет второстепенное значение и может соответствовать любому типу механических интерфейсов к заточному станку. Такие компоновки также возможны на других обрабатывающих устройствах, в частности, сверлильных, токарных или аналогичных станках. Показанная на фигурах конструкция заточного станка приведена лишь для примера и может быть изменена многими способами.In fig. 1 shows a schematic diagram of the basic structure and functioning of the device 1 according to the invention, located, for example, in the holder 3 of the grinding wheel 14 before preparing the cutting edge of the cutting tool 5, in this case a drill. The device 1 is located on a standard tool holder, in this case a cone holder 10 of the grinding wheel 14, commonly used in commercially available sharpening machines. In this case, the specific design of the device holder 1 on the sharpening machine side is of secondary importance and can correspond to any type of mechanical interfaces to the sharpening machine. Such arrangements are also possible on other processing devices, in particular drilling, lathe or similar machines. The sharpening machine design shown in the figures is for illustrative purposes only and can be modified in many ways.

На коническом держателе 10 в рабочей зоне заточного станка расположен приемный фланец 3 для крепления шлифовального круга 14, на который отверстием надвигают шлифовальный круг 14 и фиксируют обычным способом на резьбе 8 накидной гайкой 9. Этот приемный фланец 3 обычно изготавливается из массива материала и не имеет никакой другой функции, кроме крепления шлифовального круга 14.On the conical holder 10 in the working area of the sharpening machine there is a receiving flange 3 for attaching the grinding wheel 14, onto which the grinding wheel 14 is pushed through the hole and fixed in the usual way on the thread 8 with a union nut 9. This receiving flange 3 is usually made of solid material and has no another function other than attaching the grinding wheel 14.

Согласно изобретению, часть этого приемного фланца 3, в остальном состоящего из массива материала, расположенная по центру в рабочей зоне заточного станка, служит для крепления устройства 1 согласно изобретению. Для этого в приемном фланце 3 со стороны рабочей зоны заточного станка выполнено центральное продольное отверстие 11 в виде глухого отверстия, в которое может быть вставлен выполненный в форме втулки и легко заменяемый держатель 4 для абразивного элемента 2, который будет подробно раскрыт ниже. Благодаря такому расположению устройство 1 не мешает нормальной работе заточного станка и при этом формирует гнездо для абразивного элемента 2, которое может быть использовано для подготовки режущей кромки режущего инструмента 5.According to the invention, a part of this receiving flange 3, otherwise consisting of a solid material, located centrally in the working area of the sharpening machine, serves to fasten the device 1 according to the invention. For this purpose, in the receiving flange 3 on the side of the working area of the sharpening machine, a central longitudinal hole 11 is made in the form of a blind hole, into which a sleeve-shaped and easily replaceable holder 4 for the abrasive element 2, which will be described in detail below, can be inserted. Thanks to this arrangement, device 1 does not interfere with the normal operation of the sharpening machine and at the same time forms a socket for the abrasive element 2, which can be used to prepare the cutting edge of the cutting tool 5.

Сменный держатель 4 имеет наружный диаметр, позволяющий вставлять его в продольное отверстие 11 приемного фланца 3 практически без зазора. Сменный держатель 4 может быть закреплен в продольном отверстии 11 с помощью резьбы 6 на конце наружной поверхности сменного держателя 4, которая может быть ввинчена в соответствующую ответную резьбу в продольном отверстии 11. Кроме того, сменный держатель 4 можно было бы зафиксировать в продольном отверстии 11 путем запрессовки или иной фиксации с геометрическим или силовым замыканием при условии обеспечения фиксации без возможности проворачивания и сохранения возможности легкой замены сменного держателя 4.The replaceable holder 4 has an outer diameter that allows it to be inserted into the longitudinal hole 11 of the receiving flange 3 with virtually no gap. The replacement holder 4 can be secured in the longitudinal hole 11 by means of a thread 6 on the end of the outer surface of the replacement holder 4, which can be screwed into a corresponding mating thread in the longitudinal hole 11. In addition, the replacement holder 4 could be secured in the longitudinal hole 11 by pressing or other fixation with geometric or forceful closure, provided that fixation is ensured without the possibility of rotation and the possibility of easy replacement of the replaceable holder 4 is maintained.

Внутри выполненного в виде втулки сменного держателя 4 также имеется отверстие 23, в которое может быть вставлен или запрессован без возможности проворачивания цилиндрический абразивный элемент 2, который можно использовать для взаимодействия с режущими кромками 7 режущего инструмента 5 в рамках подготовки режущих кромок режущего инструмента 5. Абразивный элемент 2 представляет собой матрицу абразивных частиц на эластичном связующем, например, абразивных твердосплавных частиц на подобном резине связующем.Inside the replaceable holder 4, made in the form of a sleeve, there is also a hole 23 into which a cylindrical abrasive element 2 can be inserted or pressed without the possibility of rotation, which can be used to interact with the cutting edges 7 of the cutting tool 5 as part of the preparation of the cutting edges of the cutting tool 5. Abrasive element 2 is a matrix of abrasive particles on an elastic binder, for example, abrasive carbide particles on a rubber-like binder.

Внешние размеры цилиндра абразивного элемента 2 соответствуют окружным размерам режущего инструмента 5, в данном случае наружному диаметру сверла, причем наружный диаметр абразивного элемента немного превышает наружный диаметр режущего инструмента 5, то есть режущие кромки режущего инструмента 5 во время подготовки режущей кромки вступают в контакт только с абразивным элементом, а не со сменным держателем 4.The external dimensions of the cylinder of the abrasive element 2 correspond to the circumferential dimensions of the cutting tool 5, in this case the outer diameter of the drill, and the outer diameter of the abrasive element slightly exceeds the outer diameter of the cutting tool 5, that is, the cutting edges of the cutting tool 5 during preparation of the cutting edge come into contact only with abrasive element, and not with a replaceable holder 4.

