СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЬБЫ НА ДЕТАЛИ Российский патент 2013 года по МПК B23G1/00 B23H5/00 C25D5/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивного износа.

Известны способы изготовления резьбы, позволяющие повысить износостойкость и усталостную прочность / Якушев А.И., Мустаев Р.Х.., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. - М.: Машиностроение, 1979 - 215 с./.

Указанные способы изготовления резьбы не позволяют комплексно производить упрочняющую и отделочно-упрочняющую обработку с закалкой профиля резьбы по всему периметру при одновременном благоприятном расположении волокон металла.

Известен способ изготовления резьбы на деталях (GB 798609, B23G 1/00, 23.07.1958), включающий формирование резьбы резьбообразующим инструментом в виде токоподводящего ролика, ее упрочнение термомеханическим воздействием за счет прохождения через зону контакта ролика и детали электрического тока.

Однако данный способ не позволяет производить комбинированную обработку участков профиля резьбы, подвод электрического тока производится через деталь и инструмент, что не позволяет повысить качество деталей.

Задачей изобретения является повышение производительности и качества резьбовых поверхностей за счет отделочно-упрочняющей обработки поверхностного слоя резьбы и покрытие резьбы тонким слоем меди.

Использование предлагаемого способа изготовления резьбы позволяет повысить износостойкость и усталостную прочность резьбовых поверхностей после формирования геометрии.

Поставленная задача достигается в способе изготовления резьбы на детали, включающем формирование геометрии резьбы, ее термомеханическое упрочнение за счет прохождения через зону контакта инструмента и детали электрического тока, установленной с возможностью вращения, в котором первым ходом инструмента производят термомеханическую отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих боковых поверхностей витков резьбы, а вторым ходом инструмента производят покрытие всего профиля резьбы или отдельных его участков (основания, одной или двух боковых поверхностей) тонким слоем меди, выделенной из медьсодержащего жидкого раствора и подающегося в зону термомеханического контакта инструмента и поверхности резьбы.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

На токарно-винторезном станке модели 1 В62Г производилась обработка резьбы по предлагаемому способу. Резьба М 42×2 нарезалась резцом. Материал детали сталь 45 ГОСТ 1050-88, длина резьбы 60 мм. Инструмент для первого хода изготавливали из твердого сплава Т15К6, затачивали под углом 60 градусов при вершине и радиусом скругления 0,28 мм. Инструменты для второго хода изготавливали также из твердого сплава Т15К6 с углом по боковым поверхностям 60 градусов и возможностью обработки по отдельности боковых поверхностей витков резьбы, основания или полного профиля.

Медьсодержащий жидкий раствор состоит из хлорида меди, эмульсола НГЛ-205, глицерина и воды.

Технологически изготовление резьбы производилось следующим образом.

Установив инструмент по профилю обрабатываемой резьбы и создав надежный контакт в соединении, последовательно производим включение вращения детали и источник электрического тока. Ток большой силы и малого напряжения, сосредоточенный в зоне контакта инструментов с поверхностями резьбы, приводит к мгновенному нагреву поверхностного слоя до температуры 900…1000°С. Использование инструмента, имеющего большую твердость HRA 88…92 и красностойкость 1100°С, по сравнению с обрабатываемым материалом HRC 18…22 позволяет производить отделочно-упрочняющую обработку основания и боковых поверхностей резьбы. Отделочно-упрочняющая обработка приводит к структурным изменениям поверхностного слоя впадины и прилегающей к ней боковых поверхностей с закалкой на твердость 52…54 HRC глубиной до 0,2 мм при сохранении структуры и свойств внутри витка в исходном состоянии. Кроме того приводит к изменению шероховатости и формированию текстуры волокон металла, вытянутой вдоль основания резьбы.

Выполнив первый ход, инструмент заново подводится к началу заходной части резьбы. Производится второй ход. В зависимости от поставленной задачи, контактная поверхность инструмента подготовлена таким образом, чтобы производить нанесение тонкого слоя меди либо на виток резьбы целиком, либо на отдельные участки резьбы. Обработка производится также с подводом электрического тока в зону контакта инструмент - резьба. Медьсодержащий состав подается в зону обработки поливом. В результате второго хода происходит диффузия меди в поверхностный слой резьбы или отдельных ее участков.

Результаты испытаний обработанных таким образом резьбовых поверхностей показали, что усталостная прочность возрастает на 15…30%, износостойкость увеличивается в 2,3…3 раза, прочность на срез резьбы увеличивается на 15…25%, усилие на разрушение стержня на 3…5%. Кроме того, тонкий слой меди предотвращает резьбу от водородного изнашивания.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивной среды. При реализации способа на детали формируют геометрию резьбы и осуществляют ее термомеханическое упрочнение за счет прохождения электрического тока через зону контакта инструмента и детали, установленной с возможностью вращения. При этом при первом ходе инструмента производят термомеханическую отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих боковых поверхностей витков резьбы, а при втором ходе инструмента производят покрытие всего профиля резьбы или отдельных его участков тонким слоем меди, выделенной из медьсодержащего жидкого раствора, который подают в зону термомеханического контакта инструмента и поверхности резьбы. Изобретение позволяет предотвратить водородное изнашивание поверхности резьбы за счет тонкого слоя меди, а также повысить износостойкость и усталостную прочность резьбовых поверхностей детали.

Способ изготовления резьбы на детали, включающий формирование геометрии резьбы, ее термомеханическое упрочнение за счет прохождения электрического тока через зону контакта инструмента и детали, установленной с возможностью вращения, отличающийся тем, что при первом ходе инструмента производят термомеханическую отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих боковых поверхностей витков резьбы, а при втором ходе инструмента производят покрытие всего профиля резьбы или отдельных его участков тонким слоем меди, выделенной из медьсодержащего жидкого раствора, который подают в зону термомеханического контакта инструмента и поверхности резьбы.