Изобретение относится к технологии машиностроения, к способам формообразования пластическим деформированием внутренних резьб средних и крупных размеров в деталях из среднепластичных материалов.
Известен способ изготовления внутренних резьб бесстружечным метчиком, имеющим резьбовые деформирующие элементы, перемещающиеся в радиальном направлении под действием статической силы, прикладываемой к хвостовику метчика [1]. Способ позволяет повысить производительность обработки и точность накатываемой резьбы.
Однако наличие между заготовкой и инструментом трения скольжения приводит к необходимости приложения значительного крутящего момента для совершения главного движения (вращения инструмента или заготовки). Наличие трения скольжения между заготовкой и инструментом приводит также к быстрому износу инструмента, усугубляемому тем, что деформирующая поверхность инструмента в процессе формирования резьбового профиля находится в постоянном контакте с заготовкой. В связи с этим способ может быть использован ограниченно: только для накатывания резьб сравнительно небольшого диаметра и шага в заготовках из пластичных материалов.
Известен способ накатывания внутренних резьб пластическим деформированием металла, при котором движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности сообщают инструменту-головке, содержащей корпус со штоком, как минимум, три свободно вращающихся резьбонакатных ролика, размещенных в вилках, расположенных в радиальных пазах корпуса и предназначенных для взаимодействия с поверхностью штока, при этом вилки с резьбонакатными роликами выполнены с возможностью перемещения в радиальном направлении под действием силы, прикладываемой к штоку [2].
Недостатком известного способа являются большие потери мощности на преодоление сил трения и, как следствие, большой износ контактирующих поверхностей корпуса, вилок, резьбонакатных роликов и штока, ведущий в появлению зазоров, люфтов, которые снижают качество обработки.
Задачей изобретения является повышение производительности, точности и снижение себестоимости, а также расширение технологических возможностей накатывания внутренних резьб путем применения для их формообразования инструмента с резьбонакатными роликами, имеющими возможность легкого свободного вращения и перемещения в радиальном направлении в процессе обработки.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа накатывания внутренних резьб пластическим деформированием металла, при котором движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности сообщают инструменту-головке, содержащей корпус со штоком, как минимум три свободно вращающихся резьбонакатных ролика, размещенных в вилках, расположенных в радиальных пазах корпуса и предназначенных для взаимодействия с поверхностью штока, при этом вилки с резьбонакатными роликами выполнены с возможностью перемещения в радиальном направлении под действием силы, прикладываемой к штоку, кроме того, резьбонакатные ролики устанавливают на радиально-упорных подшипниках на осях и закрепляют гайками, при этом поверхность штока для взаимодействия с вилками выполнена конической. Причем инструмент-головку снабжают двумя винтовыми пружинами сжатия, расположенными в кольцевых канавках корпуса с торцов резьбонакатных роликов и предназначенными для создания постоянного контакта вилок с упомянутой конической поверхностью штока и удержания от выпадения резьбонакатных роликов.
При этом заготовке сообщают вращательное движение.
Кроме того, продольную подачу устанавливают равной шагу накатываемой резьбы и сообщают вращательное движение инструменту-головке при неподвижной заготовке.
Сущность способа и конструкции головки для накатывания внутренних резьб с радиальной подачей резьбонакатных роликов поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен инструмент-головка, продольный разрез Б-Б фиг.2; на фиг.2 - головка, поперечный разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - головка, общий вид по Г фиг.1; на фиг.4 - головка, поперечный разрез В-В фиг.1.
Предлагаемый способ служит для накатывания внутренних резьб пластическим деформированием металла, при котором заготовке сообщают вращательное движение, а подачу вдоль обрабатываемой поверхности - инструменту-головке.
Резьбонакатная головка состоит из корпуса 1 с прямоугольными радиальными пазами 2 в количестве не менее трех, в которые вставлены на осях 3 резьбонакатные ролики 4, имеющие возможность перемещения в радиальном направлении. Радиальные пазы 2 имеют наклон относительно общей продольной оси вращения головки на угол γ, равный углу подъема накатываемой резьбы.
