Способ изготовления режущего инструмента

/18, 5/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСкОму сзидеткльСт(56) Авторское свидетельство СССРМт 729008, кл, В 23 С 5/18, 1978,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГОИНСТРУМЕНТА(57) Использование; относится к области машиностроения и касается способов изготовления инструментов, преимущественнофрез. Сущность изобретения; над режущими элементами размещают электропроводную втулку замкнутого контура,охватывающую часть инструмента. На втулку воздействуют импульсным деформирующим магнитным полем до соединениятериала втулки с поверхностью основаИзобретение относится к области машиностроения, касается способов изготовления инструментов, преимущественно фрез, для обработки оазличных материалов, в частности, для машиностроительной и горно-перерабатывающей отраслей, а также в буровом оборудовании.Известен способ изготовления режущего инструмента - фрезы, оснащенной пластинами из твердого сплава, закрепленными непосредственно частями своих расширяющихся профилей основания в пазах корпуса с помощью клея,Недостатком известного способа является низкое качество инструмента, обусловния инструмента. Предварительную фиксацию режущих элементов осуществляют эачеканиванием на основании. Кроме того, на поверхности втулки выполняют стверстия, предназначенные для предварительной фиксации режущих элементов. Благодаря обеспечению фиксации режущих элементов на поверхности основания дополнительным элементом без применения клея допустимая температура инструмента, нагрузка на него и его стойкость существенно повышены, нестабильность параметров, вносимая клеем, исключается, Следовательно, надежность закрепления режущих элементов и качество изготовления инструмента в целом повышены, Ввиду совмещения функций сборки режущих элементов с основанием с функцией формообразования дополнительного закрепляющего элемента существенно повышена производительность при изготовлении инструмента, 2 з.п. ф-лы 2 ил,ленчое качеством клеевого соединения, Ограничение рабочей температуры инструмента рабочей температурой клея снижает надежность и стойкость инструмента. Необходимость строго выдерживать при изготоьлении оптимальные величины заполняемых клеем зазоров между режущими элемен ами и их оправой сложной формы для полу .ения максимальной прочности сцепления соединяемых элементов существенно усложняет процесс изготовления и снижает производитдльность сборки частей инструмента. Наличие пустот в зазорах после заполнения клеем и контакт противостоящих поверхностей беэ клея приводит к резкому5 10 снижению надежности закрепления режущих элементов на основании,Известен способ изготовлениг фрезы,по которому режущие элементы предварительно устанавливают в обойму - дополнительный элемент - с пэмощьютермостойкого клея с последующим закреплением обоймы в корпусе клеем меньшейтеплостой кости,Недостатком известнога способа является низкое качество соединения режущихэлементов с дополнительным элементам и соснованием из-за применения клея меньшей теплостойкости. Пр,:, повышенных температурах во время эксплуатациинадежность крепления дополнительногоэлемента с основанием низка, стойкость инструмента и производительность обработкис помощью такого инструмента недостаточна.Кроме того, необходимость точного изготовления режущих элементов, профилядля их установки в дополнительном элементе с точным гарантированным зазором длязаполнения клеем, точного изготовлениясопрягаемых поверхностей дополнительного элемента и основания приводит к большой трудоемкости изготовленияинструмента по известному способу, что существенна ограничивает производительность изготовления инструмента,Цель изобретения - повь.шение надежности закрепления режущих элементов,Поставленная цель достигае; ся тем, чтов способе изготовления режущего инструмента, заключающемся в там, чта на основании устанавливают и предварительнафиксируют режущие элементы с паследг ющим их закреплением с помощью дополнительного элемента, над оежущимиэлементами размещают дополнительныйэлемент, выполненный в виде втулки изэлектроправодного материала, затем воздействуют на него импульсным магнитнымполем до его соецинения с основанием,Кроме того, предварительную фиксацию режущих элементов осуществляют зачеканиванием последних на основании, д наповерхности дополнительного элеме 1 а выполняют отверстия, предназначе-кые дляпредварительной фиксации режущих элементов.На фиг, 1 представлена схема осушаствления способа, положение до закреплениярежущих элементов; на фиг, 2 - то же, положение после закрепления.Способ осуществляют следующим образом. Поверхность ферромагнитного цллиндрического основания 1 фиг, 1)инструмента локально намагничивают с па 15 20 25 ЗО 5 40 45 5 О 5 Г мощью отдельного намагничивающего приспособления(на фиг. 1 и фиг. 2 не показано), в местах предполагаемого расположения реущих элементов 2. Устанавливают на основание 1 ферромагнитные режущие элементы 2 в зоны 3 намагничивания. Режущие элементы 2 далее удерживаются на ссновании 1 силами постоянного паля остаточной намагниченности мдте 1 иала Оснсвангя 1 в зонах 3. Посла такой предварительной фиксации режущих элементов 2 на основании 1 поверх выступов режущих граней элементов 2 размещают дополнительный электоопронодный элемент замкнутого контура - трубчатую втулку 4. Прочность материала втулки 4 существенно чиже прочности режущих элементов 2.