Теперь, чтобы выполнить подготовку режущей кромки режущего инструмента 5, режущий инструмент 5 в форме сверла, например, после базовой шлифовки формы инструмента шлифовальным кругом 14, размещают перед устройством 1 в продольном отверстии 11 приемного фланца 3 таким образом, чтобы ось режущего инструмента 5 и продольное отверстие 11 и, тем самым, сменный держатель 4 располагались на одной оси. Во время относительного вращения режущего инструмента 5 и абразивного элемента 2 режущий инструмент 5 подают к абразивному элементу 2 в направлении подачи до тех пор, пока режущие кромки режущего инструмента 5 не будут взаимодействовать предусмотренным образом с режущими кромками режущего инструмента 5, срезать его и, тем самым, подготавливаться. При этом абразивный элемент 2 срезают, по меньшей мере, частично, вследствие чего он укорачивается в продольном направлении. После подготовки режущих кромок режущего инструмента 5 режущий инструмент 5 перемещают обратно из сменного держателя 4 в направлении, противоположном направлению подачи 24, после чего он может быть извлечен в готовом к использованию состоянии.Now, in order to prepare the cutting edge of the cutting tool 5, the cutting tool 5 in the form of a drill, for example, after basic grinding of the tool shape with a grinding wheel 14, is placed in front of the device 1 in the longitudinal hole 11 of the receiving flange 3 so that the axis of the cutting tool 5 and the longitudinal the hole 11 and thus the replacement holder 4 were located on the same axis. During the relative rotation of the cutting tool 5 and the abrasive element 2, the cutting tool 5 is fed towards the abrasive element 2 in the feed direction until the cutting edges of the cutting tool 5 interact in the intended manner with the cutting edges of the cutting tool 5, cutting it off and thereby , prepare. In this case, the abrasive element 2 is cut off at least partially, as a result of which it is shortened in the longitudinal direction. After preparing the cutting edges of the cutting tool 5, the cutting tool 5 is moved back from the replacement holder 4 in a direction opposite to the feed direction 24, after which it can be removed in a ready-to-use state.

Затем процесс может быть повторен со следующим режущим инструментом 5, при этом абразивный элемент 2 последовательно срабатывается и подлежит замене при достижении предельного износа. Для этого весь сменный держатель 4 с остатком абразивного элемента 2 извлекают из продольного отверстия 11 и заменяют сменным держателем 4, в который предварительно установлен новый абразивный элемент 2. Благодаря возможности быстрой замены сменного держателя 4 с абразивным элементом 2 работа может быть продолжена немедленно. Другие подобные сменные держатели 4 могут храниться, например, в других гнездах шлифовальных кругов, что позволяет использовать их в той же подготовке. Таким образом, замена абразивного элемента 2 может быть отложена до завершения работы или достижения предельного износа шлифовальных кругов 14.Then the process can be repeated with the next cutting tool 5, while the abrasive element 2 is sequentially actuated and must be replaced when the wear limit is reached. To do this, the entire replacement holder 4 with the remainder of the abrasive element 2 is removed from the longitudinal hole 11 and replaced with a replacement holder 4, in which a new abrasive element 2 is pre-installed. Thanks to the ability to quickly replace the replacement holder 4 with the abrasive element 2, work can continue immediately. Other similar interchangeable holders 4 can be stored, for example, in other slots of the grinding wheels, which allows them to be used in the same preparation. Thus, replacement of the abrasive element 2 can be postponed until the work is completed or the grinding wheels 14 reach their wear limit.

На фиг. 2 показано модифицированное устройство 1 согласно фиг. 1, которое было модифицировано для подготовки режущей кромки режущего инструмента 13 с большим вылетом, в данном случае, например, однолезвийного сверла. Поскольку такие режущие инструменты 13 с большим вылетом легко отклоняются вбок и начинают колебаться во время шлифовальной обработки, в том числе подготовки режущей кромки, режущий инструмент 13 в данном случае направляют и поддерживают направляющей втулкой 12, расположенной в передней части сменного держателя 4, что позволяет максимально снизить или вообще исключить негативное влияние большого вылета.In fig. 2 shows a modified device 1 according to FIG. 1, which has been modified to prepare the cutting edge of a long overhang cutting tool 13, in this case, for example, a single-edge drill. Since such long-reach cutting tools 13 are easily deflected to the side and begin to oscillate during grinding processing, including cutting edge preparation, the cutting tool 13 in this case is guided and supported by a guide sleeve 12 located in the front part of the replacement holder 4, which allows maximum reduce or completely eliminate the negative impact of long overhang.

На фигурах 3а-3с показаны виды и разрезы абразивных элементов 2 различной конструкции в устройстве 1 согласно изобретению, показанном на фигуре 1, которые представляют собой примеры возможных модификаций абразивного элемента 2.Figures 3a-3c show views and sections of abrasive elements 2 of various designs in the device 1 according to the invention shown in figure 1, which represent examples of possible modifications of the abrasive element 2.

На фигуре 3а показан абразивный элемент 2, который является однородным по всей площади резания абразивного элемента 2, что также показано на фигуре 1.Figure 3a shows an abrasive element 2 that is uniform over the entire cutting area of the abrasive element 2, which is also shown in Figure 1.

