RU2626481C1 - Способ изготовления износостойких поворотных резцов - Google Patents
Способ изготовления износостойких поворотных резцов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626481C1 RU2626481C1 RU2016115253A RU2016115253A RU2626481C1 RU 2626481 C1 RU2626481 C1 RU 2626481C1 RU 2016115253 A RU2016115253 A RU 2016115253A RU 2016115253 A RU2016115253 A RU 2016115253A RU 2626481 C1 RU2626481 C1 RU 2626481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- holder
- pick
- stamping
- angle
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
- E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
- E21C35/183—Mining picks; Holders therefor with inserts or layers of wear-resisting material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в производстве режущего инструмента горных и дорожных машин. Способ заключается в том, что закалка державки осуществляется непосредственно после ее изготовления горячей штамповкой из цилиндрической заготовки, которая для повышения интенсивности деформации металла в головной части державки предварительно снабжается фаской длиной от 0,38d до 0,44d под углом от 5,5β до 7β, где d - диаметр заготовки, β - угол наклона боковой поверхности штампа. Армирование державки твердосплавной вставкой осуществляется холодной запрессовкой. Способ обеспечивает увеличение срока эксплуатации резца благодаря увеличению износостойкости державки. Техническим результатом является увеличение твердости поверхности державки резца в зоне контакта ее с разрушаемой породой, что способствует увеличению срока эксплуатации резца. 5 ил.
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в производстве режущего инструмента для горных и дорожных машин.
Известен способ изготовления корпуса режущего инструмента (патент РФ №2387833 опубл. 27.04.2010 г.), содержащий обеспечение материала заготовки, имеющего осевой передний конец, и одновременное образование холодной штамповкой гнезда в осевом переднем конце материала заготовки и канавки съемника в заднем осевом местоположении гнезда, дополнительно содержащий холодную штамповку материала заготовки для образования заднего хвостовика и фиксирующей канавки в заднем хвостовике.
Недостатком способа являются большие энергозатраты на холодную штамповку заготовки, а также недостаточная твердость и износостойкость полученного.
Известен способ изготовления резцов (патент РФ №2394156 опубл. 10.07.2010 г.), содержащий следующие стадии: вставка покрытой анкерной части в полость; нагревание наконечника и части корпуса резца, образующей полость; введение в полость нагретого металла, способного соединяться с каждым покрытием, нанесенным на анкерную часть, и стенкой полости при затвердевании металла; последующее охлаждение наконечника и части корпуса резца, образующей полость, таким образом, что разогретый металл затвердевает и указанная часть корпуса резца дает усадку, оказывая достаточное давление на затвердевший металл для его прижатия к цилиндрической внешней поверхности анкерной части для закрепления наконечника в корпусе резца, при этом наконечник и корпус резца, образующий полость, можно охлаждать любым способом закалки, при котором структура части корпуса резца, образующей полость, становится мартенситной после ее закалки.
Недостатком способа является то, что перед закалкой корпуса резца, образующего полость, не производится его пластического деформирования, что не позволяет получить его высокую поверхностную твердость и, как следствие, износостойкость.
Известен способ изготовления режущего инструмента (патент Великобритании №2174434, опубл. 05.11.1986 г.), включающий размещение державки и армирующей вставки в гнезде ковочного пресса, деформацию державки для закрепления в ней части армирующей вставки.
Однако такой способ не обеспечивает надежности крепления армирующей вставки. В связи с износом зоны запрессовки в процессе эксплуатации возможно выпадение армирующей вставки.
Известен способ изготовления поковок с одним утолщением (Мансуров A.M., Технология горячей штамповки. - «Машиностроение», 1971. - С. 213-221), расположенным на конце стержня, где набор металла утолщения осуществляется в коническом пуансоне высадкой цилиндрической заготовки необходимого диаметра.
Недостатком данного способа является то, что металл утолщения после штамповки не получает достаточной степени пластической деформации, вследствие чего после закалки - недостаточной твердости и износостойкости.
Известен способ изготовления резцов (Крапивин М.Г., Раков И.Я., Сысоев Н.И. Горные инструменты. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Недра, 1990. - С. 51-55), принятый за прототип, при котором державки резцов изготавливают методом штамповки с последующей механической обработкой, после чего державку, снаряженную флюсом, припоем и твердым сплавом, нагревают в индукторе до полного расплавления припоя, затем подстуживают до температуры закалки и проводят термическую обработку всего инструмента.
Недостатком способа является то, что державка после штамповки и механической обработки подвергается нагреву, что не позволяет достичь высокой поверхностной твердости державки и, как следствие, высокой износостойкости резца.
Техническим результатом изобретения является увеличение твердости поверхности державки резца в зоне контакта ее с разрушаемой породой, что способствует увеличению срока эксплуатации резца.
