The use of deforming broaching for ­enhancing the efficiency of cutter chisels

User Rating:  / 0


Ya. B. Nemyrovskyi, Dr. Sc. (Tech.),, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

V. V. Krivosheya, Cand. Sc. (Tech.),, V. Bakul Institute for Superhard Materials, Kyiv, Ukraine

S. E. Sardak, Dr. Sc. (Econ.), Assoc. Prof.,, Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

I. V. Shepelenko, Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof.,, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Yu. A. Tsekhanov, Dr. Sc. (Tech.), Prof.,, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020, (2): 61-66

 повний текст / full article



Purpose. To determine the potential of deforming broaching for the improvement of efficiency of cutter chisels in the mining industry.

Methodology. The study of the application of the technological process of deforming broaching was carried out based on the experimental research into conditions of assembly of press couplings corresponding to cutting rock-destroying tools, the working surface of which is reinforced with solid-alloy inserts.

Findings. Based on the conducted research, a new process of assembling the crowns of cutter chisels with the use of deforming broaching was developed.

Originality. It was determined that the range of angles of inclination of generatrix of the working cone of the deforming element and the roll-treading lip of the insert, which are necessary for efficient machining and pressing in crowns of cutters, is 4–16°. It was proven that the “solid alloy-steel” press couplings for cutter chisels will have the maximum bearing capacity at total tension a/d0 ≤ 3 %. It was found that it is necessary to foresee the following distribution of tensions: to perform 2 % of deformation by preliminary deforming broaching, and 1 % ‒ by pressing in an insert

Practical value. The use of deforming broaching makes it possible to increase the strength of fastening the inserts of cutter chisels by 2 times, to reduce specific consumption of the tool by 4.4 times, and to increase the average drilling rate by 4 times.


1. Nemyrovskyi, Ya., Posvyatenko, E., & Sardak, S. (2019). Technical-Economic Aspects of the Use of Technological Process of Deforming Broaching. Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, 238-247.

2. Afanasiev, A. I., Simisinov, D. I., & Shestakov, V. S. (2014). Equivalent heat model of roller cone bit. Gornyi Zhurnal, 9, 52-56.

3. Hosseini, A., Kishawy, H. A., & Moetakef-Imani, B. (2016). Effects of Broaching Operations on the Integrity of Machined Surface. Procedia CIRP, 45, 163-166.

4. Krivosheja, V. V. (2015). Effect of the deformation angle on the extension of cylindrical holes: monograph. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing.

5. Studenets, S. F., Yeriomin, P. M., & Cherniavskyi, O. V. (2015). Influence of deformation conditions during the machining of hard-alloy combined broaches on the structure and hardening of the surface layer of cast irons. Superhard materials, 4, 91-99.

6. Pyalchenkov, V. A., & Nikitina, L. I. (2017). Force measurement on lobes of rolling drilling bit (test procedure). ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12(17), 4990-4995.

7. Pyalchenkov, V. A., Dolgushin, V. V., & Kulyabin, G. A. (2017). The model for studies of load for the roller bit support bearings. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12(19), 5548-5553.

8. Sheikin, S. E., Pashchenko, E. A., Rostotsky, I. Yu., Gavrilova, V. S., & Protsishin, V. T. (2014). Process lubricant for deforming drawing of pieces made of titanium. Metallurgy and Mining, 4, 38-43.

9. Salenko, A. F., Fedotiev, A. N., Fedotieva, L. P., & Mana, A. M. (2015). Methods of obtaining and processing wear-resistant coatings for drill bits. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 48-54.

10. Zanger, F., Boev, N., & Schulze, V. (2014). Surface quality after broaching with variable cutting thickness. Procedia CIRP, 13, 114-119.


Tags: deforming broachingpress couplingcrown of cutter chiseltension

Newer news items:

Older news items: