ПЛАШКА (ПЛОСКАЯ, ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ И ПР.) ДЛЯ НАКАТКИ РЕЗЬБЫ Советский патент 1936 года по МПК B21H3/06 

Опыты, произведенные в области производства метчиков с накатанной резьбой, а также теоретическая проработка этого вопроса показали, что плашками обычной конструкции, т.е. с постоянной высотой (глубиной) борозд нельзя накатать точную резьбу.

Причина этого заключается в том, что резьба получается с искаженным профилем, а именно с уменьшенной глубиной (высотой) резьбы и с соответственно увеличенным углом его профиля. Это искажение профиля резьбы зависит от многих факторов, и оно далеко неодинаково даже для метчиков одного размера, изготовленных из одного материала. Последнее исключает возможность применения плашек с намеренно искаженным профилем борозд с целью получать правильный профиль резьбы на метчиках.

Однако, имеется возможность путем применения, так называемых, производственных секретов, производить метчики с накатанной резьбой с помощью плашек старой конструкции (т.е. с постоянной высотой борозд), но качество таких метчиков невысоко. Этим объясняется тот факт, что, несмотря на дешевизну метчиков с накатанной резьбой, они до сих нор не вытеснили метчиков с нарезанной резьбой.

Имеется полная возможность производить точную (высококачественную) резьбу способом накатки; при этом не-обходимо применять в каждом частном случае (например, для каждого номера комплекта метчиков) специальные плашки (а не универсальные плашки старой конструкции) для накатки точной резьбы, причем точную резьбу можно накатывать как на метчиках, так и на болтах (на винтах).

Настоящее изобретение предусматривает конструкцию плашек для накатки точной резьбы.

На чертеже фиг. 1 изображает вид плашки в плане; фиг. 2 - боковой вид плашки согласно данному изобретению; фиг. 3 и 4 - план и боковой вид такой же плашки более усовершенствованной конструкции.

Углубленное изучение процесса на-катки показало, что, начиная с некоторого момента процесса и до тех пор, пока накатываемая заготовка находится (движется) между плашками, заготовка имеет правильный профиль резьбы, т.е. такой, как и профиль борозд плашек и что вышеуказанное искажение профиля происходит уже после того, как видимая (наблюдаемая) часть процесса накатки закончилась, а начинается с того момента, когда уже накатанная заготовка вылетит из плашек. Причина этого отрицательного явления заключается в том, что с самого начала процесса и до того вышеуказанного момента, когда профиль резьбы заготовки получит (только что приобретет) форму борозд плошек (с соответствующими размерами), плашками старой конструкции не обеспечивается равномерное распределение давления по профилю резьбы, а следовательно углубляющиеся части массы заготовки окажутся относительно больше сжаты, чем другие, а выступающие части по крайней мере в начале процесса будут даже растянуты, что повлечет за собой в период исчезновения упругой деформации заготовки расширение (как относительное, так и абсолютное) частей объема заготовки, находящихся под углублениями, большее, чем расширение частей объема, находящихся под выступами резьбы, т.е. произойдет неизбежное уменьшение глубины резьбы с соответствующим искажением ее профиля.

Если даже процесс накатки производить такими плашками, которые обеспечивали бы равномерное распределение давления их по профилю резьбы на заготовку в начале процесса, то эта равномерность давления по истечении весьма малой части процесса оказалась бы нарушенной вследствие упругого деформирования сердцевины (стержня) заготовки и произошло бы примерно то же, что описано выше, но только в меньшей степени, а следовательно искажение получится, хотя и меньшее, чем в случае плашек старой конструкции. Поэтому, для обеспечения указанного равномерного распределения давления необходимо процесс образования резьбы производить в чистом виде, т.е. а продолжение той части процесса накатки, когда происходит изменение профиля резьбы заготовки, материал последней (заготовки) не должен получать упругих деформаций или, другими словами, потенциальная энергия (энергия упругого деформирования) заготовки должна сохранять в течение всего времени изменения формы резьбы заготовки постоянную величину.

На основании вышесказанного процесс накатки можно разбить на следующие части:

1) Процесс упругого деформирования заготовки метчика - в продолжение всей этой части процесса; процесс образования резьбы не имеет места и заготовка все время сохраняет цилиндрическую форму, причем основанием цилиндра является овал, меньший диаметр которого определяется в каждое мгновение процесса расстоянием между плашками в том месте, где находится в данное мгновение заготовка.

2) Процесс образования резьбы - в продолжение всей этой части процесса и только в течение этого времени происходит изменение профиля резьбы.

3) Процесс чистовой, отделки резьбы - соответствующие части плашек имеют такие же борозды, как и борозды плашек старой конструкции, т.е. профиль борозд имеет одну и ту же окончательную форму профиля накатываемой резьбы и в продолжение всей этой части процесса целесообразным является увеличивать величину потенциальной энергии заготовки, т.е. величину упругой деформации заготовки.

4) Процесс перехода энергии зато-топки в теплоту-начало этой последней части процесса весьма целесообразно производить еще в то время, когда заготовка находится между плашками, по крайней мере в эти последние моменты нужно всю потенциальную энергию заготовки перевести в кинетическую форму. Энергия заготовки переходит в тепловую форму постепенно уже после того, как заготовка вылетит из плашек по мере затухания колебательных движений профилей различных осевых сечений заготовки, в продолжение которых потенциальная энергия периодически переходит в кинетическую форму и обратно, причем кинетическая энергия не вся целиком переходит в потенциальную, а часть ее при каждом колебании переходит вследствие трения материала о материал в тепловую форму, чем и обусловливается затухаемость колебаний.

