СПОСОБ ШАРЖИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2016 года по МПК B23P15/28 B24D18/00 

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к способу шаржирования металлорежущего инструмента, и может быть использовано в авиадвигателестроении, например, для черновой обработки дисков турбин и компрессоров, валов, а также других отраслях машиностроения для черновой обработки деталей.

Известен способ шаржирования поверхности, включающий нанесение на поверхность режущего тела абразивного материала и внедрение материала в поверхность режущего тела при помощи специального инструмента путем воздействия на инструмент периодически увеличивающейся динамической нагрузки и перемещения инструмента параллельно поверхности режущего тела с постоянной нагрузкой в промежутке времени между воздействием динамической нагрузки (см. патент №982872, Кл. В24В 1/00, опубл. 23.12.1982).

Недостатки данного способа - сложность и трудоемкость расчета основных параметров процесса; используемое оборудование требует значительных затрат; недостаточно высокая износостойкость инструмента из-за дробления крупных зерен в процессе шаржирования.

Технический результат заявленного способа - упрощение и снижение трудоемкости и повышение износостойкости режущего инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе шаржирования металлорежущего тела, включающем внедрение абразивного материала в поверхность металлорежущего инструмента под действием нагрузки, согласно изобретению внедрение абразивного материала в тело осуществляют путем подачи режущего инструмента в емкость с незакрепленным абразивным материалом, последующего перемещения емкости с абразивным материалом в продольном и поперечном направлениях при неподвижном режущем инструменте, при этом перемещение емкости осуществляют по меньшей мере за один цикл, включающий в себя перемещение в продольном направлении в одну и другую стороны и поперечном направлении в одну и другую стороны.

Данная совокупность признаков является существенной: перемещения в указанных направлениях позволяют «перекатываться» абразивному материалу и, как следствие, равномерно распределиться материалу по всей поверхности, которую шаржируют, а также нанести абразивный материал не только на рабочую поверхность, но и на поверхности, прилегающие к рабочей, что позволяет исключить заклинивание режущего тела при механической (черновой) обработке деталей; использование незакрепленного абразивного материала позволяет шаржировать поверхности разной конфигурации, расширив тем самым круг как обрабатываемых деталей и изделий, так и металлорежущего инструмента, в качестве которого можно использовать изношенный инструмент или отходы производства.

Перед внедрением абразивного материала металлорежущий инструмент можно нагревать, что позволяет снизить давление внедрения абразивного материала в инструмент.

В качестве абразивного материала можно использовать электрокорунд, карбид кремния, алмазную крошку.

В качестве материала металлорежущего инструмента можно использовать малоуглеродистые сплавы, низколегированные стали, цветные сплавы.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ, и режущее тело;

на фиг. 2 изображено устройство, реализующее способ, и режущее тело (вариант выполнения).

Устройство для шаржирования металлорежущего инструмента (под инструментом понимают орудие, преимущественно ручное, для производства каких-либо работ) содержит боковые стенки 1 и дно 2, образующие емкость 3, и крышку 4. Наличие крышки 4 не всегда обязательно (фиг. 2); крышка 4 необходима в случае шаржирования верхней поверхности режущего инструмента при соответствующем его конструктивном выполнении. Емкость 3 устройства заполнена абразивным материалом 5, например электрокорундом, или иным материалом, имеющим твердость по Моосу 9-10. Режущий инструмент имеет участок 6 для крепления его к станку и шаржируемый участок 7, который может быть выполнен с носком 8. Шаржируемый участок - это рабочая поверхность инструмента и прилежащие к нему боковые поверхности, шаржировать боковые поверхности необходимо для избежания заклинивания при работе: при механической (черновой) обработке деталей. Режущий инструмент может быть выполнен цилиндрической формы (тип стакана) (фиг. 1) со сплошным торцом с верхней стороны и открытым торцом с нижней стороны; L-образным (фиг. 2), а также в виде параллелепипеда, доработанного по радиусу вогнутости с одной стороны и вогнутости с другой. Стрелками на фиг. 1 и фиг. 2 указаны направления перемещения устройства для шаржирования.

Способ реализуется следующим образом.

В емкость 3 закрепленного на столе станка устройства, представляющего собой металлический ящик с четырьмя боковыми стенками 1, дном 2 и крышкой 4, которая крепится к боковым стенкам болтами или винтами (не показаны), засыпают абразивный материал 5 - электрокорунд - и помещают режущий инструмент участком 7 (или участком 7 с носком 8 в зависимости от формы режущего инструмента), подлежащим шаржированию, на необходимую величину. Режущий инструмент участком 6 закреплен в патроне станка (не показан). От патрона станка режущему инструменту придают вертикальное перемещение вниз с упором в абразивный материал. В результате чего происходит вдавливание частей режущего инструмента в абразивный материал. Затем следуют последовательные перемещения в горизонтальной плоскости в продольном и поперечном направлениях устройства вместе со столом станка при неподвижном режущем инструменте до упора режущего инструмента в абразивный материал между стенкой 1 и режущим инструментом, потом режущий инструмент перемещают в вертикальном направлении (вертикально вверх). В случае необходимости, цикл повторяют. Каждое перемещение имеет двойной ход в переделах устройства в одну и другую стороны (вправо-влево, назад-вперед, вверх-вниз). При этом шаржированию подвергаются не только рабочий участок, но и соседние с ним участки. В зависимости от конфигурации режущего инструмента емкость 3 устройства заполняют абразивным материалом не менее, чем на половину, что дает возможность режущему инструменту получать высокую плотность покрытия абразивным материалом при взаимном перемещении. Перед внедрением абразивного материала металлорежущий инструмент можно нагревать. Нагрев желательно осуществлять до температур, снижающих предел их текучести и вызывающих их разупрочнение. Рекомендуемые температуры являются справочными величинами. Величину нагрузки выбирают с учетом физико-механических свойств абразивного материала и шаржируемого материала.

Способ включает внедрение абразивного материала в поверхность металлорежущего инструмента под действием нагрузки. При этом внедрение абразивного материала в тело осуществляют путем подачи режущего инструмента в емкость с незакрепленным абразивным материалом, последующего перемещения емкости с абразивным материалом в продольном и поперечном направлениях при неподвижном режущем инструменте. При этом перемещение емкости осуществляют по меньшей мере за один цикл, включающий в себя перемещение в продольном направлении в одну и другую стороны, поперечном направлении в одну и другую стороны и вертикальном направлении в одну и другую стороны. Достигается снижение трудоемкости изготовления и повышение износостойкости режущего инструмента. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ шаржирования металлорежущего инструмента, включающий внедрение абразивного материала в поверхность металлорежущего инструмента под действием нагрузки, отличающийся тем, что внедрение абразивного материала в поверхность инструмента осуществляют путем подачи режущего инструмента в емкость с незакрепленным абразивным материалом, последующего перемещения емкости с абразивным материалом в продольном и поперечном направлениях при неподвижном режущем инструменте, при этом перемещение емкости осуществляют по меньшей мере за один цикл, включающий в себя перемещение в продольном направлении в одну и другую стороны и в поперечном направлении в одну и другую стороны.

2. Способ шаржирования по п. 1, отличающийся тем, что перед внедрением абразивного материала металлорежущий инструмент нагревают.

3. Способ шаржирования по п. 1, отличающийся тем, что в качестве абразивного материала используют электрокорунд, карбид кремния, алмазную крошку.

4. Способ шаржирования по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала металлорежущего инструмента используют малоуглеродистые сплавы, низколегированные стали, цветные сплавы.