Для обеспечения свободного вращения на оси 3 каждый резьбонакатный ролик 4 установлен на радиально-упорных подшипниках 5 и фиксируется с торца от осевого смещения гайкой 6. Резьбонакатные ролики 4 имеют кольцевые витки для образования внутренней резьбы на заготовке. Резьбонакатные ролики 4 смещены друг относительно друга в продольном направлении на величину, равную
Рш/n,
где Рш - шаг накатываемой резьбы,
n - количество резьбонакатных роликов 4.
Головка снабжена двумя винтовыми цилиндрическими пружинами 7 сжатия, расположенными в кольцевых канавках корпуса 1 с торцов резьбонакатных роликов 4, служащими для создания постоянного контакта вилок 8 с конической поверхностью 9 штока 10 и удерживающими от выпадания резьбонакатные ролики 4.
В центральное продольное ступенчатое отверстие корпуса 1 вставлен шток 10, имеющий конические поверхности 9, на которые опираются вилки 8 ответными коническими поверхностями. Вилки 8 предназначены для восприятия перемещения штока 10 в продольном направлении и передачи перемещения резьбонакатным роликам 4 в радиальном направлении под действием силы Р, прикладываемой к штоку 10. От точности изготовления вилки 8 и паза 2 корпуса и назначения посадок на размеры l H7/h6, L H7/h6 зависит качество накатываемой резьбы. Ось 3, имеющая с одной стороны (справа, согласно фиг.1) ступень большого диаметра с лысками и резьбовую ступень (слева, согласно фиг.1), на которую навернута гайка 6, также имеющая лыски, свободно сидит в вилке 8.
Способ осуществляется следующим образом.
Головка, установленная на рабочем органе станка (не показан) в нерабочем состоянии с наружным диметром Dmin по резьбонакатным роликам 4, меньшим наружного диаметра накатываемой резьбы, свободно вводится в отверстие заготовки (не показана) на всю длину накатываемой резьбы, так как высота резьбонакатных роликов больше на ≈4РIII длины накатываемой резьбы заготовки.
Как только головка займет требуемое положение, установочное движение прекращается и к штоку 10 прикладывается сила Р. Под действием силы Р шток 10 перемещается внутрь головки. При осевом перемещении штока 13 его конические поверхности 9 сообщают радиальное перемещение вилкам 8. Благодаря перемещению вилок 8 оси 3 с установленными на них резьбонакатными роликами 4 также перемещаются радиально, в направлении от оси вращения накатываемой резьбы.
Одновременно заготовке (не показана) сообщают главное вращательное движение Vз и поступательное движение подачи Sпр, равное шагу получаемой резьбы.
В зависимости от модели станка, применяемого для резьбонакатывания, вращение и продольная подача могут сообщаться инструменту при неподвижной заготовке.
Под действием силы Р резьбонакатные ролики 4 внедряются в отверстие заготовки, формируя в ней резьбу. При повороте заготовки на 1/3 оборота формируется полный профиль резьбы.
Поскольку между заготовкой и резьбонакатными роликами 4 имеет место трение качения, значительно снижается крутящий момент, действующий на привод главного движения. Участок резьбы ролика, взаимодействующего с заготовкой, из-за вращения ролика постоянно меняется, износ резьбонакатного ролика происходит значительно медленнее, чем аналогичного бесстружечного метчика.
Радиальное перемещение резьбонакатных роликов прекращается и при повороте заготовки на полный оборот головка калибрует полученную резьбу.
Для вывода головки из обработанной заготовки прекращают воздействие силы Р на торец штока 10.
Шток 10 выдвигается в осевом направлении из головки, при этом оси 3 с установленными на них резьбонакатными роликами 4 перемещаются радиально в направлении к оси вращения накатываемой резьбы под действием пружин 7. Диаметр головки по резьбонакатным роликам становится меньше наружного диаметра накатанной резьбы и головка свободно выводится из отверстия заготовки.
При промышленных испытаниях по получению внутренних резьб пластическим деформированием металла по предлагаемому способу заготовку - гайку специальную с внутренней резьбой М200×2 Н7 устанавливали в патроне токарного станка 16К20, а головку, оснащенную механизмом гидравлического привода, - в резцедержателе станка. Заготовке сообщали вращательное движение Vз=11 м/мин, а головке - продольную подачу Sпр=2 мм/об. Испытаниями установлено, что по сравнению с резьбонарезанием производительность процесса повышается в 2,5...3,5 раза, размеры резьбы стабильны и соответствуют требуемому квалитету точности, стойкость инструмента повышается в 2,5...3 раза, высота шероховатости резьбовой поверхности уменьшается на 1...2 класса.
