RU2207936C2 - Method of metal working by means of cemented-carbide tipped tools - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to cutting and shaping of surfaces of parts manufactured of structural and hard-to-machine materials. Proposed method includes preliminary regulated heated of tool cutting part with subsequent shaping f surface by cutting and maintaining corresponding temperature of tool cutting part. To decrease labor input and increased durability of cutting tool, first temperature of maximum serviceability is determined which corresponds to point of inflection between rising and second horizontal sections of impact strength coefficient-to-temperature curve. Tool cutting part is preliminarily heated to indicated maximum serviceability temperature and said temperature is automatically maintained by cutting at corresponding cutting conditions. EFFECT: improved quality of metal working. 1 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при формировании поверхностей конструкционных и труднообрабатываемых материалов твердосплавным режущим инструментом. The invention relates to the processing of metals by cutting and can be used in the formation of surfaces of structural and difficult-to-process materials with carbide cutting tools.

Известен способ механической обработки заготовок, включающий предварительный регулируемый нагрев режущей части инструмента и последующее формирование обрабатываемой поверхности резанием, при котором осуществляют регулирование температуры режущей части в пределах, соответствующих квазипластическому состоянию материала инструмента, посредством дискретного контролируемого распределения на режущей части сжиженных инертных газов [1]. A known method of machining workpieces, including pre-controlled heating of the cutting part of the tool and the subsequent formation of the machined surface by cutting, in which the temperature of the cutting part is controlled within the limits corresponding to the quasi-plastic state of the tool material by means of a discrete controlled distribution of liquefied inert gases on the cutting part [1].

Недостатком известного способа является использование завышенных значений температуры режущей части инструмента и в связи с этим сложность осуществления способа ввиду использования дискретного распределения на режущей части сжиженных инертных газов. The disadvantage of this method is the use of elevated temperatures of the cutting part of the tool and in this regard, the complexity of the method due to the use of discrete distribution on the cutting part of liquefied inert gases.

Наиболее близким по технической сущности является известный способ токарной обработки труднообрабатываемых материалов, принятый за прототип, при котором начало обработки производят при минимальных значениях подачи и повышенных скоростях резания, а затем при достижении температуры режущей части, соответствующей ее квазипластическому состоянию, последующую обработку осуществляют при оптимальных режимах резания с поддержанием квазипластического состояния путем отвода избыточного тепла от режущей части инструмента [2]. The closest in technical essence is the known method of turning difficult materials, adopted as a prototype, in which the start of processing is carried out at minimum feed rates and increased cutting speeds, and then when the temperature of the cutting part corresponding to its quasi-plastic state is reached, the subsequent processing is carried out under optimal conditions cutting with maintaining a quasi-plastic state by removing excess heat from the cutting part of the tool [2].

Недостатком указанного способа является использование завышенных значений температуры режущей части инструмента и в связи с этим необходимость отвода избыточного тепла от режущей части инструмента. The disadvantage of this method is the use of elevated temperature values of the cutting part of the tool and in this regard, the need to remove excess heat from the cutting part of the tool.

Предлагаемое изобретение решает задачи сокращения трудоемкости процесса металлообработки и повышения стойкости режущего инструмента. The present invention solves the problem of reducing the complexity of the metalworking process and increasing the durability of the cutting tool.

Поставленные задачи решаются путем достижения технического результата, который заключается в повышении механических характеристик твердого сплава, в частности коэффициента ударной вязкости, при его нагреве. The tasks are solved by achieving a technical result, which consists in increasing the mechanical characteristics of the hard alloy, in particular, the impact coefficient, when it is heated.

