Устройство для формовки внутренних резьб деталей Советский патент 1993 года по МПК B21H3/08 B21K1/56 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, например, для изготовления гаек из пластичных металлов. ,: ; , . .

;: Известен инструмент для накатывания внутренних резьб, содержащий корпус, в центральной выточке которого установлены два шарика, являющиеся опорами трех накатывающих роликов. Ролики выполнены с коническими цапфами, которыми они опираются кд шарики,.

Недостатком Такого инструмента является то, что он не может быть использован для накатывания резьб диаметром меньше 40 мм, так как нагрузки на инструмент при накатывании резьбы значительные, а размеры корпуса и роликов так малы, что они быстро выходят из строя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому peзvльтaтy к заявляе- - мому объектуявляется устройство для выдавливания внутренних резьб; содержащее корпус с хвостовиком для закрепления его в шпинделе станка, комплекты резьбовых пластин, установленные равномерно по окружности корпуса, гайку, жестко связанную со станиной, а по резьбе с резьбовыми направляющими корпуса и установленную с возможностью взаимодействия с одним из комплектов резьбовых пластин.

Недостатком известного устройства является то, что резьбовые пластины выполнены без заборного конуса, что увеличивает сопротивление деформированию и способствует образованию заусенцев за счет переполнения резьбы по краевым участкам. Кроме того, выполненные наружного диач

Ю

со чэ

о

метра корпуса равным внутреннему диаметру резьбы увеличивает расход мощности привода враЦения и снижает надежность

инструмента.. ; : - .. ; ; ..

Цель изобретения - снижение расхода энергий привода вращения и повышение надежности инструмента.

Цель достигается тем, что в устройстве для формовки внутренних резьб, содержащем корпус с хвостовиком для закрепления его в шпинделе станка, комплекты резьбовых пластин, установленные равномерно по окружности корпуса, гайку, жестко, связанную со станиной, а по резьбе с резьбовыми направляющими корпуса, и установленную с возможностью взаимодействия с одним из комплектов резьбовых пластин, резьбовые пластины выполнены в виде сегментов с боковыми поверхностями затылованных участков, эквидистантными боковым поверхностям формуемой резьбы, и заборным конусом с углом наклона 35.,.40°, а наружный диаметр корпуса выполняют прямо пропорционально зависимым от диаметрального расстояния между кромками резьбовых пластин с коэффициентом К 0,83...0,87.

Выполнение резьбовых пластин в виде сегментов с боковыми поверхностями заты- ловаиных участков отвечает поставленной цели тем, что снижает сопротивление деформированию, а следовательно вероятность образования заусенцев. Их эквидистантное размещение относительно формуемой резьбы и сегментная форма исключают переполнение резьбы стружкой заусенцев, что по совокупности снижает как расход энергии привода вращения, так и повышает надежность инструмента. Вместе с тем заборный конус задан углом наклона 35..,40°, дифференциация значений которого информирует о том, что выполнение конуса с углом, меньшим 35°, снижает коэффициент заполнения резьбы стружкой, повышает вероятность оставления заусенцев, снижает надежность инструмента, а также требует дополнительного расхода мощности а выполнение конуса с углом, большим 40°, приводит к переполнению резьбы по краевым участкам, что приводит к повышению расхода мощности-привода за счет интенсификации сил трения на контакте заготовка - корпус (вследствие большой .величины деформации, например 43...48%, металла заготовки) и Снижение надежности инструмента.

Выполнение наружного диаметра корпуса прямо пропорционально зависимым от диаметрального расстояния между кромками резьбовых пластин с коэффициентом 0,83.,.0,87 способствует снижению установочной мощности привода и повышению надежности инструмента. Установлено, что использование, указанного коэффициента меньше значения 0,83 влечет к неполному

заполнению резьбы и оставлению заусенцев, а при значении, большем 0,87, - к переполнению, что требует дополнительных энергетических потреблении и снижает надежность инструмента.

0 На фиг.1 представлено устройство для формовки внутренних резьб, продольный разрез; на фиг,2 - то же устройство, разрез по деформируемой детали; на фиг.З - фор-, мующие выступы.

5 Устройство для формовки внутренних резьб содержит корпус 1 круглого сечения,, снабженный на конце шлицевым хвостовиком 2, который введен в шпиндель 3. На противоположном конце корпуса 1 смонти0 рованы резьбовые пластины .4 путем закрепления в наклонных пазах корпуса 1. Гайка 5 закреплена на станине 6, Средняя часть корпуса снабжена резьбовыми направляющими 7, которые, контактируют с

5 резьбой гайки 5, жестко связанной со стани-; ной 6 привода. Вместе с тем на фиг.1 показаны разъемный контейнер 8 заготовки 9, а также DK - диаметр корпуса; dp - внутренний диаметр резьбы и а - угол наклона ко0 нуса (фиг.З)..

Устройство работает следующим образом, ;..-. . . .. . -.. , Хвостовик 2 корпуса 1 вставляют в отверстие с внутренними шлицами или щпон5 кой шпинделя 3, предварительно ввернув его по резьбовым направляющим в гайку 5, В случае выполнения гайки разъемной корпус 1 просто укладывают резьбовыми направляющими 7 в резьбу гайки 5, после чего

0 разъемные части гайки 5 соединяют и фиксируют. В контейнер 8 укладывают нагре- тую .заготовку 9, ко.нтейнер 8 закрывают и включают привод вращения шпинделя 3. Резьбовые направляющие 7, скользя по па5 з;ам винтовой линии гайки.5, перемещают

корпус 1 вместе с резьбовыми пластинами4

.к заготовке 9 и формируют на ней вйутрен-;

нюю резьбу. После формирования резьбы

на необходимой длине изделия шпиндель 3

0 реверсируют и выводят корпус 1 из зацепления с заготовкой 9, раскрывают контейнер 8 и вынимают заготовку 9 с уже сформированной резьбой, В дальнейшем

ЦИКЛ ПОВТОрЯеТСЯ. U:i:: .