На фигуре 3b показан абразивный элемент 2 с центральным отверстием 15, который можно использовать, например, для подготовки режущих кромок сверла в качестве режущего инструмента 5. В области отверстия 15 сверло не взаимодействует с абразивным элементом 2, так как там нет абразивного материала. В результате режущий инструмент 5, выполненный в виде сверла, не подвергается воздействию в области чувствительной поперечной режущей кромки и сохраняет существующую форму, обусловленную предыдущей операцией шлифования шлифовальным кругом 14. Только в области главных режущих кромок осуществляется подготовка главных режущих кромок абразивным элементом 2 в форме втулки.Figure 3b shows an abrasive element 2 with a central hole 15, which can be used, for example, to prepare the cutting edges of a drill as a cutting tool 5. In the area of the hole 15, the drill does not interact with the abrasive element 2, since there is no abrasive material there. As a result, the cutting tool 5, made in the form of a drill, is not affected in the area of the sensitive transverse cutting edge and retains the existing shape due to the previous grinding operation with the grinding wheel 14. Only in the area of the main cutting edges is the preparation of the main cutting edges carried out by the abrasive element 2 in the form of a sleeve .

Также возможен вариант, показанный на фигуре 3с, в котором наружная область 17 и сердцевина 16 абразивного элемента 2 изготовлены из разных абразивных частиц или одинаковых абразивных частиц с разной твердостью связующего и, следовательно, различными режущими свойствами. Например, сердцевина абразивного элемента 2 может иметь более высокую твердость связующего по сравнению с наружной областью, чтобы свести к минимуму упругие деформации на внутренней режущей кромке режущего инструмента 5. Здесь возможны различные модификации абразивного элемента 2 в зависимости от подготавливаемого режущего инструмента 5 и его формы.It is also possible, as shown in figure 3c, in which the outer region 17 and the core 16 of the abrasive element 2 are made of different abrasive particles or identical abrasive particles with different binder hardness and, therefore, different cutting properties. For example, the core of the abrasive element 2 may have a higher binder hardness compared to the outer region in order to minimize elastic deformations on the inner cutting edge of the cutting tool 5. Here, various modifications of the abrasive element 2 are possible depending on the cutting tool 5 being prepared and its shape.

На фигурах 4a-4d показаны разрезы сменного держателя 4 и расположенных в нем абразивных элементов 21, 22 для подготовки режущей кромки различных режущих инструментов 18, 19 и 20. Все инструменты 18, 19 и 20 объединяет то, что они имеют различные главные и вспомогательные режущие кромки, которые не могут быть подготовлены легко или вообще за один проход.Figures 4a-4d show sections of the replaceable holder 4 and the abrasive elements 21, 22 located in it for preparing the cutting edge of various cutting tools 18, 19 and 20. All tools 18, 19 and 20 have in common the fact that they have different main and auxiliary cutting edges that cannot be prepared easily or at all in one pass.

Например, развертка 18 на фигуре 4а может быть подготовлена с использованием участка 22 абразивного элемента 2 на главных режущих кромках и одновременно участка 21 абразивного элемента 2 на вспомогательных режущих кромках. Также возможна подготовка вспомогательных режущих кромок, как показано на фигуре 4b, только с использованием участка 21 абразивного элемента 2 на вспомогательных режущих кромках в отдельной операции после подготовки главных режущих кромок.For example, the reamer 18 in figure 4a can be prepared using a section 22 of the abrasive element 2 on the main cutting edges and simultaneously a section 21 of the abrasive element 2 on the auxiliary cutting edges. It is also possible to prepare the auxiliary cutting edges, as shown in figure 4b, only by using the portion 21 of the abrasive element 2 on the auxiliary cutting edges in a separate operation after preparing the main cutting edges.

На фигуре 4 с показана подготовка режущей кромки ступенчатого сверла 19, обе ступени которого подготавливают одновременно с использованием двух участков 21 и 22 абразивного элемента 2, например, с разными характеристиками связующего.Figure 4 c shows the preparation of the cutting edge of a step drill 19, both stages of which are prepared simultaneously using two sections 21 and 22 of the abrasive element 2, for example, with different binder characteristics.

На фигуре 4d показана подготовка режущей кромки фрезы 20 только на вспомогательных режущих кромках, взаимодействующих с участком 21 абразивного элемента 2.Figure 4d shows the preparation of the cutting edge of the cutter 20 only on the auxiliary cutting edges interacting with the section 21 of the abrasive element 2.

На фигуре 5 показана возможная конфигурация магазина 25 в виде поддона на устройстве 1 согласно изобретению с гнездами 26 для приема ряда сменных держателей 4 и расположенных в них абразивных элементов 2. В таком магазине 25 в форме поддона могут храниться сменные держатели 4 с абразивными элементами 2 одинакового или различного диаметра. Это позволяет легко и автоматически заменять сменные держатели 4 с необходимыми абразивными элементами 2, то есть реализовать быстрое и автоматизированное взаимодействие между соответствующим изготавливаемым режущим инструментом 5 и подходящим абразивным элементом 2 для множества заточенных инструментов 5. Устройство, которое здесь в качестве примера выполнено в виде магазина 25 в форме поддона, может иметь круглую, квадратную или прямоугольную форму и, в зависимости от размеров, содержать определенное количество гнезд 26 для сменных держателей 4 с абразивными элементами 2.Figure 5 shows a possible configuration of a magazine 25 in the form of a pallet on a device 1 according to the invention with slots 26 for receiving a number of replaceable holders 4 and abrasive elements 2 located in them. In such a magazine 25 in the form of a tray, replaceable holders 4 with abrasive elements 2 of the same type can be stored or different diameters. This makes it possible to easily and automatically replace replaceable holders 4 with the necessary abrasive elements 2, that is, to realize a fast and automated interaction between the corresponding cutting tool 5 to be manufactured and a suitable abrasive element 2 for a plurality of sharpened tools 5. The device, which is here exemplified as a magazine 25 in the form of a tray, can have a round, square or rectangular shape and, depending on the size, contain a certain number of slots 26 for replaceable holders 4 with abrasive elements 2.