Отмеченный технический результат достигается тем, что в способе металлообработки твердосплавным инструментом предварительно определяют температуру максимальной работоспособности, соответствующую точке перелома между восходящим и вторым горизонтальным участками графика зависимости коэффициента ударной вязкости от температуры, производят регулируемый нагрев режущей части инструмента до указанной температуры максимальной работоспособности, формируют обрабатываемую поверхность резанием и осуществляют автоматическое поддержание этой температуры путем резания на соответствующих режимах обработки. The marked technical result is achieved by the fact that in the metal-working method with a carbide tool, the maximum working temperature is preliminarily determined, corresponding to the fracture point between the ascending and second horizontal sections of the graph of the impact coefficient versus temperature, the cutting part of the tool is heated to the specified maximum working temperature, the surface being formed is formed cutting and carry out automatic maintenance e this temperature by cutting at appropriate processing conditions.

Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.

По результатам стандартных испытаний на ударную вязкость образцов из инструментального твердого сплава при различных температурах строят график зависимости коэффициента ударной вязкости от температуры KCV=f(θ), имеющий четыре участка: первый горизонтальный, восходящий, второй горизонтальный и нисходящий. По точке перелома между восходящим и вторым горизонтальным участками графика этой зависимости определяют температуру максимальной работоспособности θ_мр. Далее производят регулируемый нагрев режущей части инструмента до указанной температуры максимальной работоспособности θ_мр, формируют обрабатываемую поверхность резанием и осуществляют автоматическое поддержание этой температуры путем резания на соответствующих режимах обработки.According to the results of standard tests on the impact toughness of samples of tool hard alloys at various temperatures, a graph of the coefficient of impact toughness versus temperature KCV = f (θ) is constructed, which has four sections: the first horizontal, ascending, the second horizontal and descending. The fracture point between the ascending and second horizontal sections of the graph of this dependence determines the temperature of maximum working capacity θ _mr . Next, they make controlled heating of the cutting part of the tool to the specified temperature of maximum working capacity θ _mp , form the machined surface by cutting and automatically maintain this temperature by cutting at the appropriate processing conditions.

Предлагаемое решение отличается от прототипа тем, что предварительно определяют температуру максимальной работоспособности, соответствующую точке перелома между восходящим и вторым горизонтальным участками графика зависимости коэффициента ударной вязкости от температуры, регулируемый нагрев режущей части инструмента производят до указанной температуры максимальной работоспособности и осуществляют автоматическое поддержание этой температуры путем резания на соответствующих режимах обработки. The proposed solution differs from the prototype in that it preliminarily determines the temperature of maximum performance corresponding to the fracture point between the ascending and second horizontal sections of the graph of the coefficient of impact strength versus temperature, adjustable heating of the cutting part of the tool is carried out to the specified temperature of maximum performance and automatically maintain this temperature by cutting on appropriate processing modes.

Таким образом, по сравнению с прототипом сокращается трудоемкость процесса металлообработки, так как температура предварительного нагрева материала режущей части инструмента определяется заранее, а использование температуры максимальной работоспособности как при предварительном нагреве, так и в процессе обработки за счет резания на соответствующих режимах, не допускает перегрева режущей части инструмента и соответственно не требует применения дополнительных средств для отвода от нее избыточного тепла. Использование температуры максимальной работоспособности позволяет эксплуатировать инструмент в условиях минимального относительного поверхностного износа, что соответствует наибольшему пути резания, то есть повышается до наибольшей величины размерная стойкость режущего инструмента. Thus, in comparison with the prototype, the complexity of the metalworking process is reduced, since the temperature of the preheating of the material of the cutting part of the tool is determined in advance, and the use of the temperature of maximum working capacity both during preheating and during processing due to cutting in the corresponding modes does not allow overheating of the cutting parts of the tool and, accordingly, does not require the use of additional means to remove excess heat from it. Using the maximum working temperature allows you to operate the tool in conditions of minimum relative surface wear, which corresponds to the largest cutting path, that is, the dimensional stability of the cutting tool increases to the greatest value.

