способ изготовления отрезного резца

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТРЕЗНОГО РЕЗЦА, включающий наплавку быстрорежущей стали на рабочую часть державки резца, термическую обработку и заточку, отличающийся тем, что наплавку производят в паз предварительно изготовленной из конструкционной стали заготовки, из которой затем вырезают рабочую часть резца, и затем присоединяют последнюю к державке с помощью сварки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам изготовления режущего инструмента, в частности, наплавкой.

Известна типовая технология изготовления отрезных резцов (Палей М. М. Технология производства металлорежущих инструментов, 1982, с. 14-50), включающая изготовление державки с рабочей частью, фрезерование паза под режущую пластину, приваривание (или пайка) режущей пластины, термообработку и заточку.

Недостатками такой технологии являются: повышенный расход быстрорежущей стали (ГОСТ 18874-73) на изготовление режущей пластины; большая трудоемкость изготовления державки; сложная технология приварки (или пайки) режущей пластины; сложная и длительная термическая обработка, включающая отжиг, закалку и отпуск, причем в результате такой термообработки режущая способность резцов не всегда удовлетворяет требованиям ГОСТов.

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату к изобретению является способ групповой наплавки резцов, при котором большое количество державок отрезных резцов заформовывается в литейно-формовочную смесь в металлическом противне на расстоянии 20-30 мм друг от друга. Наплавку производят в паз рабочей части державок различных типоразмеров без предварительного нагрева в один прием, т.е. не прерывая процесса горения дуги. Дуга возбуждается в середине гнезда (паза рабочей части державки), после чего электрод быстро (без затухания дуги) переносят к режущей кромке, с тем чтобы образовать ванну жидкого металла по всей поверхности паза рабочей части державки.

Для завала режущей кромки по окончании наплавки необходимо пройти электродом по всему контуpу паза. Затем при притушенной дуге выводят электрод к концу передней грани и прерывают дугу.

Технологический процесс изготовления отрезных резцов непрерывной наплавкой предусматривает способ с изотермической закалкой с последующим трехкратным отпуском и дальнейшей механической обработкой наплавленного металла абразивными кругами.

Недостатками данного способа групповой наплавки резцов являются: ручная наплавка со сложными манипуляциями, что требует высокой квалификации сварщика, большая трудоемкость при заформовке заготовок в литейно-формовочную смесь; наплавленные заготовки резцов не подлежат восстановлению.

Задача изготовления изготовление отрезных резцов с сохранением преимуществ непрерывной наплавки.

Это достигается тем, что по способу изготовления отрезного резца, включающему наплавку быстрорежущей стали на рабочую часть державки резца, термическую обработку и заточку, наплавку производят в паз предварительно изготовленный из конструкционной стали заготовки, из которой затем вырезают рабочую часть резца и присоединяют последнюю к державке с помощью сварки.

Такая последовательность операций способа и введение новых операций по изготовлению державки без ее рабочей части, изготовление рабочей части резца, присоединение последней к державке с помощью сварки обеспечивает возможность последующего восстановления отрезного резца путем замены изношенной рабочей части резца на новую; возможность повышения режущей способности отрезных резцов за счет того, что наплавленные рабочие части резцов могут подвергаться различным способом химико-термической обработки; возможность наносить защитные и износостойкие покрытия на рабочую часть резца, что экономически нецелесообразно при известных способах изготовления отрезных резцов; уменьшение расхода конструкций стали с уменьшением трудоемкости при изготовлении державки; применение автоматической наплавки при изготовлении рабочей части резца; применение при сварке как автоматической дуговой сварки в серийном производстве, так и ручной дуговой сварки при изготовлении отрезных резцов мелкими сериями (в условиях мелкосерийного производства).

На фиг. 1 изображена заготовка под наплавку; на фиг. 2 рабочая часть резца; на фиг. 3 заготовка под державку; на фиг. 4 приспособление для создания технологической базы; на фиг. 5 державка к отрезному резцу; на фиг. 6 процесс непрерывной дуговой автоматической сварки державок и рабочих частей резца в кондукторе; на фиг. 7 соединение державки с рабочей частью резца.

Способ изготовления отрезного резца включает наплавку быстрорежущей стали в паз заготовки из конструкций стали, которую затем разрезают и получают рабочие части резцов. Рабочие части резцов подвергают термообработке. Изготавливают державку без рабочей части. Для этого на ее торцовой поверхности создают технологическую базу, которая совпадает с плоскостью соединения державки с рабочей частью резца. Собирают в кондуктор отдельно подготовленные державки и рабочие части резцов, затем их непрерывно сваривают друг с другом по подготовленной ранее поверхности технологической базы. Полученные резцы затачивают.

Способ поясняется на примере изготовления правого отрезного токарного резца 2130-0517 сечением 25 х 16 мм по ГОСТ 18874-73.