Основание 1 инструмента с элементами 2 и втулку 4 размещают аксиально в рабочей зоне силонсгэ индуктора 5 магнитно - импульсной установки (на фиг, 1 и фиг, 2 установка не показана), в положении сборки,И ндуктор 5 может быть выполнен в виде концентратора поля, как показано на фиг, 1 и 2 слева, или в виде соленоида с изалировднными виткдми, как пакдздна нд фиг, 1 и 2 справа.В индуктор подают импульс силового така, в рабочей зоне индуктора 5 возникает импульсное электромагнитное пале, находящее вихревые токи н теле злектропронодной втулки 4 замкнутого электрически и ме;:днически контура. По замкнутому кантору н"улки 4 паотекает импульсныЙ силовой ток, взаимодействующий с вызваншим ега импульсным магнитным полем, В результате втулка 4 испытывает импульсное всестороннее механическое сжатие н радиальном напрднлекли, Перемещение стенок втулки 4 при сгкатии принадлт к перфорации с генки втулки 4 режущими гранями элементов 2. При этом осуществляется формоабназонгкие втулки 4 как дополни;, льнга за репляющего элемента самими режущими элементами 2 под действием давления магнитного поля. Затем материал нтулки 4 пад действием поля и(или) иерци, канта;т рует с поверхностью основания 1, осуществляя окончательное закрепле 1 ие режущих элементов 2 ка основании 1,Давление всестороннего сжатля сидо- Нага МаГНИтНОГО ПОЛЯ ИНДУКтОРд 5 На ВТУЛКУ 4 без промежуточной среды, ил.; г 1 рамежу. точного элемента, дает возможность осуществить деформацию втугки 4 с ее одновременной перфорацией и напрессавкой носнонзкии " при кдл гии выступаю щих режугцих граней эгеме:. тан 2,Мажет быть осуществлене как мехакическ я дпрессанкд материала нтул: 4 ндоснование 1, так и ударная сварка контакти- Предварительную фиксацию осуществрующих поверхностей б втулки 4 и основа- ляют зачеканиванием краев режущих эления 1 при достиже ии участками этих ментов 2 выступами 8 на поверхности повеохнастей скоростей достаточных для основания 1. После предварительной флксварки, При деформации электропроводной 5 сации элементов 2 способ осуществляют, стенкивтули 4 давлениеммагнитногополя, как описано выше, Качество инструмента в получение,:,остаточньх для сварки скоро- этом случае дополнительно повышается стей не вызывает затруднений. При этом благодаря наличию выступов и впадин чеможно осуществлять сварку разнородных, канки, увеличивающих площадь контакта не свариваемых обычными способами ме материала втулки 4 и основания 1 и, следоталловима,ериалов, что расширяетномен- ватег:,но, надежность закрепления режуклатуру применяемых для изготовления щих э, .ментов.инструмента материалов и дополнительно Предварительную фиксацию режущих расширяет функциональные возможности элементов 2 осуществляют путем введения предлагаемого способа, 15 вс врея сбооки и установки вершин режуПосле сборки инструмента чадежно об- щих раней элементов 2 в отверстия 9 во жатые режущие элементы 2 с большим уси- втулке 4, Величины отверстий малы в масшлием зажаты между дополнительным табе размеров элементов 2, существенного элементом-материалом втулки 4 и поверх- ограничения силового индуцированноготоностью основания 1. При сборке материал 20 ка во втулке 4 не происходит, деформация втулки 4 испытывает под действием поля достаточна для сборки. Одновременно с высокое импульсное сжатие и во время этим располохкениеотверстий на пути провстречи тела втулки 4 с неподвижной стен- текаьия силового импульсного тока кило- и кой основания 1 и скачка объемного давле- мегаамперного диапазона приводит к возния материала втулки 4 он заполняет 25 можности импульсного нарушения целостмикронеровности и поры поверхностей ос- ности поверхностей внутри всех отверстий нования 1 и режущих элементов 2, Это одновременно в момент воздействия силоповышает механическую связ: дополни- вого магнитного поля навтулку 4 благодаря тельного элемента с режущими элементами проявлению эффекта взрывного разрушеи основанием и обеспечивает повышение З 0 ния по микродефектам поверхностей отвернадежности закрепления режущих злемен- стий - "эффекта пилы". Одновременно сэтим на тело втулки 4 действует механичеПод воздействием импульсного затуха- ская сила давления поля от индуктора 5, ющего силового магнитного поля в рабочей перфорирющая втулку 4, Совместное дейзоне индуктора 5 предварительно выпол- З 5 ствие синхронных деформирующего усилия ненныелокальные зоны остаточного намаг- и локального электричЕского разрушения ничивания полностью размагничиваются зоны перфорации существенно снижает благодаря превышению в десятки-сотни раз торможение тела втулки 4 элементами 2, В поля остаточного намагничивания полем си- результате относительная"скоростьповерхлового индуктора для любого известного 40 ностей втулки 4 и основания 1 в момент феоромагнетика - материала основания 1. контакта повышена, что обеспечивает более В результате изготовленный инструмент высокое качество и надежность закреплеразмагничен без дополнительного размаг- ния режущих элементов на основании.