Далее будут кратко раскрыты существенные признаки и преимущества изобретения:The following will briefly describe the essential features and advantages of the invention:

Основная идея предложенного изобретением способа заключается в использовании изготовленного из абразивных частиц на эластичном связующем абразивного элемента 2, который в данном случае для примера установлен в специально разработанный держатель 3 шлифовального круга. Во время определенного резания такого абразивного элемента 2 происходит процесс съема материала с режущей кромки режущего инструмента 5, который можно использовать для заданной подготовки. Этот процесс осуществляется, например, на обычном заточном станке и, тем самым, может быть интегрирован в конец технологической цепочки производства или переточки инструмента без дополнительных усилий по обработке. Съем материала, необходимый для подготовки, происходит в результате относительного перемещения абразивного элемента 2 и режущего инструмента 5. Цилиндрический абразивный элемент 2 зажимают при этом, например, в фиксированном положении в держателе 3 шлифовального круга, в то время как необходимые поступательные и вращательные движения совершаются подготавливаемым режущим инструментом 5.The main idea of the method proposed by the invention is to use an abrasive element 2 made of abrasive particles on an elastic binder, which in this case, for example, is installed in a specially designed grinding wheel holder 3. During a certain cutting of such an abrasive element 2, the process of removing material from the cutting edge of the cutting tool 5 occurs, which can be used for a given preparation. This process is carried out, for example, on a conventional sharpening machine and can therefore be integrated at the end of the production chain or tool regrinding without additional processing effort. The material removal required for preparation occurs as a result of the relative movement of the abrasive element 2 and the cutting tool 5. The cylindrical abrasive element 2 is clamped, for example, in a fixed position in the grinding wheel holder 3, while the necessary translational and rotational movements are performed by the one being prepared cutting tool 5.

Кроме того, в этом случае можно задать определенное закругление и наклон режущей кромки путем преднамеренного наложения направлений вращения режущего инструмента 5 и держателя 3 шлифовального круга. Кроме того, в зоне резания режущего инструмента 5 могут быть созданы различные закругления путем использования структуры абразивного элемента 2 с различной степенью твердости. Закругление поперечной режущей кромки режущего инструмента 5 установленными методами подготовки представляет собой известную проблему. Благодаря использованию абразивного элемента 2 с отверстием 15, адаптированным к диаметру 5 инструмента, можно адаптировать главные режущие кромки, например, сверла 5 к процессу подготовки, избегая при этом округления поперечной режущей кромки. То же самое справедливо для точной подгонки диаметра абразивного элемента 2 к диаметру подготавливаемого режущего инструмента 5.In addition, in this case, it is possible to set a certain rounding and inclination of the cutting edge by deliberately superimposing the rotation directions of the cutting tool 5 and the grinding wheel holder 3. In addition, various curves can be created in the cutting zone of the cutting tool 5 by using the structure of the abrasive element 2 with different degrees of hardness. Rounding the transverse cutting edge of a cutting tool with established preparation methods is a known problem. By using an abrasive element 2 with a hole 15 adapted to the diameter 5 of the tool, it is possible to adapt the main cutting edges, for example, of the drill 5 to the preparation process, while avoiding rounding of the transverse cutting edge. The same is true for precise adjustment of the diameter of the abrasive element 2 to the diameter of the cutting tool 5 being prepared.

Кроме того, благодаря свободной кинематике процесса существуют дополнительные области применения, такие как подготовка разверток, микрофрез и ступенчатых сверл.In addition, thanks to the free kinematics of the process, there are additional applications such as the preparation of reamers, micro-mills and step drills.

Обработка резанием абразивного элемента 2 приводит к съему материала на режущей кромке режущего инструмента 5, в результате чего она скругляется. Преимущество предложенного изобретением способа заключается в том, что изготовление инструмента (шлифование макроструктуры) и заданное изготовление микроструктуры режущей кромки может осуществляться, например, на одном и том же заточном станке или обрабатывающем устройстве. Вследствие обработки резанием абразивного элемента 2 постоянно используется свежая абразивная среда, поэтому в течение всего процесса действуют постоянные условия подготовки. При этом воздействие на инструмент ограничено участками режущего инструмента 5, вступающими в контакт с абразивным элементом 2, что является преимуществом по сравнению с другими процессами подготовки, такими как волочильное шлифование или струйно-абразивное резание. Помимо низких инвестиционных затрат, снижаются затраты на подготовку одного инструмента, так как абразивные элементы 2 можно быстро и легко заменять.Cutting the abrasive element 2 leads to the removal of material on the cutting edge of the cutting tool 5, as a result of which it is rounded. The advantage of the method proposed by the invention is that the production of the tool (grinding of the macrostructure) and the specified production of the microstructure of the cutting edge can be carried out, for example, on the same sharpening machine or processing device. Due to the cutting process of the abrasive element 2, fresh abrasive medium is constantly used, so that constant preparation conditions apply throughout the entire process. In this case, the impact on the tool is limited to the areas of the cutting tool 5 that come into contact with the abrasive element 2, which is an advantage compared to other preparation processes, such as wire-drawing grinding or jet-abrasive cutting. In addition to low investment costs, the preparation costs per tool are reduced, since the abrasive elements 2 can be quickly and easily replaced.

В уровне техники округление режущих кромок режущих инструментов 13 с большим вылетом, то есть большим отношением длины к диаметру (отношение l/d), в частности, требует особого обращения и сложного управления процессом, если необходимо выполнить подходящую подготовку режущей кромки. Предложенное изобретением устройство позволяет подготавливать такие режущие инструменты 13 с большим вылетом в кратчайшие сроки на заточном станке или обрабатывающем устройстве благодаря простой кинематике, обработке в одном и том же зажиме и в рамках существующих производственных процессов. Тем не менее, помимо режущих инструментов 13 с высоким отношением l/d, обычные вращательно-симметричные режущие инструменты также могут быть подготовлены этим способом путем незначительной модификации абразивных элементов 2.In the prior art, the rounding of cutting edges of cutting tools 13 with a large overhang, that is, a large length-to-diameter ratio (l/d ratio), in particular requires special handling and complex process control if a suitable cutting edge preparation is to be carried out. The device proposed by the invention makes it possible to prepare such long overhang cutting tools 13 in the shortest possible time on a sharpening machine or processing device thanks to simple kinematics, processing in the same clamp and within the framework of existing production processes. However, in addition to cutting tools 13 with a high l/d ratio, conventional rotationally symmetrical cutting tools can also be prepared in this way by slightly modifying the abrasive elements 2.