.5 Принципиальная возможность определения работоспособности предлагаемого устройства была опробована на конкретном примере в лабораторных условиях ДМетЙ. В качестве силового устройства был использован токарный станок типа ДИП-300, в

шпинделе которого было выполнено отверстие с внутренними шлицами. На станине станка была укреплена гайка с резьбой 29 х 12, профиль резьбы которой был на 10% уменьшен по сравнению с профилем резьбы готового изделия. Уменьшение профиля резьбы гайки и резьбовых направляющих позволило уменьшить расстояние между гайкой и контейнером за счет того, что резьбовые направляющие могут свободно про- ходить по виткам сформированной резьбы изделия при его большой длине, тем самым уменьшая консоль корпуса и соответственно его биения. За гайкой по ходу движения корпуса на станине был установлен контей- нер с откидной крышкой. В качестве заготовки .использовали шестигранную горячекатаную трубу из стали 50, нагретую до122б°С..

Экспериментальные исследования про- водили при следующих параметрах: . Скорость вращения

шпинделяАО об/мин Величина подачи 12 мм/об Вылет корпуса 200мм Угол наклона

винтовой линии8°30 Величина обжатия 4,5 мм Размеры заготовки:

Размер под ключ41 мм Длина 150 мм Внутренний диаметр 24,5 мм Резьбовые пластины выполняли из материала ВК-8 в виде сегментов с боковыми поверхностями з.атылованных участков эк- види.стантными боковым поверхностям формуемой резьбы и заборным конусом с углом наклона а 35.,.40°, при этом наружный диаметр хвостовика выбирали из соотношения

Dx 0,85dp, где DX - наружный диаметр хвостовика.

. Величину угла наклона а заборного конуса выбирали экспериментально, сравнивая его различные значения с величиной нагрузки на привод двигателя. Результаты экспериментов приведены в табл.1.

Анализ данных табл.1 показывает, что мощность привода уменьшается с уменьшением угла заборного конуса, однако при а 41 м и 50° происходит переполнение резьбы по краевым участкам, что приводит к повышению расхода мощности привода за счет интенсификации сил трения на контак-; те заготовка - корпус. Это объясняется большой величиной деформации (43-48%) металла заготовки.

При а - 25 и 34° расход мощности привода снижается до 0,150-0,125 кВт, однако в этом случае не происходит полного заполнения резьбы, что в последствии ухудшает условия зацепления в паре гайка - винт и снижает.надежность.

. Таким образом, угол наклона заборного конуса а 35-40° является наиболее оптимальным по расходу мощности привода и заполнению резьбы, определяющим надежность устройства в целом.

Важным параметром формообразования резьбы на внутренней поверхности заготовки также является наружный диаметр корпуса. От его величины зависит как расход мощности привода, так и плотность заполнения межрезьбовых промежутков.

С целью определения зависимости наружного диаметра корпуса от диаметрального расстояния между кромками резьбовых пластин или внутреннего диаметра готовой резьбы был проведен ряд экспериментов с использованием корпусов различного диаметра.

Результаты экспериментов приведены в табл.2,

Анализ данных табл.2 П9казывает, что расход мощности привода увеличивается с увеличением наружного диаметра корпуса. Однако при DK 0,82dp и менее не происходит полного заполнения межрезьбовых промежутков, а при DK 0,88dp и более появляются по краям резьбы заусенцы, что информирует о недостаточной надежности устройства в работе. .

Таким образом, по минимальному расходу мощности (0,200 кВт), заполнению межрезьбового промежутка и отсутствию заусенцев наиболее оптимальным является соотношение DK 0,85dp.

Использование: обработка металлов давлением, изготовление гаек и других резьбовых изделий. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с хвостовиком для крепления его в.шпинделе станка, ком плект резьбовых.пластин, установленных равномерно по периметру корпуса, гайку, жестко связанную со станиной, а по резьбе с резьбовыми направляющими корпуса. Резьбовые пластины выполнены в виде сегментов с боковыми поверхностями затыло- ванных участков, эквидистантными боковыми поверхностям резьбы изделия, и заборным конусом с углом наклона 35...406 а наружный диаметр корпуса инструмента выполнен равным 0,85...0,87 диаметрального расстояния между кромками резьбовых пластин. 2 табл., 3 ил.

Фор мул а изобретения Устройство для формовки внутренних резьб деталей, содержащее корпус с хвостовиком для крепления его в шпинделе станка, комплект резьбовых пластин, равномерно установленных по периметру противоположного хвостовику конца корпуса, жестко связанную со станиной гайку, смонтированную с возможностью взаимодействия с резьбовыми направляющими, выполненными на части корпуса, расположенной между хвостовиком и комплектом резьбовых пластин, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения расхода энергии за счет снижения сопротивления деформированию, резьбовые пластины выполнены в виде сегментов с боковыми поверхностями затылованных участков, эквидистантными боковым поверхностям формуемой резьбы, и заборЗависимость мощности привода от величины заборного конуса при диаметре

корпуса 21,25 мм

Расход мощности привода и заполнение межрезьбового промежутка при различных

диаметрах корпуса -

ным конусом с углом 35-40°, а корпус выполнен с наружным диаметром, равным 0,85-0,87 диаметрального расстояния между кромками резьбовых пластин.

Таблица 1

Таблица 2

Фиг

Ц-4

Л-N

Фиг.