Предлагаемый способ накатывания внутренних резьб с радиальной подачей резьбонакатных роликов и головка для его реализации позволяют накатывать внутренние резьбы среднего и большого диаметра в материалах со средней пластичностью с высокой производительностью и качеством.
Источники информации
1. А.с. СССР 742018, МКИ В 21 Н 3/08. Способ изготовления внутренних резьб и бесстружечный метчик для его осуществления. // Г.П.Урлапов. Заявка №2 506 431/25-27, 2 532 315/25-27, заявл. 11.07.77, опуб. 25.06.80. Бюл. №23.
2. А.с. СССР 506461, МКИ В 21 Н 3/08. Способ накатывания внутренних резьб. 1976 г. - прототип.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГОЛОВКА ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ ВНУТРЕННИХ РЕЗЬБ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ РЕЗЬБОНАКАТНЫХ РОЛИКОВ | 2004 |
|
RU2252844C1 |
ОХВАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО НАКАТЫВАНИЯ РЕЗЬБЫ | 2005 |
|
RU2280526C1 |
СПОСОБ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО НАКАТЫВАНИЯ РЕЗЬБЫ ОХВАТЫВАЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ | 2005 |
|
RU2280527C1 |
САМОРАСКРЫВАЮЩАЯСЯ РЕЗЬБОНАКАТНАЯ ГОЛОВКА | 2004 |
|
RU2253533C1 |
СПОСОБ НАКАТЫВАНИЯ НАРУЖНЫХ РЕЗЬБ | 2004 |
|
RU2253534C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ КРУПНЫХ НАРУЖНЫХ РЕЗЬБ | 2004 |
|
RU2253535C1 |
СПОСОБ НАКАТЫВАНИЯ НАРУЖНЫХ РЕЗЬБ | 2004 |
|
RU2253532C1 |
МЕТЧИК-ВОЛНОВОД ДЛЯ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ВНУТРЕННИХ РЕЗЬБ | 2003 |
|
RU2241580C1 |
РЕЗЬБОНАКАТНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ НАРУЖНЫХ КОНИЧЕСКИХ РЕЗЬБ | 2008 |
|
RU2384382C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ РЕЗЬБ | 2012 |
|
RU2521758C2 |
Изобретение относится к области технологии машиностроения, формообразованию пластическим деформированием внутренних резьб средних и крупных размеров на деталях из среднепластичных материалов. Способ включает движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности инструмента-головки, содержащей корпус со штоком, как минимум, три свободно вращающихся резьбонакатных ролика, размещенных в вилках, расположенных в радиальных пазах корпуса и предназначенных для взаимодействия с поверхностью штока. При этом вилки с резьбонакатными роликами выполнены с возможностью перемещения в радиальном направлении под действием силы, прикладываемой к штоку. Для повышения производительности, точности и снижения себестоимости резьбонакатные ролики устанавливают на радиально-упорных подшипниках на осях и закрепляют гайками, при этом поверхность штока для взаимодействия с вилками выполнена конической. Инструмент-головка может быть снабжена двумя винтовыми пружинами сжатия, расположенными в кольцевых канавках корпуса с торцов резьбонакатных роликов и предназначенными для создания постоянного контакта вилок с упомянутой конической поверхностью штока и удержания от выпадения резьбонакатных роликов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Устройство для накатывания внутренних резьб | 1974 |
|
SU506461A1 |
Устройство (инструмент) для накатки внутренней резьбы | 1956 |
|
SU108356A2 |
Резьбонакатная головка для накатывания внутренних резьб | 1959 |
|
SU125459A1 |
RU 2028661 С1, 20.07.1995 | |||
ГИБКОЕ БЕРЕГОЗАЩИТНОЕ СОООРУЖЕНИЕ | 2006 |
|
RU2329352C1 |
Авторы
Даты
2005-05-27—Публикация
2004-01-15—Подача