Помимо закругления режущих кромок на новых инструментах 5, способ согласно изобретению также можно использовать для подготовки переточенных режущих инструментов 5, то есть уже покрытых слоем твердосплавного материала на определенных функциональных поверхностях. Согласно современному уровню знаний, целенаправленная обработка таких инструментов с использованием существующих в настоящее время процессов невозможна, что означает, что производительность восстановленных режущих инструментов 5 обычно оказывается значительно ниже, чем у новых режущих инструментов 5.In addition to rounding the cutting edges on new tools 5, the method according to the invention can also be used to prepare reground cutting tools 5, that is, already coated with a layer of carbide material on certain functional surfaces. According to the current state of knowledge, targeted processing of such tools using currently existing processes is not possible, which means that the productivity of reconditioned cutting tools 5 is usually significantly lower than that of new cutting tools 5.

Для реализации устройства 1 согласно изобретению решающее значение имеет размещение сменного держателя 4, например, в держателе 3 шлифовального круга. Держатели 3 шлифовального круга, обычно используемые на заточных станках, имеют соответствующие интерфейсы к шпинделю заточного станка. Они обычно выполняются в виде полого конического хвостовика (HSK), конического хвостовика (SK) или других, обычно стандартизированных интерфейсов, чтобы обеспечить высокую степень гибкости и точности при замене шлифовального круга. В данном случае шлифовальные круги для заточки инструмента обычно размещаются на оправке 3, например, с диаметром d=20 мм, установленной с помощью распорных колец и закрепленной зажимной гайкой 9. Сердечник оправки 3 до сих пор не выполнял никаких функций. Благодаря установке сменного держателя 4, в данном случае в отверстии 11 с внутренней резьбой, оправка 3 получает дополнительную функцию, а возможности применения держателя шлифовального круга 3 значительно расширяются. Помимо крепления сменного держателя 4, другие функциональные элементы, которые не служат цели подготовки режущей кромки, также могут быть установлены с помощью резьбового или иного соединения. Соответствующие гнезда могут быть предусмотрены на других обрабатывающих устройствах, например, токарных станках, сверлильных станках или другом специальном или универсальном оборудовании.For the implementation of the device 1 according to the invention, the placement of the replaceable holder 4, for example in the holder 3 of the grinding wheel, is decisive. Grinding wheel holders 3, commonly used on sharpening machines, have corresponding interfaces to the grinding machine spindle. They are typically designed as a hollow shank shank (HSK), a tapered shank (SK) or other, usually standardized interfaces to provide a high degree of flexibility and precision when changing the grinding wheel. In this case, grinding wheels for sharpening the tool are usually placed on a mandrel 3, for example, with a diameter of d=20 mm, mounted using spacer rings and secured with a clamping nut 9. The core of the mandrel 3 has not yet performed any functions. By installing a replaceable holder 4, in this case in a hole 11 with an internal thread, the mandrel 3 receives an additional function and the possibilities of using the grinding wheel holder 3 are significantly expanded. In addition to attaching the replacement holder 4, other functional elements that do not serve the purpose of preparing the cutting edge can also be installed using a threaded or other connection. Corresponding sockets may be provided on other machining devices, such as lathes, drilling machines or other special or general-purpose equipment.

Абразивные элементы 2, разработанные специально для подготовки режущих кромок, содержат эластичное связующее абразивных частиц со степенью твердости, определяемой для соответствующей области применения. При этом речь идет о вращательно-симметричном абразивном элементе 2, содержащем мелкие или более крупные абразивные частицы, например, частицы карбида кремния, диоксида алюминия или алмаза, и последовательно полностью срезаемом подготавливаемыми режущими инструментами 5. Вращательно-симметричные абразивные элементы 2 адаптированы к диаметру подготавливаемого режущего инструмента 5, изготавливаются с очень малым припуском и запрессовываются в сменный держатель 4. Таким образом, можно предотвратить или значительно снизить округление открытых режущих кромок режущего инструмента 5 по сравнению с существующими методами. В дополнение к вращательно-симметричным основным инструментам с фиксированной твердостью можно также изготавливать абразивные элементы 2 с различной степенью твердости, соответственно адаптированные к области применения и обрабатываемым диаметрам. В частности, может оказаться необходимым придать сердцевине 16 абразивного элемента 2 более высокую твердость, чем наружной области 17, что позволит равномерно закруглять режущую кромку вследствие упругой деформации вращательно-симметричного абразивного элемента 2.The abrasive elements 2, designed specifically for the preparation of cutting edges, contain an elastic binder of abrasive particles with a degree of hardness determined for the respective application. In this case, we are talking about a rotationally symmetrical abrasive element 2 containing small or larger abrasive particles, for example, particles of silicon carbide, aluminum dioxide or diamond, and sequentially completely cut off by the prepared cutting tools 5. The rotationally symmetrical abrasive elements 2 are adapted to the diameter of the prepared cutting tool 5 are manufactured with a very small allowance and are pressed into a replaceable holder 4. In this way, rounding of the open cutting edges of the cutting tool 5 can be prevented or significantly reduced compared to existing methods. In addition to rotationally symmetrical basic tools with a fixed hardness, it is also possible to produce abrasive elements 2 with different degrees of hardness, respectively adapted to the application area and the diameters being processed. In particular, it may be necessary to give the core 16 of the abrasive element 2 a higher hardness than the outer region 17, which will allow the cutting edge to be uniformly rounded due to elastic deformation of the rotationally symmetrical abrasive element 2.