Технический результат изобретения достигается тем, что цилиндрическая заготовка снабжается фаской в головной части длиной от 0,38d до 0,44d под углом от 5,5β до 7β (где d - диаметр заготовки, β - угол наклона боковой поверхности штампа), после чего подвергается горячей штамповке и с последующей закалкой державки с температуры ковки, а армирующую вставку в отверстии державки закрепляют методом холодной запрессовки.
Способ поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - схема основных стадий предлагаемого технологического процесса изготовления резца, где:
1 - механическая обработка;
2 - штамповка;
3 - закалка и механическая обработка;
4 - холодная запрессовка твердосплавной вставки;
фиг. 2 - предлагаемая геометрия фаски, наносимой на заготовку под штамповку, где:
1 - цилиндрическая заготовка;
2 - штамп;
фиг. 3 - график зависимости интенсивности пластической деформации металла на рабочем части державки резца εр от длины фаски, выполненной на заготовке;
фиг. 4 - график зависимости интенсивности пластической деформации металла на рабочей части державки резца εр от угла выполненной фаски на заготовке;
фиг. 5 - график аппроксимирующих кривых зависимости ΣΔm=f(t) для фрагментов, подвергнутых термомеханической обработке при εр=0,69 (1) и закаленных без предварительного деформирования (2).
Способ осуществляется следующим образом.
С помощью механической обработки на токарном станке цилиндрическая заготовка снабжается фаской длиной от 0,38d до 0,44d под углом от 5,5β до 7β 1 (фиг. 1, фиг. 2). Затем заготовка с фаской подвергается процессам аустенизации и горячей пластической деформации на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), заключающимся в нагреве заготовки до температуры аустенизации и обработки давлением (для материала державок резцов - стали 30ХГСА до 900°C, выдержке при этой температуре заданное время (для заготовки диаметром 32 мм ~ 8 мин) и высадке в коническом пуансоне ГКМ. В результате интенсивной пластической деформации в своей головной части поковка приобретает геометрию державки резца 2 (фиг. 1). После этого поковка извлекается из ГКМ, погружается в охлаждающую жидкость (воду или масло) с закалкой материала поковки и подвергается необходимой механической обработке 3 (фиг. 1). Затем путем холодной запрессовки поковка обеспечивается твердосплавной вставкой 4 (фиг. 1) с получением готового резца. В результате закалки деформированного металла твердость головной части державки повышается до 55 HRC, что позволяет повысить ее износостойкость примерно в 2 раза по сравнению с износостойкостью державки, получившей только термическую обработку по существующей технологии изготовления резцов, с соответствующим увеличением срока службы резца.
Пример. По результатам компьютерного моделирования процесса пластической деформации заготовки из стали 30ХГСА в процессе ее штамповки на горизонтально-ковочной машине установлено, что использование заготовки цилиндрической формы, применяемой при изготовлении державок поворотных резцов, приводит при штамповке лишь к незначительной интенсивности пластической деформации (εр=0,17) металла в рабочей части поковки. В то же время, выполнение на головной части применяемой заготовки фаски приводит к повышению интенсивности пластической деформации в поверхностном слое рабочей части державки. При этом наибольшая интенсивность пластической деформации металла в поверхностном слое рабочей части державки (εр=0,69), в 4,1 раза превышающая величину εр, достигаемую при использовании применяемых цилиндрических заготовок, достигается выполнением на головной части заготовки фаски длиной от 0,38d до 0,44d под углом от 5,5β до 7β (фиг. 3, фиг. 4).
Экспериментально установлено, что твердость поверхности фрагментов державок из стали 30ХГСА поворотного резца возрастает с повышением интенсивности пластической деформации εр, достигаемой при деформировании металла перед закалкой, в соответствии со степенным уравнением
где HB0 - поверхностная твердость фрагмента, не подвергнутого деформированию перед закалкой (εр=0); ΔHB - приращение твердости вследствие деформирования в процессе указанной термомеханической обработки (ТМО); А, x - коэффициенты, постоянные для данного материала державки (для стали 30ХГСА А=73 МПа, x=0,73).
Для фрагментов, деформированных с максимальной интенсивностью (εр=0,69), значение поверхностной твердости возрастает от 44 HRC (4090 МПа) - твердости поверхности державок из стали 30ХГСА при их термической обработке (ТО), используемой при существующей технологии изготовления резцов, до 55 HRC (5600 МПа).
Экспериментально обнаружено, что в условиях, моделирующих условия работы поворотных резцов, интенсивность изнашивания фрагментов державок резцов по алевролиту и песчанику убывает с увеличением их твердости, достигаемой в результате ТМО (табл. 1).
Для максимальной твердости, достигаемой в результате деформирования при ТМО (55 HRC или 5600 МПа), интенсивность изнашивания фрагментов, как по алевролиту, так и по песчанику по сравнению с исходным значением HB (44 HRC или 4090 МПа) снижается примерно в 2 раза (фиг. 5).
