Способ изготовления резьбового соединения Советский патент 1980 года по МПК B21H3/02 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

1

Изобретение относится к области обработки металлов-давлением, а именно к способам изготовления внутренней и наружной резьбы с высокими упругими показателями путем применения пластической деформации на заготовке.

Известен способ изготовления резьбового соединения, путем установки вставок в виде пружин в предварительно нарезанную резьбу гайки или винта 1.

Недостатком .указанного способа изготовления резьбового соединения является низкая производительность, обусловленная необходимостью проточки на заготовке резьбы, сложным монтажом и низким качеством работы.

Наиболее близким решением из известных является способ производства труб со спиральными ребрами. При этом способе резьбу получают завальцовкой в тело вращающейся заготовки перемещающимся вдоль ее оси роликом захватывающего приспособления спиральной вставки с заданным профилем в поперечном сечении 2.

Недостаток указанного способа заключается в том, что при изготовлении резьбы с высокими упругими свойствами, с повышенной нагрузочной способностью необходима предварительная нарезка резьбы на заготовке, что усложняет технологический процесс и делает способ непроизводительным. Кроме этого, указанный способ не обеспечивает необходимую точность резьбы, а также изготовление резьб на термопластических материалах.

Целью изобретения является повышение точности резьбы, производительности и расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что одновременно с завальцовкой спиральной вставки ее вдавливают в тело заготовки на глубину, равную половине профиля сечения вставки.

После вдавливания и завальцовки спиральной вставки в тело заготовки производят окончательную механическую обработку профиля резьбы.

Г1ри вдавливании и завальцовке спиральной вставки в тело заготовки ролик закаты20 вающего приспособления или спиральную вставку нагревают до температуры плав.ления термопластичного материала.

Одновременно с вдавливанием и завальцовкой спиральной вставки в тело заготовки производят контактную сварку спиральной вставки с заготовкой.

На чертеже а -в показана схема способа изготовления резьбового соединения с наружной или внутренней резьбой.

Способ изготовления резьбового соединения осуществляется следующим образом.

Изготавливают из мягкого материала, например мягкой стали, алюминия, алюминиевого сплава, магниевых и титановых сплавов, латуни, заготовки винта (болта) и гайки. Наружный диаметр заготовки винта равен внутреннему диаметру резьбы, а внутренний диаметр отверстия заготовки гайки равен наружному диаметру резьбы.

Затем производят изготовление спиральных резьбовых ниток 1 (вставок), выполненных в виде пружин из проволоки (см. фиг. а, д), с шагом, равным щагу образуемой резьбы.

Изготавливают спиральные резьбовые нитки 1 из холодностянутой или холоднокатаной стальной проволоки, имеющей высокую твердость, износостойкость и коррозионностойкость. Навивку резьбовых ниток 1 осуществляют на навивочном станке или любом другом, предназначенном для навивки пружин.

Диаметр резьбовой нитки 1 выбирается в зависимости от того, где она будет установлена - на винте или гайке. Если резьбовую нитку 1 устанавливают на заготовку винта 2 (см. фиг. б), то внутренний диаметр резьбовой нитки 1 равен наружному диаметру заготовки винта 2. Если резьбовая нитка 1 устанавливается в гайку 3 (см. фиг. е), то наружный диаметр резьбовой нитки 1 равен диаметру отверстия заготовки гайки 3.

Длину резьбовой нитки 1 выбирают в зависимости от длины образуемой резьбы.

Заготовки винта 2 или гайки 3 устанавливают в патрон или в центрах токарновинторезного станка (на чертеже не показано), а на суппорте станка закрепляется закатывающее приспособление 4, имеющее закатывающий ролик, который установлен под углом к оси заготовки.

После изготовления резьбовых ниток 1 их устанавливают с легким натягом на наружный диаметр заготовки винта 2 (см. фиг. б) или в отверстие заготовки гайки 3 (см. фиг. е). Расстояние от края винта или гайки 3 до начала резьбовой нитки 1 выбирается конструктивно.

Установив резьбовую нитку 1 на винт 2 или гайку 3, к ее началу подводят ролик закатывающего приспособления 4 (см. фиг. в, ж) и вдавливают (запрессовывают) начало резьбовой нитки 1 в тело заготовки винта 2 или гайки 3 на глубину, равную половине профиля сечения проволоки резьбовой нитки 1.

Процесс вдавливания tsanpeccoBKH) проволоки резьбовой нитки 1 происходит следующим образом.

В начальный момент вдавливания резьбовой нитки роликом закатывающего приспособления 4 за счет пластической деформации мягкого материала заготовки винта 2 или гайки 3 происходит выдавливание материала, в результате чего по краям

проволоки образуются выпуклости. При дальнейшем углублении ролика закатывающего приспособления 4 эти выпуклости завальцовываются периферийными поверхностями ролика, тем самым прочно фиксируя проволоку резьбовой нитки 1 в теле заготовки винта 2 или гайки 3. После вдавливания начала резьбовой нитки 1 заготовке винта 2 или гайки 3 сообщают вращательное движение (см. фиг. г, з), а ролику закатывающего приспособления - пе ремещение на щаг образуемой резьбы. При этом происходит вдавливание и одновременное завальцовывание резьбовой нитки 1 в тело заготовки винта 2 или гайки 3. Таким образом происходит образование резьбы в винте 2 и гайке 3.

Для интенсификации и ускорения процесса вдавливания и завальцовки резьбовой нитки 1 ролику закатывающего приспособления 4 сообщают вибрацию, например, ультразвуковым магнитострикционным

S вибратором.