Кроме того, кинематика процесса дает возможность, например, путем наложения направлений и скоростей вращения, охватить широкий диапазон параметров в части скоростей резания абразивного элемента 2, независимо от производительности шпинделя заготовки и шпинделя инструмента. Кроме того, разнонаправленные, встречные и сонаправленные перемещения держателя 3 шлифовального круга со встроенным абразивным элементом 2 и подготавливаемого режущего инструмента 5 позволяют регулировать наклон режущей кромки, форм-фактор к. Благодаря наличию отверстий 15, сердцевин 16 различной твердости, абразивных частиц и размеров зерен, а также гибкой форме абразивных элементов 2, этот процесс может быть перенесен на множество различных вариантов режущих инструментов 5. Кроме того, путем наложения осей держателя 3 шлифовального круга может быть разработана и реализована другая кинематика, которая приближается к операции фрезерования и, таким образом, позволяет подготавливать различные фрезы 5 целенаправленно на торцевой и/или окружной режущей кромке.In addition, the kinematics of the process makes it possible, for example, by superimposing directions and rotation speeds, to cover a wide range of parameters in terms of cutting speeds of the abrasive element 2, regardless of the performance of the workpiece spindle and the tool spindle. In addition, multidirectional, counter and co-directional movements of the grinding wheel holder 3 with a built-in abrasive element 2 and the prepared cutting tool 5 make it possible to adjust the inclination of the cutting edge, form factor k. Due to the presence of holes 15, cores 16 of different hardness, abrasive particles and grain sizes, as well as the flexible shape of the abrasive elements 2, this process can be transferred to many different variants of cutting tools 5. In addition, by superimposing the axes of the grinding wheel holder 3, other kinematics can be developed and implemented that approximate the milling operation and thus allow prepare various cutters 5 specifically on the end and/or circumferential cutting edge.

В дополнение к описанному выше использованию абразивных элементов 2 для подготовки режущей кромки, устройство 1 может быть расширено путем установки измерительной техники или датчиков. Поместив электрические токопроводящие дорожки и датчики в сменный держатель 4, можно было бы реализовать электронную контролирующую схему на аккумуляторах, которые можно было бы заряжать вне станка или в магазине шлифовальных кругов с помощью подходящей технологии зарядки во время простоев.In addition to the above-described use of abrasive elements 2 for preparing the cutting edge, the device 1 can be expanded by installing measuring equipment or sensors. By placing electrical conductive paths and sensors in a replaceable holder 4, it would be possible to implement an electronic control circuit on batteries that could be charged outside the machine or in the grinding wheel magazine using a suitable charging technology during downtime.

Благодаря интеграции устройства 1, например, в держатель 3 шлифовального круга, стоимость приобретения лишь незначительно увеличивается по сравнению с обычными держателями 3 шлифовального круга. Таким образом, благодаря интеграции в держатель 3 шлифовального круга, концепция может быть использована практически на любом заточном или обрабатывающем станке. Это позволяет обойтись без инвестиций в дополнительное оборудование, включая связанные с этим расходы на содержание и обслуживание, а также на обработку заготовок после процесса шлифования, необходимых в большинстве известных способов. Например, при полной обработке на заточном станке возникают периоды, когда станок не может использоваться по своему прямому назначению, но они незначительны из-за очень коротких периодов обработки - <5 с на операцию подготовки. Замены инструмента можно избежать, грамотно расположив пакеты шлифовальных кругов на шлифовальной оправке или оснастив каждый держатель 3 шлифовального круга устройством 1 согласно изобретению, что позволит повысить общую производительность и значительно снизить производственные затраты.By integrating the device 1 into, for example, a grinding wheel holder 3, the acquisition cost is only slightly increased compared to conventional grinding wheel holders 3. Thus, thanks to the integration of the grinding wheel holder 3, the concept can be used on almost any grinding or machining machine. This eliminates the need to invest in additional equipment, including the associated maintenance and service costs, as well as the post-grinding workpiece processing required in most known methods. For example, during complete processing on a sharpening machine, periods arise when the machine cannot be used for its intended purpose, but they are insignificant due to the very short processing periods - <5 s per preparation operation. Tool replacement can be avoided by intelligently arranging the grinding wheel packs on the grinding mandrel or by equipping each grinding wheel holder 3 with a device 1 according to the invention, which will increase overall productivity and significantly reduce production costs.

Адаптация абразивных элементов 2 к диаметру режущих инструментов 5 и заданный максимальный припуск срезаемого абразивного элемента 2 гарантируют практическое отсутствие влияния на углы режущих кромок и вспомогательные режущие кромки режущих инструментов 5. Кроме того, благодаря поверхности контакта режущего инструмента 5 и срезаемого абразивного элемента 2, ограниченной толщиной стружки, отсутствует влияние на периферийные поверхности режущего инструмента 5. Благодаря определенной длине вращательно-симметричного абразивного элемента 2 в сменном держателе 4, предложенная идея позволяет обрабатывать несколько режущих инструментов 5 в зависимости от диаметра и заданного закругления, пока срезаемый абразивный элемент 2 не будет израсходован полностью. Благодаря замене сменного держателя 4 или переходу на другой держатель 3 шлифовального круга с тем же абразивным элементом 2 возможна плавная обработка в рамках технологической цепочки. Свободная кинематика благодаря креплению в держателе шлифовального круга 3 позволяет реализовать другие кинематики процесса, аналогичные фрезерованию, на заточном станке. Это открывает возможности для подготовки главной и вспомогательной режущих кромок режущего инструмента 5 с различными закруглениями режущей кромки и форм-факторами.The adaptation of the abrasive elements 2 to the diameter of the cutting tools 5 and the specified maximum allowance of the cut abrasive element 2 guarantee virtually no influence on the angles of the cutting edges and auxiliary cutting edges of the cutting tools 5. In addition, due to the contact surface of the cutting tool 5 and the cut abrasive element 2, limited by thickness chips, there is no influence on the peripheral surfaces of the cutting tool 5. Thanks to the certain length of the rotationally symmetrical abrasive element 2 in the replaceable holder 4, the proposed idea allows you to process several cutting tools 5 depending on the diameter and a given rounding, until the cut abrasive element 2 is completely used up . By replacing the replacement holder 4 or switching to another grinding wheel holder 3 with the same abrasive element 2, smooth processing is possible within the process chain. The free kinematics, thanks to the mounting of the grinding wheel 3 in the holder, allows the implementation of other process kinematics, similar to milling, on a sharpening machine. This opens up the possibility of preparing the main and secondary cutting edges of the cutting tool 5 with different cutting edge roundings and form factors.

