Режущий инструмент с износостойким покрытием

 

Использование: в инструментальном, производстве. Сущность изобретения: вдоль ленточек сверла выполнены V-образные канавки. Зоны 2, прилежащие к вершинам последних, подвергают рекристаллизации . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 23 В 51/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент cccp) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919314/08 (22) 18.03.91 (46) 15.02.93. Бюл, М 6 (75) Т.В.Марченко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1180174, кл, B 23 В 51/00, 1984. Ж 1794599 А1 (54) РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ (57) Использование: в инструментальном производстве. Сущность изобретения: вдоль ленточек сверла выполнены Ч-образные канавки, Зоны 2, прилежащие к ве рш и нам последних; подвергают рекристаллизации, 1 ил.

1794599

Изобретение относится к инструментальному производству, а более конкретно к спиральным сверлам с износостойким покрытием.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является режущий инструмент с износостойким покрытием, например, сверло, у которого вдоль каждой из его направляющих ленточек на одинаковом расстоянии от вершины и одинаковым шагом S выполнены канавки с V-образным профилем глубиной h = (0,06 — 0,08)0 з1п р, где 0 — диаметр сверла; р — угол в плане сверла, при этом одна из сторон профиля каждой канавки, наиболее удаленная от вершины сверла, образует с его осью угол p - =р — (2 — 5О).

Спиральные сверла с износостойким покрытием, например иэ TIN, по сравнению со сверлами без покрытия имеют многократно увеличенный срок службы (при одинаковых режимах резания). Это позволяет использовать такие жесткие режимы резания, которые привели бы к полному термическому износу инструмента без покрытия, В этом и заключается преимущество режущего инструмента с.покрытием из TIN. Однако при использовании инструмента с

V-образными канавками при жестких режимах резания сверло разрушается еще до первой переточки, причем трещина инициируется, как правило, из острого надреза (V-образной канавки), удаленной от вершины сверла, т,е, из ill-IV канавки. Это происходит иэ-за накопления усталостных повреждений в зоне вершины V-образной канавки, Поэтому описанная конструкция режущего инструмента является недостаточно долговечной.

Цель изобретения — повышение долговечности (увеличение ресурса) инструмента за счет уменьшения вероятности инициирования трещины из вершины V-образной канавки на ленточках сверла.

Поставленная цель достигается тем, что в режущем инструменте. с износостойким

; покрытием в вершинах V-образных канавок выполнены локальные зоны рекристаллизации материала инструмента.

Локальные зоны рекристаллизации могут быть выполнены путем нагрева указанных зон токами высокой частоты (ТВЧ) на

20-30 С выше Асз и последующего охлаждения инструмента на спокойном воздухе, В результате такой операции в локальных зонах, благодаря конструкции индуктора, изменяется структура исходного материала — он становится более пластичным. Поэтому

55 тора и вершиной V-образной канавки 1 составляет 1,5 — 2,0 мм. Режимы нагрева (частоту ТВЧ, подводимую мощность, время нагрева) задают в соответствии с известными рекомендациями. Затем указанные режимы уточняют на одном — двух сверлах, которые после обработки подвергают испытаниям в жестких режимах резания. Выполинициировать трещину из такой зоны сложно — надо существенно увеличить уровень изгибающих или скручивающих напряжений. Образовавшиеся при такой обработке

"пластичные зоны" позволяют, кроме того, повысить прочность инструмента за счет релаксации в них ударных нагрузок, воздействующих на сверло (на его "твердые зоны"), Конструкция индуктора для осуществ"0 ления такой операции представляет собой отрезок медной трубки с заваренным концом, имеющим форму остро заточенного карандаша. В процессе работы через трубку прокачивают хладагент — воду(второй конец

15 трубки разделен на две части, которые подключены к генератору ТВЧ мощностью 10 кВА, изготовленного Ленинградским заводом высокочастотных установок).

В случае возникновения быстрой тре20 щины в одной из твердых зон инструмента ее проникновение в "пластичную зону" сопровождается изменением направления движения трещины и ее замедления или даже остановки, В предлагаемом решении зоны рекристаллизации обеспечивают в них повышение пластичности, снижение вероятности возникновения быстрых трещин, возможность релаксации напряжений, возникаю30 щих вне указанных зон (возможность некоторого демпфирования ударных нагрузок, воздействующих на инструмент), Оптимальная глубина прогрева С для таких зон составляет величину, определяе35 мую формулой С = (0,03 — 0,06)D, где D — диаметр сверла (в пределах 6,0 — 32,0 мм). При этом зона рекристаллизации не имеет четко выраженной границь и плавно переходит в материал основы.

40 На чертеже изображено сечение инструмента вдоль ленточек сверла, где 1 — V-образная канавка, 2 — зона рекристаллизации.

Предварительно, до работы сверла, выполняют зоны рекристаллизации 2. Для зто45 го хвостовик инструмента изолируют и закрепляют в патроне токарного станка, Индуктор закрепляют и изолируют на резцедержателе, Конец индуктора в виде остро . заточенного карандаша вводят в V-образную канавку 1, на оба вторых конца подают напряжение от генератора ТВЧ. Оптимальная величина зазора между концом индук1794599

Формула изобретения

Составитель Т. Марченко

Техред М.Моргентал

Редактор Т. Иванова

Корректор, Л. Пилипенко

Заказ 389 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 нение зон рекристаллизации 2 осуществляют, поворачивая патрон токарного станка с закрепленным хвостовиком сверла и введенным в V-образную канавку 1 концом индуктора. При этом поперечную подачу суппорта выполняют один раз (для первой канавки), задавая оптимальную величину зазора между концом индуктора и вершиной канавки 1, а далее — совмещаютдве операции вращения шпинделя токарного станка и продольной подачи суппорта. Через индуктор непрерывно прокачивают хладагент — воду.

В процессе сверления наличие износостойкого покрытия улучшает условия скольжения сверла, в результате чего снижаются усилия резания и термическая нагрузка на режущую кромку. Наличие V-образной каРежущий инструмент с износостойким покрытием, вдоль каждой иэ направляющих ленточек которого на одинаковом расстоянии от вершины и одинаковым шагом вы полнены канавки с V-образным профилем глубиной h - (0,06 — 0,08)D sin p, где 0 — диаметр сверла, p — угол в плане сверла, при навки 1, кроме основной задачи — сохранение покрытия на наиболее изнашиваемом участке сверла при его переточках, позволяет повысить стабильность работы инстру5 мента за счет дополнительного воздействия на стружку. Наличие зон рекристаллизации

2 предотвращает поломку главной режущей кромки особенно при большой глубине сверления, что позволяет увеличить скоро10 сть подачи сверла.

По сравнению с прототипом предлагае- мая конструкция инструмента позволяет повысить (увеличить) его стойкость эа счет уменьшения вероятности возникновения и

15 развития хрупкой трещины из вершины Чобразной канавки 1, т.е. повышения усталостной прочности. этом одна из сторон профиля каждой канавки, наиболее удаленная от вершины сверла, образует с его осью угол p = p- (2-5)о, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента за счет устранения возможности образования трещин иэ вершин Ч-образных канавок, прилежащие к вершинам последних зоны материала подвергают рекристаллизации.