Теперь можно представить себе форму плашек (вернее формы отдельных элементов рабочих поверхностей плашек) которыми можно осуществлять вышеописанный процесс накатки точной резьбы. Для этого рабочую поверхность плашки (будет ли она подвижная или неподвижная) разбита на четыре части, каждая из которых должна производить соответствующую часть рассмотренного процесса (фиг. 1 и 2).

1-й участок - гладкая поверхность (плоскость) с небольшим уклоном. Назначение этого участка подвергать заготовку метчика предварительной упругой деформации. В этой стадии накатки заготовка получает, под давлением между двумя плашками, некоторую упругую, т.е. беспрерывно меняющуюся овальность. От начала до конца этого участка сжатие увеличивается.

2-й участок - меняющийся профиль борозд. В самом начале борозд еще нет; профиль борозд образуется постепенно от начала к концу участка, беспрерывно меняясь от начала до конца, таким образом, что возвышения плашки идут от конца плоской части (1 го участка), постепенно углубляясь книзу от уровня плоскости, а углубления плашки идут наоборот, постепенно подымаясь над этим уровнем по прямой линии. В конце участка профиль борозд достигнет точной своей формы.

Давление (сжатие) на заготовку на протяжении этого участка не меняется теоретически, а практически даже несколько уменьшается (см. расчет плашек).

Назначение этого участка образовать резьбу на метчике таким образом, чтобы за время накатки, как верх, так и низ ее подвергались одинаковому сжатию или давлению.

Этот участок поверхности плашки является главным усовершенствованием плашки по настоящему изобретению для накатки точной резьбы.

3 й участок - от начала до конца- неизменный точный профиль, который путем увеличения давления (т.е. уменьшения расстояния, между плашками) калибрует резьбу.

Назначение этого участка калибровать метчик кругом по всей поверхности по точному профилю, который не мог быть на 2-м участке накатан полностью кругом, так как там точный профиль начинается только на самом конце.

4-й участок - при неизменном профиле имеет постепенный уклон кверху.

Сжатие от начала к концу постепенно ослабевает.

Назначение этого участка - постепенно разгрузка метчика от сжатия.

При этом не следует упускать из виду следующее: гладкая плоскость на; входном конце плашки служит для сообщения упругой (предварительной) деформации заготовке из инструментальной стали (для сжимания заготовки).

Описанная конструкция плашек для накатки точной резьбы является одним из возможных вариантов предлагаемого изобретения, которое может быть также осуществлено при разбивке длины плашки на нечетное число участков, например, на 7 участков.

В этом последнем случае участки будут иметь следующую форму и назначение:

1-й участок - гладкая поверхность; назначение - сжимать заготовку.

2-й участок - снабжен бороздами с изменяющимися профилем и глубиной; назначение - выдавить "неполную резьбу."

3-й участок - борозды с неизменным профилем и глубиной; расстояние между плашками (на этом участке) не меняется; назначение - обкатать неполную резьбу.

4-й участок - борозды такие же, как и на 3-м участке, но расстояние между плашками уменьшается; назначение - вновь (дополнительно) сжать накатываемый материал.

5-й участок - борозды имеют изменяющийся профиль; назначение - докончить выдавливание резьбы.

6-й участок - борозды имеют "окончательный профиль" и одинаковую высоту; расстояние между плашками уменьшается; назначение прокалибровать уже накатанную резьбу.

7-й участок - борозды такие же как и на 6-м участке, но расстояние между плашками увеличивается; назначение- постепенно разгрузить изделие от сжатия (усилий накатки).

Таким образом во всех конструкциях плашек по изобретению: 1) первый участок, гладкая поверхность (фиг. 3 и 4) может быть плоской или цилиндрической; 2) предпоследний участок или участок и последний или участок имеют "окончательные формы" и размеры профиля борозд, одинаковые с теми, которые имеют уже накатанные изделия; 3) все остальные участки и разбиваются каждый на три части, причем каждый из участков снабжен резьбой неполного (промежуточного) профиля, последовательно доходящего до окончательного профиля в конце первого участка последней группы (рассматриваемых участков) и имеет на первых частях каждого участка непрерывно изменяющийся профиль, а на двух остальных постоянный (промежуточный) профиль, причем средняя часть расположена параллельно (или концентрично) опорной поверхности плашки, а последняя - под некоторым углом к этой поверхности.

Плашка (плоская, цилиндрическая и пр.) для накатки резьбы, отличающаяся тем, что рабочая поверхность плашки разделена на несколько участков, на которых: 1) первый представляет гладкую поверхность, расположенную с уклоном к опорной поверхности плашки;
2) последний и предпоследний участки (так же как и два предыдущих до предпоследнего участка) имеют окончательную форму и размеры профиля накатываемой резьбы, причем предпоследний участок параллелен (или концентричен) опорной поверхности плашки, а последний участок расположен под некоторым углом к опорной поверхности плашки;
3) остальная часть плашки разделена на любое число участков, кратное трем, из которых каждая группа участков снабжена резьбой, вообще говоря, неполного (промежуточного) профиля, последовательно доходящего до окончательного профиля в. конце первого участка последней группы (рассматриваемых участков) и имеет на первых участках каждой группы непрерывно изменяющийся профиль, а на двух остальных - постоянный (промежуточный) профиль, причем средний участок расположен параллельно (или концентрично) опорной поверхности плашки, а последний - под некоторым углом к этой поверхности.