РЕЗЬБОНАКАТНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1995 года по МПК B21H3/00 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к инструментам для накатывания резьбы на станках общетехнологического назначения.

Известны резьбонакатные головки фирмы "Фетте" или НГН-3 [1], содержащие комплект резьбонакатных роликов с кольцевой резьбой, установленных под углом наклона резьбы, а также механизмы регулирования диаметра и длины обработки и механизм раскрытия головки в конце цикла нарезания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является универсальная резьбонакатная головка модели ВНГН-3 [2], содержащая три ролика с кольцевой резьбой, смещенной в осевом направлении на 1/3 шага обрабатываемой резьбы, и сидящих на эксцентричных осях. На концах этих осей располагаются три зубчатых колеса, находящихся в зацеплении с центральным зубчатым колесом, выполненным за одно целое с хвостовиком. Эти зубчатые пары используются для регулирования диаметра обработки и раскрытия головки. Раскрытие осуществляется путем воздействия на внутренний упор обрабатываемой заготовки, которая, ввинчиваясь в головку, перемещает внутренний сердечник в направлении к хвостовику. Это перемещение сердечника и пальцев вызывает взаимодействие двух коленообразных пазов. Каждый из этих пазов имеет прямолинейный участок, расположенный вдоль оси головки, и винтовой участок в хвостовике правого направления, в корпусе - левого. Взаимодействуя, они создают условия для поворота корпуса и роликов, что в конечном счете приводит к раскрытию головки. Такое устройство механизма раскрывания вызвано стремлением использовать такую конструкцию головки как в стационарном режиме (т. е. когда вращается заготовка) и во вращающемся режиме (т.е. когда вращается головка).

К недостаткам известного технического решения следует отнести невозможность раскрытия головки за счет остановки хвостовика.

Вторым недостатком данного технического решения является интенсивный износ в месте перехода прямолинейного участка паза в винтовой и вероятность поломки головки, при наличии погрешностей исполнения продольного прямолинейного участка паза хвостовика. Эта погрешность заключается в том, что прямолинейный участок паза в хвостовике может быть выполнен с наклоном, противоположным направлению раскрытия головки.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей и увеличение долговечности резьбонакатных головок.

Это достигается тем, что известная резьбонакатная головка, содержащая комплект роликов, эксцентричные оси, три малых и одно центральное зубчатые колеса, внутренний упор и выполненные в корпусе и хвостовике фасонные пазы, специальный стакан, располагающийся на хвостовике и навернутый на выступающую часть кольца выключения. Это дает возможность раскрывания головки как всеми традиционными способами (например, от внутреннего упора), так и путем остановки хвостовика, через сменный стакан головки, что необходимо, например, при накатывании длинных резьб.

Кроме того, фасонный паз хвостовика выполнен в виде двух винтовых участков, причем первый выполнен с углом наклона ограничивающей винтовой поверхности, связанным с приращением радиуса обработки следующем соотношением:
Δ=e(cosε-cos + arcsin -
- arcsin где e - величина эксцентриситета эксцентриковой оси;
ε- угол отклонения вектора скорости накатывания от положения, наиболее приближенного к оси головки, т.е. от положения, при котором центры крайних ступеней, центр эксцентричной ступени и центр головки находятся на одной прямой (расчетные значения 25^о ≅ε≅45^о),
m_нхв, m_нш - нормальные модули хвостовика и шестерни;
Z_хв, Z_ш - количество зубьев хвостовика и шестерни;
δ_т,δ_хв- угол наклона линии зубьев хвостовика и шестерни;
b - половина ширины винтового паза;
R_н - наружный диаметр корпуса головки по пазу;
R_к - внутренний диаметр корпуса головки по пазу;
l - длина первого участка паза по оси головки;
α- угол наклона первого винтового участка, а второй участок паза выполнен с углом наклона винтовой поверхности порядка 45^о.

Указанные отличительные признаки являются существенными, так как вносят изменение в функциональные свойства инструмента, позволяя облегчить раскрывание головки и обеспечить раскрывание головки путем остановок хвостовика, что исключается при использовании для раскрытия внутреннего упора.

На фиг. 1 изображена резьбонакатная головка; на фиг. 2 - винтовые пазы.

Головка содержит палец 1, кольцо 2 выключения, хвостовик 3, стакан 4, первый винтовой участок 5 паза, второй винтовой участок 6 паза и ролик 7.

Устройство работает следующим образом.

В начальной стадии процесса обработки головка за счет осевой подачи захватывается вращающейся заготовкой и перемещается вдоль оси изделия на необходимую длину.

Накатав резьбу на заданной длине, головка останавливается за счет остановки хвостовика 3 с сидящим на нем стаканом 4, которые базируются, например, в задней бабке. Передняя часть головки (комплект роликов, оси, корпус, хвостовик) продолжают некоторое время свое движение вперед, навинчиваясь на заготовку. Это приводит к выдвижению из стакана 4 и кольца выключения 2 всей головки и в свою очередь взаимодействию пазов механизма раскрывания.

Особенность взаимодействия пазов механизма раскрывания состоит в том, что палец с роликами 7 перемещается вправо, двигаясь и прижимаясь к пологой части винтовой поверхности 5, что, с одной стороны, облегчает раскрытие и исключает интенсивный износ, а, с другой стороны, вызывает некоторое незначительное увеличение диаметра обработки, что количественно связывается приведенной закономерностью.

Использование: обработка металлов давлением, в частности накатывание резьб с помощью роликов. Сущность изобретения: резьбонакатная головка содержит корпус с хвостовиком, зубчатые колеса, установленные на эксцентриковых осях накатные ролики и механизм выключения. Механизм выключения состоит из кольца выключения, стакана выключения, пальцев, установленных в профилированных пазах, выполненных в корпусе и хвостовике. Паз в хвостовике выполнен в виде двух винтовых ветвей. Дана математическая зависимость связи угла наклона винтовой поверхности первой ветви с приращением радиуса обработки. 2 ил.

РЕЗЬБОНАКАТНАЯ ГОЛОВКА, содержащая корпус с хвостовиком, зубчатые колеса, установленные на эксцентриковых осях резьбонакатные ролики с кольцевой резьбой, механизм выключения, состоящий из кольца выключения и пальцев, установленных в выполненных в корпусе и хвостовике пазах, отличающаяся тем, что в механизм выключения дополнительно введен стакан выключения, установленный на хвостовике и соединенный с кольцом выключения, паз в хвостовике выполнен в виде двух винтовых ветвей, причем первая ограничена поверхностью с углом наклона винтовой линии, связанным с приращением радиуса обработки следующей зависимостью:

где e - величина эксцентриситета эксцентриковой оси;
ε - угол отклонения вектора скорости накатывания от положения, при котором центры крайних ступеней, центр эксцентричной ступени и центр головки находятся на одной прямой, 25^°≅ ε ≅ 45^°
m_нхв, m_нш - нормальные модули хвостовика и шестерни;
z_хв, z_ш - количество зубьев хвостовика и шестерни;
δ_ш , δ_хв - угол наклона линии зубьев шестерни и хвостовика;
b - половина ширины винтового паза;
R_н - наружный диаметр корпуса головки по пазу;
R_к - внутренний диаметр корпуса головки по пазу;
l - длина первого участка паза по оси головки;
α - угол наклона первого винтового участка,
вторая ветвь паза ограничена винтовой поверхностью с углом наклона винтовой линии 45^o.