На фиг.1 представлена зависимость коэффициента ударной вязкости твердого сплава от температуры KCV=f(θ); на фиг.2 - зависимость температуры θ режущей части инструмента от скорости резания V; на фиг.3 - зависимость пути резания L до предельного износа от скорости резания V. Figure 1 shows the dependence of the toughness coefficient of the hard alloy on temperature KCV = f (θ); figure 2 - dependence of the temperature θ of the cutting part of the tool from the cutting speed V; figure 3 - dependence of the cutting path L to the limit of wear on the cutting speed V.

Предлагаемый способ иллюстрирует пример. The proposed method illustrates an example.

На графике зависимости коэффициента ударной вязкости твердого сплава от температуры (фиг. 1) имеется четыре участка: первый горизонтальный 1, восходящий 2, второй горизонтальный 3 и нисходящий 4. Перелом графика в точке между восходящим 2 и вторым горизонтальным 3 участками соответствует температуре максимальной работоспособности θ_мр (для твердого сплава ВК8 θ_мр= 740^oС). При обработке стали ХН77ТЮР на графиках зависимости температуры режущей части инструмента от скорости резания (фиг.2) и зависимости пути резания до предельного износа от скорости резания (фиг.3) скорость V₀=42 м/мин соответствует искомой величине θ_мр и максимальному пути резания L_max.On the graph of the temperature dependence of the toughness coefficient of the hard alloy (Fig. 1) there are four sections: the first horizontal 1, ascending 2, the second horizontal 3 and descending 4. The fracture of the graph at the point between ascending 2 and the second horizontal 3 sections corresponds to the maximum working temperature θ _Mr (for carbide VK8 θ _Mr = 740 ^o C). When processing steel KhN77TYUR on the graphs of the temperature dependence of the cutting part of the tool on the cutting speed (Fig. 2) and the dependence of the cutting path to the maximum wear on the cutting speed (Fig. 3), the speed V ₀ = 42 m / min corresponds to the desired value θ _mr and the maximum path cutting L _max .

Предлагаемый способ позволяет сократить трудоемкость процесса металлообработки и повысить стойкость режущего инструмента за счет повышения механических характеристик твердого сплава, в частности коэффициента ударной вязкости, путем предварительного регулируемого нагрева режущей части до температуры максимальной работоспособности и автоматического поддержания этой температуры в процессе резания благодаря использованию соответствующих режимов обработки. The proposed method allows to reduce the complexity of the metalworking process and increase the durability of the cutting tool by increasing the mechanical characteristics of the hard alloy, in particular the impact coefficient, by pre-heating the cutting part to the maximum working temperature and automatically maintaining this temperature during cutting due to the use of appropriate processing modes.

Источники информации
1. А.с. СССР 1380868, МКИ 4 В 23 В 1/00, опубл. 1988.Sources of information
1. A.S. USSR 1380868, MKI 4 V 23 V 1/00, publ. 1988.

2. А.с. СССР 1426698, МКИ 4 В 23 В 1/00, опубл. 1988. 2. A.S. USSR 1426698, MKI 4 V 23 V 1/00, publ. 1988.

Claims (1)

Способ металлообработки твердосплавным инструментом, включающий предварительный регулируемый нагрев его режущей части, последующее формирование обрабатываемой поверхности резанием и поддержание соответствующей температуры режущей части инструмента, отличающийся тем, что предварительно определяют температуру максимальной работоспособности, соответствующую точке перелома между восходящим и вторым горизонтальным участками графика зависимости коэффициента ударной вязкости от температуры, предварительный регулируемый нагрев режущей части инструмента производят до указанной температуры максимальной работоспособности и осуществляют автоматическое поддержание этой температуры путем резания на соответствующих режимах обработки. A metal working method with a carbide tool, including preliminary controlled heating of its cutting part, subsequent formation of a machined surface by cutting and maintaining an appropriate temperature of the cutting part of the tool, characterized in that the maximum working temperature corresponding to the fracture point between the ascending and second horizontal sections of the graph of the impact coefficient is determined temperature dependent, pre-controlled heating parts of the tool are produced to the indicated temperature of maximum performance and the temperature is maintained automatically by cutting at appropriate processing conditions.

Images