Для повыщения точности образующего профиля резьбы винта 2 или гайки 3 после процесса вдавливания и завальцовки резьбовых ниток производят окончательную

J чистовую механическую обработку профиля резьбы методом точения резцом, щлифованием и т. д.

С целью образования резьбы в термопластичных материалах (винипласт, капро5 лон, полиэтилен, органическое стекло и т. п.) используемых, например, в оборудовании химической промыщленности, производят нагрев ролика закатывающего приспособления 4, а затем осуществляют вдавливание резьбовых ниток 1 в заготовку винта 2 или гайки 3.

Можно производить и разогрев резьбовой нитки 1, а затем вдавливать ее роликом закатывающего приспособления 4 в заготовку.

Для повыщения производительности процесса можно навивку резьбовых ниток 1 на заготовку и вдавливание в тело заготовки винта 2 или гайки 3 производить одновременно. Для этого навиваемую проволоку 3 подают из барабана (на чертеже не

показан) непосредственно под ролик закатывающего приспособления 4, и конец резьбовой нитки после образования резьбы необходимой длины обрезается.

С целью надежной и прочной фиксации навиваемой проволоки на заготовке винта 2 или гайке 3 ее приваривают контактной сваркой к поверхности заготовки. Устроство контактной сварки подключается к заготовке винта 2 или гайки 3 и к ролику закатывающего приспособления 4.

Пример. Изготавливалась резьба со следующими основными параметрами:

Профиль резьбы Полукруглый и трапецеидальный

Шаг резьбы, мм3,0 и 2,5

Наружный диаметр, мм 48 Средний диаметр, мм46,7

Внутренний диаметр, мм 45,8 Высота профиля, мм1,08

Материал заготовки винта и гайки: Сплав Д16 ГОСТ 4784-74 Латунь ЛС59-1 ГОСТ 15527-70 Капролон В ТУ 6-05-988-73. Материал спиральной резьбовой нитки - высоколегированная коррозионная сталь 40X13 проволока 2,0 Т ГОСТ 18143-72.

Изготовление резьбы производилось на токарно-винторезном станке 1К62М. Заготовку винта (изготавливались 3 заготовки - из сплава Д16, латуни и капролона) устанавливали в патрон станка и производили обточку наружного диаметра до размера 45,825 мм.

Затем производили обточку заготовки гайки (также 3 заготовки) в патроне станка. После получения заготовки винта и гайки изготовили спиральные резьбовые нитки. Резьбовые нитки были выполнены в виде пружин, навитых также на станке 1К62М. Были изготовлены спиральные резьбовые нитки следующих размеров, мм: Для винта;

Внутренний диаметр 45,835-0,3 Наружный диаметр 49,835-0,3 Шаг навивки3-06

Длина пружины 50-1 Для гайки:

Наружный диаметр ,3 Внутренний диаметр 44 -0,3 Заготовка винта закреплялась в патроне станка, а на наружный диаметр ее устанавливалась резьбовая нитка. Конец заготовки винта поддерживался люнетом и центром. В суппорт станка закреплялось закатывающее приспособление, содержащее держатель и закатывающий ролик диаметром 20 мм. Установив резьбовую нитку на заготовку винта, подводили к началу атой нитки закатывающий ролик, а поперечной подачей суппорта вдавливали (запрессовывали) конец -резьбовой нитки в тело заготовки винта на глубину, равную половине диаметра проволоки резьбовой нитки, т. е. на.1 мм.

Затем, не отводя суппорта с закатывающим роликом от заготовки, включали станок, при этом сообщали вращение заготовке и продольную подачу суппорту с закатывающим приспособлением на шаг, равный 3 мм. Таким образом производили вдавливание (запрессовку) резьбовой нитки в тело заготовки винта. В результате получили винт с резьбой полукруглого профиля.

Аналогич«о производили изготовление резьбы на поверхности заготовки гайки.

Производилось также изготовление резьбы без предварительного получения спиральной резьбовой нитки. Для этого проволока 5 диаметром 2 мм поступала непосредственно из катушки через тормозящие щечки, установленные на суппорте под закатывающий ролик, который наматывал подаваемую проволоку на заготовку и одновременно вдавливал ее в тело заготовки, образовывая резьбу.

Таким образом осуществили образование резьбы на заготовке из латуни и капролона. Причем при изготовлении резьбы на заготовке из капролона вдавливание производили нагретым роликом до температуры 300-500°С.

Применение предлагаемого способа изготовления резьбового соединения по сравнению с существующими способами обеспечит следующие преимущества.

0

Повышается производительность процесса образования резьбы в результате отсутствия необходимости нарезания стандартной резьбы на винте и гайке. При применении непосредственной навивки проволоки резьбовой нитки на заготовку винта или гайки также значительно повысится производительность процесса. Повысится точность резьбового соединения ввиду жесткой фиксации витков вдавливаемой резьбовой нитки в тело винта и гайки в сравнении с конструкцией, где на стандартную резьбу свободно устанавливается промежуточное звено в виде вставки.

Повысится технологичность процесса за счет устранения нетехнологичных приемов,

5 например монтаж резьбовой вставки с натягом в резьбу гайки.

Резьбовое соединение обладает высокими прочностными, демпфирующими и компенсационными свойствами в результате тоjj го, что используется прочный и износостойкий материал резьбовых ниток, устанавливаемых в мягкий материал тела винта или гайки.

Экономический эффект, в результате внедрения способа, достигается за счет повышения производительности и технологичности, обеспечивающих надежность, прочность и долговечность резьбового соединения.

Формула изобретения

ролики закатывающего приспособления или спиральную вставку нагревают до температуры плавления термопластичного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

а

//////////Л

У7//////////Л

Л