Помимо изменения формы абразивных элементов 2 и твердости связующего, можно создавать различные формы округления режущей кромки путем изменения кинематических коэффициентов перекрытия. Особое значение имеют направление вращения режущего инструмента 5, направление вращения абразивного элемента 2, время пребывания на дне отверстия и подача за один оборот.In addition to changing the shape of the abrasive elements 2 and the hardness of the binder, it is possible to create various forms of rounding of the cutting edge by changing the kinematic overlap coefficients. Of particular importance are the direction of rotation of the cutting tool 5, the direction of rotation of the abrasive element 2, the time spent at the bottom of the hole and the feed per revolution.

Для инструментов 13 глубокого сверления с большим вылетом и различными диаметрами необходима направляющая конца инструмента, обеспечивающая подготовку режущей кромки без повреждения режущего инструмента 13. Для этого необходима адаптация сменного держателя 4. Размеры направляющей режущего инструмента 13 выбирают таким образом, чтобы абразивный элемент 2 совпадал с осью заготовки, а упругое отклонение режущего инструмента 13 компенсировалось. Сложность подготовки обусловлена требованиями, предъявляемыми к режущей кромке. При использовании однолезвийных инструментов глубокого сверления, помимо увеличенного округления наружной режущей кромки необходимо также добиться значительно меньшего округления внутренней режущей кромки.For deep drilling tools 13 with a large reach and different diameters, a tool end guide is required to ensure preparation of the cutting edge without damaging the cutting tool 13. This requires adaptation of the replaceable holder 4. The dimensions of the cutting tool guide 13 are selected so that the abrasive element 2 coincides with the axis workpiece, and the elastic deflection of the cutting tool 13 was compensated. The complexity of preparation is due to the requirements for the cutting edge. When using single-edge deep drilling tools, in addition to increased rounding of the outer cutting edge, it is also necessary to achieve significantly less rounding of the inner cutting edge.

Список ссылочных обозначенийList of reference designations

1 устройство согласно изобретению1 device according to the invention

2 абразивный элемент2 abrasive element

3 приемный фланец на держателе шлифовального круга3 Receiving flange on the grinding wheel holder

4 сменный держатель4 replaceable holder

5 режущий инструмент5 cutting tool

6 резьба сменного держателя6 thread replacement holder

7 режущая кромка режущего инструмента7 cutting edge of cutting tool

8 зажимная резьба для шлифовального круга8 clamping thread for grinding wheel

9 зажимная гайка для шлифовального круга9 clamping nut for grinding wheel

10 конус инструмента10 taper tool

11 отверстие в держателе шлифовального круга11 hole in the grinding wheel holder

12 направляющая втулка12 guide sleeve

13 однолезвийное сверло13 single blade drill

14 шлифовальный круг14 grinding wheel

15 отверстие15 hole

16 сердцевина с увеличенной твердостью связующего16 core with increased binder hardness

17 окружная зона с пониженной твердостью связующего17th circle zone with reduced binder hardness

18 развертка18 scan

19 ступенчатое сверло19 step drill

20 фреза20 cutter

21 наружный абразивный элемент21 external abrasive elements

22 внутренний абразивный элемент22 internal abrasive element

23 отверстие в держателе23 hole in the holder

24 направление подачи24 feed direction

25 магазин в виде поддона25 store in the form of a pallet

26 гнезда26 slots

Claims

1. Device (1) for preparing the cutting edges of cutting tools (5), in particular drills, milling cutters, in particular carbide cutting tools, which provides for the possibility of interaction of the cutting tool (5) during relative movement with the abrasive element (2) on an elastic binder containing abrasive particles, with cutting processing, so that the particles of the abrasive element (2) affect the geometry of the edge of the cutting tool (5), characterized in that the dimensions of the abrasive element (2) are adapted to the dimensions of the corresponding prepared cutting tool (5) , wherein the abrasive element (2) is placed in a replaceable holder (4) located in the area of the processing device, in particular, a sharpening machine, and fixed with the possibility of cutting by means of a cutting tool (5) to prepare the cutting edge.

2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the replaceable holder (4) is installed for use in the working area of the sharpening machine, preferably in the holder (3) of the grinding wheel of the sharpening machine.

3. Device (1) according to one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that the abrasive element (2) is cylindrical.

4. Device (1) according to claim 3, characterized in that the circumferential dimensions of the cylinder of the abrasive element (2) correspond to the circumferential dimensions of the cutting tool (5) being prepared.

5. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that the abrasive element (2) is designed to be replaced with a new abrasive element (2) after complete use, in particular, it is installed in a replaceable holder (4) with the possibility of replacement , preferably pressed into a replaceable holder (4).

6. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that it is possible to manufacture a rotationally symmetrical abrasive element (2) with an allowance corresponding to the diameter of the cutting tool (5) being prepared, and to press it into a replaceable holder (4).

7. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that the replaceable holder (4) is designed to be inserted into preferably a central hole (11) in the grinding wheel holder (3), preferably in the receiving flange of the grinding wheel holder (3) circle (14), or in another processing device.

8. Device (1) according to claim 7, characterized in that the replaceable holder (4) has an external thread (6) configured to be screwed into a hole (11) with an internal thread in the grinding wheel holder (3) or other processing device .

9. Device (1) according to claim 7, characterized in that the replaceable holder (4) is designed to be pressed or inserted into preferably a central hole (11) in the grinding wheel holder (3) or other processing device and fixed therein without the possibility turning.

10. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that in the area of the replaceable holder (4) for the abrasive element (2) there is a guide sleeve (12), which makes it possible to prepare asymmetrical cutting tools (13) with a large overhang, preferably deep-drilling tools, single-edge drills, twist drills or other similar tools with a large length-to-diameter ratio, in a guided manner, the guide sleeve (12) being in particular positioned relative to the replacement holder (4), preferably in a continuation line of the replacement holder (4 ), so that the guide sleeve (12) guides and supports the cutting tool (13) with a large overhang in front of the cutting area of the abrasive element (2).

11. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that it is possible to insert into the replaceable holder (4) electrical current-carrying tracks and/or sensor elements that provide information about the progress of preparing the cutting edge, and, in particular, the sensor elements are equipped batteries built into a replaceable holder (4) and capable of charging in the grinding wheel magazine or outside the machine during downtime.

12. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that the abrasive element (2) contains abrasive particles, in particular particles of silicon carbide, aluminum dioxide or diamond, and provides for the possibility of sequential complete cutting by prepared cutting tools (5).

13. Device (1) according to claim 12, characterized in that the abrasive element (2) contains a mixture of smaller and/or larger abrasive particles, and the smaller and/or larger abrasive particles are distributed non-uniformly in the abrasive element (2) .

14. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that the abrasive element (2) contains an axially expanding hole (15) corresponding to the diameter of the cutting tool (5), within which the cutting tool (5) is not exposed to abrasive element particles (2).

15. Device (1) according to one of the previous paragraphs, characterized in that the abrasive element (2) contains sections (21, 22) with varying degrees of binder hardness, in particular, radial annular sections (21, 22) of varying degrees of hardness, and In particular, the core (22) of the abrasive element (2) has a higher binder hardness than the outer region (21), which allows the cutting edge to be uniformly rounded due to the elastic deformation of the rotationally symmetrical abrasive element (2).

16. A method for preparing the cutting edge of cutting tools (5), in particular drills, cutters, in particular carbide cutting tools, in which the cutting tool (5) during relative movement interacts with an abrasive element (2) on an elastic binder containing abrasive particles, with cutting processing, so that the particles of the abrasive element (2) affect the geometry of the edge of the cutting tool (5), characterized in that the dimensions of the abrasive element (2) are adapted to the dimensions of the corresponding prepared cutting tool (5), and the abrasive element (2) is placed in a replaceable holder (5) located in the area of the processing device, in particular a sharpening machine, in which the abrasive element (2) is successively completely cut off by the prepared cutting tools (5).

17. Method (1) according to claim 16, characterized in that the preparation of the cutting edge is carried out in the same clamp immediately after the initial shaping of the cutting tool (5) or after regrinding the cutting tool (5) on the same processing device.

18. Method (1) according to one of paragraphs. 16 or 17, characterized in that by means of the relative movement of the abrasive element (2) and the cutting tool (5), in particular, the imposition of directions and rotation frequencies, the cutting speed is adapted within a wide range when cutting the abrasive element (2).

19. Method (1) according to claim 18, characterized in that the abrasive element (2) and/or the cutting tool (5) performs rotational movements while cutting the abrasive element (2), and in particular superimposing the rotational movement of the abrasive element (2) and/or cutting tool (5) makes it possible to purposefully round and/or deflect the cutting edge of the cutting tool (5), and/or obtain asymmetrical cutting edge profiles and/or cutting edge profiles that vary along the diameter of the tool.

20. Method (1) according to claim 18, characterized in that the prepared cutting tool (5) performs the necessary translational and rotational movements during the preparation of the cutting edge.

21. Method (1) according to one of paragraphs. 16-20, characterized in that the abrasive element (2) with areas with different degrees of binder hardness forms variable roundings over the area of the cutting edge of the cutting tool (5).

22. Method (1) according to one of paragraphs. 16-21, characterized in that due to the axially elongated hole (15), which corresponds to the diameter of the cutting tool (5) and in which the cutting tool (5) is not exposed to particles of the abrasive element (2), the cutting edge of the axial sections of the cutting tool (5), in particular, the main cutting edges of the drill, in particular, the transverse cutting edge is not rounded.

23. Method (1) according to one of paragraphs. 16-22, characterized in that the abrasive element (2) has external dimensions adapted to the diameter of the cutting tool (5), which allows the cutting edge to be prepared only in certain areas of the cutting edge of the cutting tool (5).

24. Method (1) according to one of paragraphs. 16-23, characterized in that the preparation of cutting edges is carried out on new tools (5) or re-sharpened cutting tools (5), which already have a layer of carbide coating on certain functional surfaces.

25. Method (1) according to one of paragraphs. 16-24, characterized in that the cutting tool (5) with the main and auxiliary cutting edges, in particular, cutters (20), reamers (18) and/or step drills (19), cuts off its main or auxiliary cutting edge sequentially installed abrasive elements (2) with different properties.

26. Abrasive element (2) for implementing the method according to claim 16, characterized in that the circumferential dimensions of the cylindrical abrasive element (2) correspond to the circumferential dimensions of the cutting tool (5) being prepared.