Фрезеруют заготовку 1 из конструкционной стали под наплавку. В паз 2 заготовки непрерывно наплавляют быстрорежущую сталь.

Заготовку разрезают (вулканитовым кругом или электроэрозионной резкой) на рабочие части резцов 3 толщиной 5 мм (фиг. 2).

Производят термообработку рабочих частей резцов 3, которая заключается в трехкратном отпуске с нагревом до температуры 560^оС и охлаждением на воздухе (термообработку проводят с целью повышения режущих свойств наплавленной быстрорежущей стали 4).

Производят химико-термическую обработку рабочих частей резцов 3 (цементация, азотирование, цианирование и т.п.), которую производят с целью повышения как режущих свойств наплавленного металла 4, так и прочностных свойств металла основы рабочей части резца 3.

На рабочие части резцов 3 наносят износостойкое покрытие на основе карбида титана, нитрида титана или их комбинации.

Для изготовления державки 5 отрезного резца используют полосу из конструкционной стали сечением 25 х 16 мм, которую разрезают на заготовки 6 длиной 115^-3 мм (согласно ГОСТ 18874-73), вид которой показан на фиг. 3.

Создание поверхности технологической базы 7 на одной из торцовых поверхностей заготовки 6 производят в следующей последовательности. На столе горизонтально-фрезерного станка закрепляют машинные тиски. Между губок тисков на направляющих неподвижных губок устанавливают приспособление, вид которого показан на фиг. 4. В паз приспособления помещают заготовку 6 (ширина приспособления меньше чем толщина заготовки 6, а в данном случае не более 15 мм) и зажимают ее губками тисков. При этом верхняя поверхность заготовки 6 (а в дальнейшем опорная поверхность державки) наклонена к плоскости стола фрезеpного станка под углом 30^о (на фиг. 4 угол 30^о показан между верхней плоскостью заготовки 6 и плоскостью направляющих тисков, которые всегда параллельны плоскости стола фрезерного станка).

Подвижную часть тисков и зажатую в них заготовку поворачивают по часовой стрелке так, чтобы боковая поверхность заготовки была под углом 45^о к плоскости вращения отрезной фрезы (или вулканитового круга). Перемещая стол горизонтально-фрезерного станка в поперечном направлении, подводят заготовку 6 к отрезной фрезе так, чтобы максимальная длина державки после резки по верхней поверхности (опорной поверхности державки 5) была равна 115 мм (при нормальной длине заготовки 6 поверхность технологической базы 7 должна проходить через верхнюю дальнюю вершину заготовки 6). Фиксируют стол фрезерного станка в продольном направлении и производят резку. Вид державки 5 с полученной поверхностью технологической базы 7 показан на фиг. 5. Вынимают полученную державку 5, зажимают в тиски новую заготовку, производят резку и т.д.

Расход конструкционной стали на изготовление державки можно свести к минимуму, если брать заготовку длиной 201⁺⁹ мм, вставлять ее в тиски и разрезать. При этом получается две державки, одну из которых используют для изготовления правого отрезного резца, а другую для левого отрезного или прорезного резца.

Державки 5 и рабочие части резцов 3 укладывают на боковую поверхность в кондуктор 8 таким образом, чтобы места сварки державок 5 и рабочих частей резцов 3 находились на одной линии (см. фиг. 6), что позволяет сваривать дуговой сваркой в автоматическом режиме. При этом, если горелка с плавящимся электродом закреплена неподвижно, а кондукторы с державками и рабочими частями резцов перемещаются транспортером (или используется роторная линия), то процесс сварки отрезных резцов будет непрерывным.

Процесс сварки отрезных резцов показан на фиг. 6. При этом разделка под сварку не требуется, так как поверхность технологической базы 7 державки 5 с рабочей частью резца 3 образует угол 45^о.

Далее фрезеруют опорную поверхность отрезного резца. Защищают сварное соединение державки 5 и рабочей части резца 3. Производят заготовку отрезного резца на заточном станке. Причем время заточки можно сократить, если при сварке державки 5 с рабочей частью резца последнюю в кондукторе 8 сориентировать соответствующим образом, т.е. выдержать углы в плане. Тогда заточку осуществляют только по одной боковой поверхности рабочей части резца и по передней поверхности.

При восстановлении отрезного резца отрезают изношенную рабочую часть, а на ее место приваривают новую рабочую часть резца по методике, изложенной выше.

Способ изготовления отрезных резцов может применяться в любом инструментальном цехе, так как он требует минимальное количество оборудования, а именно: установка для наплавки (которая одновременно используется и для сварки); фрезерный станок; станок для вулканитовой резки (электроэрозионный станок); заточный станок; электропечь с максимальной температурой 600^оС.

Предлагаемым способом можно изготавливать и восстанавливать отрезные токарные резцы, токарные отрезные автоматные резцы, отрезные строгальные резцы, резьбонарезные резцы.