ничивания по данному варланту крепления При использовании втулок 4 из матери- режущих элементов да сборки,45ала с пониженной электропроводностьюЕсли материал основания 1 или(и) мате- (повышенным удельным сопротивлением, оиал элементов 2 не обладает свойством например, титановых сплавов, легированостаточной намагничиваемости, или не ферро- ных сталей и так далее) для увеличения прочмагнитен, прлменяют другие виды предва- ности закрепления режущих элементов и рительной фиксации режущих элементов 2 (или) химлческой стойкости инструмента на поверхности основания 1 в положении применяют дополнительную втулку "О,50сборки, при этом не требуется большой плотно одетую на втулку 4, Втулку 10 выполпрочности предварительной фиксации, Для няют из материала с хорошей электропропредварительной фиксации элементов 2 водностью, например, из меди или применяют минимальные количества клея, алюминия. В этом случае способ осуществнаносимые каплями 7 у основания элемен- ляют аналогично, силовое деформирующее55тов 2. Свойства клея не сказываются на ка- поле воздействует на втулку 10, толщина честве соединения. После предварительной стенки которой выбрана из условия полного фиксации элементов 2, способ осуществля- затухания электромагнитной волны в теле ют, как описано выше. втулки 10, что обеспечивает наибольшеепри прочих равных условиях механическоечсилие обжатия. Давление всестсг оннегосжатия втулки 10 без потерь передаетсяприлегающему материалу втулки 4, втулки 4и 10 совместно перфорируются элементами2 и при контактировании поверхностейвтулки 4 с основанием 1 закрепляют элементы 2 на основании 1,Применение дополнительной втулки 10из материала с высокой электропроводностью позволяет расширить номенклатуруматериалов, используемых для изготовления втулок, так как ограничения, связанныес малой злектропроводностью, сняты, а более прочные материалы для дополнительного элемента повышают надежностьзакрепления режущих элементов,П р и м е р, Осуществляется изготовление режущего инструмента - цилиндрической фрезы для обработки стенок отвеостийв декоративном камне.Диаметр основания инструмента, мм 96Высота режущих элементов, мм 6,3Наружный диаметр дополнительного элемента, мм 114Толщина стенки дополнительного элемента, мм 2,6Материал дополнительного элемента Латунь Л 80Материал режущих элементов ГексанитМатериал основания Сталь 45Число витков силового индуктора, штук 14Амплитуда тока в индукторе, кА 780Частота тока, Гц 2210зДекремент затухания тока, сек 17 10Глубина проникновениямагнитного поля в тело дополнительного элемента, мм 0,85Предлагаемый способ позволяет варьировать конфигурацию режущих элементовинструмента, так как не требуется предварительной механической обработки дополнительного элемента соответственно нужной конфигурации размещения режущих элементов на основании, заданиеконфигурации осуществляется непосредственно при сборке - предварительной фикса 5 ции режущих элементов на основании,Обеспечена возможность простыми средствами расширить номенклатуру изготавливаемых инструментов, оперативно подбиратьоптимальную схему расположения режущих10 элементов для конкретного применения инструмента, что расширяет функциональныевозможности предлагаемого способа,По сравнению с известным, предложенный способ обеспечивает сборку без15 предварительного формообразования дополнительного крепящего элемента, егоформообразование и закрепление им режущих элементов на основании производитсяодновременно, за одно движение, Отсутствие клеевого слоя между поверхностями дополнительного элемента, режущихэлементов и основания обеспечивает повышение надежности закрепления режущихэлементов на основании,25Формула изобретения 1, Способ изготовления режущего инструмента, заключающийся в том, что на основании устанавливают и предварительнофиксируют режущие элементы с последующим их закреплением с помощью дополнительного элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности закрепления режущих элементов, над последними размеща,от дополнительный элемент,выполненный в виде втулки из электропроводного материала, а затем воздействуютна него импульсным магнитным полем дод 0 его соединения с основанием,2, Способпоп,1, отличающийся, тем, что предварительную фиксацию режущих элементов осуществляют зачеканиванием последних на основании,3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что на поверхности дополнительногоэлемента выполняют отверстия, предназначенные для предварительной фиксации режущих элементов,1757793Составитель В.Тарасов Редактор Л,Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц Заказ 2958 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101