Claims (1)
- Способ изготовления износостойких поворотных резцов, включающий штамповку цилиндрической заготовки с получением державки, ее механическую и термическую обработку, а также армирование твердосплавной вставкой, отличающийся тем, что в головной части цилиндрической заготовки под штамповку механической обработкой выполняют фаску длиной от 0,38d до 0,44d под углом от 5,5β до 7β, где d - диаметр заготовки, β - угол наклона боковой поверхности штампа, после чего заготовку подвергают горячей штамповке с последующей закалкой державки, а армирующую твердосплавную вставку в отверстии державки закрепляют методом холодной запрессовки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115253A RU2626481C1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Способ изготовления износостойких поворотных резцов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115253A RU2626481C1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Способ изготовления износостойких поворотных резцов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626481C1 true RU2626481C1 (ru) | 2017-07-28 |
Family
ID=59632232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115253A RU2626481C1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Способ изготовления износостойких поворотных резцов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2626481C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1303696A1 (ru) * | 1985-03-25 | 1987-04-15 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Породоразрушающа вставка |
RU2274517C2 (ru) * | 2004-07-08 | 2006-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Запорожинструмент трейдинг" | Способ крепления режущей пластины к державке резца |
RU2338630C2 (ru) * | 2003-04-15 | 2008-11-20 | Ти Ди Уай Индастриз, Инк. | Режущий инструмент и способ изготовления его державки |
US7673785B2 (en) * | 2005-05-31 | 2010-03-09 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method for manufacturing a cutting pick and the resulting pick |
RU2387833C2 (ru) * | 2005-10-26 | 2010-04-27 | Кеннаметал Инк. | Способ изготовления корпуса режущего инструмента |
-
2016
- 2016-04-19 RU RU2016115253A patent/RU2626481C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1303696A1 (ru) * | 1985-03-25 | 1987-04-15 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Породоразрушающа вставка |
RU2338630C2 (ru) * | 2003-04-15 | 2008-11-20 | Ти Ди Уай Индастриз, Инк. | Режущий инструмент и способ изготовления его державки |
RU2274517C2 (ru) * | 2004-07-08 | 2006-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Запорожинструмент трейдинг" | Способ крепления режущей пластины к державке резца |
US7673785B2 (en) * | 2005-05-31 | 2010-03-09 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method for manufacturing a cutting pick and the resulting pick |
RU2387833C2 (ru) * | 2005-10-26 | 2010-04-27 | Кеннаметал Инк. | Способ изготовления корпуса режущего инструмента |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРАПИВИН М.Г. и др., Горные инструменты, 3-е изд., перераб. и доп., М.: Недра, 1990., стр. 51-55. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI450974B (zh) | 具有一熱機械調質工作區的工具與成形此種工具之方法 | |
US1887372A (en) | Cutting and forming tools, implements, and the like | |
CN1056793C (zh) | 铲形镗孔钻头及形成金属部件的相关方法和设备 | |
US3504575A (en) | Method of making fluted drill and the like | |
JP6282545B2 (ja) | 工具鋼を熱機械処理する方法および熱機械処理された工具鋼から作られた工具 | |
AU2003243147A8 (en) | A bone saw blade and method for manufacturing a bone saw blade | |
CN101920442B (zh) | 一种冷挤缩径压合截齿体与硬质合金头的工艺方法 | |
KR20070005667A (ko) | 공구 및 분말 금속 공구 제조 방법 | |
CN110193580A (zh) | 一种h13材料锻造模具工艺 | |
CN105921675A (zh) | 一种锯刀结构及其锻压淬火工艺 | |
HU221837B1 (hu) | Szerszám és eljárás az előállításához | |
RU2626481C1 (ru) | Способ изготовления износостойких поворотных резцов | |
Bołoz et al. | Conical Pick Production Process | |
Chupin et al. | The investigation of the influence of thermomechanical treatment of the material of rotary cutter bit toolholders on its hardness | |
US10239113B2 (en) | Net shaped forging for fluid ends and other work pieces | |
KR101340088B1 (ko) | 단조용 재료를 절단하는 커팅공구 및 이의 제조방법 | |
Parlak et al. | Investigation of tool life in turning of AISI D6 steel | |
RU2337784C2 (ru) | Способ изготовления кованых заготовок | |
JP2007098532A (ja) | 手持ち工具及びその製造方法 | |
TW279143B (en) | Spade-type boring bit and associated method and apparatus for forming metallic parts | |
RU2410223C2 (ru) | Инструмент для удаления внутреннего грата и способ его термической обработки | |
JP2567779B2 (ja) | 汎用プレス機によるキャタピラ用トラックリング加工法 | |
DE102007000486A1 (de) | Oberflächenbehandlung für Hartstoffe und Werkzeuge mit diesen Hartstoffen | |
RU2215795C2 (ru) | Способ улучшения свойств инструментальной стали | |
JPS6240946A (ja) | 金属物品塑性加工用ポンチ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200420 |