Устройство для накатывания внутренних резьб в высокопрочных сталях Советский патент 1983 года по МПК B21H3/08 

00

да Изобретение относится к обработк металлов давлением и может быть ибполъзовано при изготовлении внутрен них резьб. Известен бесстружечный кгетчик дл изготовления внутренних резьб пласт ческим деформированием, содержащий корпус с размещенными в его пазах резьбовыми деформируквдими элементам И установленные на корпусе подпружи ненную втулку и опорное кольцо, котЬрые контактируют с резьбовыми деформируклцими элементаш. Пазы в кор пусе и контактирунзщие с ними основа ния резьбовых деформируквщх элементов выполнены наклонными к оси кррп са с одинаковым углом наклона LlJ. Однако метчик о«5ладает недостаточной прочностью при Обработке вну ренних резьб с малым Наружным диаметром, так как в отверстии.малого диаметра необходимо расположить кор пус, втулку и деформирующие элементы. . . ... . . . Наиболее близким к изобретению является устройство, содержшдее мет чик с осевым каналом, ;прйвод метчика, газовую, .горелку, выполненную в виде корпуса с мундштуком на конце, и систему воздушного охлаждения мет чика G2.: . Недостатком известной конструкции является невысокая стойкость инструмента, так как процесс рез,ьбЬобразования осуществляется на всей длине отверстия и сг.опровождается большими усилиями, что вызывает.чрезмерный износ и поломку инструмента, . : . : .. Целью изобретения является увели чение стойкости бесстружечного метчика при накатывании резьб в глухих отверстиях высокопрочных сталей,.а также упрощение конструкции при накатывании резьб-в сквозных отверсти Поставленная цель достигается; тем, что в устройстве для накатывания внутренних резьб в высокопрочных сталях, содержащем бесетружечШ1Й метчик с. осевым каналом, привод мётчика, газовую горелку, выполненную в виде корпуса с мундшутком на конце, и систему; воздушного охлажде ния метчика, мундштук расположен в осевом канале метчика сооснр с ним е вовможностью осевого перемещения, при этом на поверхности осевого канал выполнены продольные канавки:, а на рабочем конце .мундштука выполнены сопла, направленные навстречу мётчи ку и соединенные с осевым каналом. . При этом мундштук установлен в метчике неподвижно. Кроме того, соп Ла выполнены под углом 60-9 О к оси метчика. . . На фйт, 1 изображено устройство для накатывания резьбы в глухих отверстиях, общий вид в разрезе; на г. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для накатывания резьбы в сквозных отверстиях, разт рез. Устройство содержит бесстружечный метчик с осевьол каналом, привод метчика, систему подачи горючего газа с газовой горелкой и систему воздушного охлаждения метчика. Привод метчика из корпуса 1, жестко закрепленнбто с помощью болта 2 на гильзе 3 вертикально-сверлильного станка. Через гильзу 3 гфопущеН шпиндель 4 станка, на котором Установлены зубчатое колесо 5, кулачковая полу муфта 6, предохраняющая устройство о перехрузки и связанная со шпиндьглем 4 через скользящую шпонку 7 тарированная пружина в, и нагружающая гайка 9. На торце зубчатого колеса 5, которое удерживается от осевых г еремещений кольцом 10, выполнены кулачки, находящиеся в зацеплении с кулачками подпружиненной пружиной 8 полумуфты 6 . в теле кулачкбвой прлумуфты 6 установлен переключатель 11 вращения двигателя станка, электрически подключенный через контактные щетки 12 к двигателю (не показан вер:тикальносверлильного станка. Забчатое колесо 5 кинематически связано с зубчатым венцом конусной втулки 13, кото-. рая имеет полость К прохода воздуха. Система подачи горючего газа с газовой горелкой содержит газовую горелку-с трубопроводами подачи и арматурой {не показаны ; и мундштука. Корпус 14 газовой горелки вставлен в конусную втулку 1Д. Сверления в корпусе 14 газовой горелки соединены через штуцеры 15 и 16 ;с трубопроводами подачи горючего газа (кислород и ацетилен ) и воздуха системы охлаждения метчика. На одной оси с корпусом 14 газовой горелки установлен бесстружечный метчик 17, который закреплен неподвижно с помощью .цанги 18 в конусной втулке 13. Метчик 17 имеет корпус в виде граневого стержня. Грани стержня соединены между собой деформирующими выступами с, на которых нарезана резьба. Метчи-к 17 и конусная втулка 13 установлены бтнрсительно корпуса 14 газовой горелки с возможностью вращения и осевого перемещения. В хвостовике метчиКа 17 выполнен канал 19 для прохода охлаждающего воздуха, а в центральной части метчика 17 - осевой канал 20, в который установлен с зазором мундщтук 21 газовой горелки. Зазор выполнен в виде продольных канйвок, соединенных с системой охлаждения ъоздука, ORHVIVI койцом мундштук 21 закреплен в корпусе 14

газовой горелки, а на другом (свободном конце, неподвижном относи.тельно обрабатываемой заготовки 22} в шахмат ном порядке прос верде ны сопла 23 с переменным углом наклона от 90 до 60 к продольной оси мунд- штука 21 и направленные навстречу движению метчика 17.

Система воздушного охлслсцения метчика состоит из трубопровода подвода воздуха (ве показан ) подсое- Ю диненного через штуцер 16 к корпусу 14 газовой горелки, и снсте ал каналов.

Для прохода охлаждающего воздуха К метчику 17 в корпусе 14 газовой 15 горелки выполнено боковое отверстие 24, соединяквдее через полость К Bf конусной втулке 13 осевой канал 20 метчика с трубопроводом подвода воздуха.. 20

При накатывгакии резьбы в сквод- ных отверстиях 2S корпус 14а газовой горелки монтируется неподвижно относительно корпуса 1 привода метчика, ДОя герметизагши прохода -, горючего газа между корпусом 14а Гчэрелки и метчиком 17а установлены уплотнительные кольца 26. Мундштук 21а закреплен неподвижно на торце метчика 17а. 8 кйндаггуке 21а просверлены совла, наклоненные в направ 30 лении подачи метчика под углом не более 90®.

Устройство работает следующим образом.

В глухое отверстие заготовки 22 35 вводят мундштук 21 до упора в дйо отверстия, включают систет1«у подачи горючего и иа выходе из муид штука поджигают газ Горючий газ проходит через штуцер 15, по свер- IQ лениям в корпусе 14, мундштук 21, охлаждая его, k вьвсо сит через сопяа |23. Горящее газовое пламя равномерно нагревает поверхность отверстия. Чтобы уменьшить нагрев метчика 17 восходяв ш к верху газовьвд пламенем одновременно с подачей горючего газа включают систему охлаждения метчика. Воздух проходит «ерез штуцер 16,сверление в корпусе 14 гсч)елки, боковое отверстие 24, полость К, канал 19 и через продольные канаэки осевого зазора 20 между метчизком 17 и мундштуком 21 выходит в атмосферу. При своем движении воздух охлги«Дает метчик 17 и исключает непосредсавеннай контакт 55 газового пламени с метчиком. После того, как температура поверхности достигнет 800-1000 с, перемещают вниз с подачей, гильзу 3 вер- тикально св лильного станка, при 60 этом мундштук 21 и корпус 14 горелки , остаются йеподвижными. При перемещрнии вниз конусная втулка 13 перекры- вает боковое отверстие 24 и прерывает подачу охлаждающего воздуха, что 65

стабилизирует температуру поверхнор- ти отверстия.

Метчик 17 с подачей 5 входит в разогретое отверстие заготовки 22 и, двигаясь вниз, деформируюпшми выступами с выдавливает на noBepxHocTif отверстия продольнвые каиавки. Метчик опускгоот вниз до получения зазс а в 1-2 шага нарезаемой резьбы между торцом метчика и дном тия. С получением продашьных канаэоМ прекращают подачу горючего, газа и включают вращение пинделя 4, кого- рый через скользящх ю шпонку 7, кулачковую полумуфту 6, зу&чатое колесо 5 зубчатый венец конусной втулки 13, цангу 18 передает врасфение бесструж€ному метчику 17, Метчик 17 делает 1-1,5 оборота до упора своим торцом в дно.отверстия, накатывая apif этом деформирующими выступаню с, резьбу на поверхности отверстия.

( окончанием накатывания резьбы крутящий момент в кинематической цел резко возрастает. Кулачки полумуф 6 выходят из зацепления с кулачка1 зубчатого колеса 5, паиумуфта 6 снимает пружину 8, Как-только кулачки полумуфты 6 проскользнут по щдачкам колеса 5,,, срабатывает nepeKQtpvaтель 11, который изменит нащхаэление вращения двигателя вертикально-сверлильного станка, Ве шчина крутящего момента, передаваемого кулачковой полумуфтой б, определяется величиной сжатия пружины 8 с помсяцью нагружающей гайки 9,

Вращаясь в обратную сторону, ifeTчик 17 выходит из глухого отве рстия, конусная втулка 13, аодни йясь вверх открывает боковое отверстие 24 в корпусе 14 горелки, и въздух вновь проходит по каналам и татеЙает по зазору между г ндштуком и метчиком, охлаждая

При нарезке резьбы в сквозном отверстии 2S, включают подачу горючей сме, ксэторая проходит через штуцер 1§, ,14а гб4)елки, метчик 17а и мУвдйтук..21а выходит в aT«6«3ifepy; где ее псщжигают. Сопла муНда14ук« 21а, наклоненные к его оси, образу 8т- газовое гшамя, направленное в сторону обрабатываемого . Го чочая , проходя через метчик 17а, охпаяедаёт его.

Вводят ма идатук 21а в сквознре отверстие 25 так, чтсзСы вся поверхность отверстия находилась з зоне нагрева.

При достижении поверхности отверстия температуры 800-1000 С включают осевую лодачу S , корпус 1 щ ивода метчика опускается вниз с.метчиком 17а, котоЕялй де4юрмиру ет продолы ые канавки на поверхности отверстия,Метчик приводят во врш |ение на 1-2 оборота со скоростью iT и деформируют

резьбовой профиль, изменяют направление вращения метчика на обратное, и метчик выходит из отверстия.

Для увеличения стойкости метчика можно при обратном вращении метчика отключать пэдачу горячей смеси и включать по этим же каналам подачу охлаждающего воздуха.

Устройство позволяет повысить стойкость бесстружечного метчика при горячем накатывании резьбы в высокопрочных нержавеющих или жаропрочных сталях в 4-5 раз по сравнению с холодной накаткой резьбы, так как предел прочности стали Ъри нагреве до 1000°С уменьшается в 5-8 раз.

h

Stutameiife

S