Способ изготовления внутренних резьб и бесстружечный метчик для его осуществления

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 742018 М йа,.Зг(51)М, Кл,2 В 21 Н 3/08 Госуларстненный комитет СССР но делам изобретений и откры(ий(088.8) Дата опубликования описания 25.06.80(72) Автор изобретения Г.П.Урлапов Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола(541 СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ РЕЗЬБИ БЕССТРУЖЕЧНЫИ МЕТЧИК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении внутренних резьб средних и крупных размеров в деталях из высокопластичных материалов.Известен способ изготовления внутренних резьб пластическим деформированием металла вращающимся метчиком с резьбовыми деформирующими элементами 1Недостаток указанного способа заключается в низкой производительности и стойкости инструмента, а также низком качестве резьбы. Низкая производительность объясняется тем, что резьбовой профиль накатывается за несколько оборотов детали или накатного инструмента. После накатки метчик необходимо вывинчивать - это также увеличивает машинное время обработки. Сам процесс деформации из-за значительных площадей контакта, особенно в конце накатывания, сопровождается большими деформирующими усилиями, что вызывает чрезмерный износ и поломку инструмента, а также нестабильность размеров накатанной резьбы.ЭО Известен бесстружечный метчик для накатывания внутренних резьб, содержащий корпус с установленными в его пазах, по крайней мере, двумя резьбовыми деформирующими элементами 21,Цель изобретения - устранение укаэанных недостатков, за счет того, что резьбовой профиль деформируют за неполный оборот метчика путем перемещения резьбоэых деформирующих элементов в радиальном направлении.Для достижения поставленной цели бесстружечный метчик, позволяющий осуществить указанный способ, снабжен подпружиненной втулкой и опорным кольцом, установленными на корпусе и контактирующими с резьбовыми деформирующими элементами, при этом пазы в корпусе и контактирующие с ними основания резьбовых деформирующих элементов выполнены наклонными к оси корпуса с одинаковым углом наклона,Использование такого способа и устройства для его осуществления позволяет за счет радиального перемещения резьбовых деформирующих элеМентов производить накатывание резьбы за неполный оборот, а также быстро вывести инструмент иэ накатанной резьбы в заготовки, что сокращает общее время обработки.Снижение усилий деформации за счет уменьшения контактной поверхнос ти путем использования резьбовых деформирующих элементов повышает стойкость инструмента и качество накатываемой резьбы.На фиг.1 изображена схема работы инструмента при накатывании внутренней резьбы, на фиг.2 - схема деформации профиля резьбы; на фиг. 3 - бесстружечный метчик в продольном сечении, на фиг,4 - вид на метчик по стрелке А.Выдавливание внутренней резьбы производят следующим образом. В от верстие гайки 1 (фиг.1)свободно вводят корпус инструмента с равномерно расположенными в нем резьбовыми деформирующими элементами 2, длина которых несколько больше (на 4-5 шагов 2 О резьбы) высоты гайки. Затем к резьбовым деформирующим элементам 2 прикладывают равные по величине силы Р , под действием которых деформирующие элементы начинают одновременно внедряться в поверхность отверстия гайки на всей ее длине (высоте), В тот момент, когда рабочие вершины резьбовых деформирующих элементов 2 начинают соприкасаться с поверхностью отверстия, гайке (или инструменту) сообщают вращательное и поступательное (по шагу резьбы) движения,На фиг.2 точками 3-11 обозначена траектория движения одного из резьбовых деформирующих элементов инструмента, а точками 3,4,5,6,7 - траектория формирования внутреннего диаметра резьбы гайки, При повороте инструмента или гайки на некоторый угол с( вершина деформирующего эле О мента, внедряясь в поверхность отверстия, перемещается из точки 3 в точку 4. Вытесняемый металл, формирующий резьбовой профиль гайки, переместится при этом в радиальном направлении (к центру отверстия) до некоторого положения, обозначенного точкой 4. При дальнейшем вращении инструмента (или гайки) вершина деформирующего элемента, продолжая 50 внедряться в поверхность отверстия, занимает некоторое положение, обозначенное точкой 5, а вытесненный металл занимает положение обозначенное точкой 5 и т,д. В точке 7 внедрение деформирующего элемента в поверхность отверстия прекращается. В этом положении внутренний диаметр резьбы гайки, образованный деформирующим элементом, достигает заданного значения (точка 7 ф) . Начиная Щ от точки 7, деформирующий элемент движется по окружности постоянного радиуса, диаметр которой. соответствует наружному диаметру резьбы гайки. На этом участке (от точки 7 до точ- уз ки 11) деформирующий элемент продолжает окончательное формообразованиерезьбового профиля гайки, предварительно подготовленного другим (впереди расположенным) деформирующимэлементом, В точке 11 заканчиваетсяформирование резьбового профиля повсему периметру отверстия гайки, Вэтом положении вращение инструмента(или гайки) прекращается, Под действием возвратного механизма деформирующие элементы по направляющим корпуса отводятся вниз (к центру инструмента) и выходят из зацепления с резьбой гайки, После этого инструмент выводят из отверстия готовой гайки, илиснимают ее с инструмента.В рассмотренном примере число резьбовых деформирующих элементовинструмента принято равным трем.Следовательно, в данном случае полныйрезьбовой профиль по всей длине отверстия гайки образует за 2/3 оборота инструмента (или детали) , так каккарый деформирующий элемент получает равномерную радиальную подачуна полную глубину профиля за 1/3оборота детали (инструмента). В общем случае, если число резьбовыхдеформирующих элементов равно Ирезьбовой профиль гайки получаетсяйза - оборота инструмента (или гайки).Наличие затылованного резьбовогопрофиля на сравнительно не широкихпластинах обеспечивает легкое ихвнедрение в поверхность отверстиягайки, что приводит к снижению усилий деформирования металла,Накатывание резьбы деаметром250 мм с шагом 1,5 мм и высотой профиля 0,812 мм производится за 2/3оборота инструмента, что по временисоставляет около 2 с. Скорость радиального перемещения резьбовых дефорМамирующих элементов составляет 0,400 в .Метчик состоит из корпуса 1, резьбовых деформирующих элементов 2,упорного кольца 3, стопорной шайбы 4,ограничительной втулки 5 и пружинысжатия б (фиг,1) . Корпус инструмента состоит из хвостовика 7, служащегодля закрепления метчика в зажимномприспособлении, упорного буртика 8и рабочей части на которой размещеныподпружиненная ограничительная втулка 5 и резьбовые элементы 2, которыеимеют возможность перемещения в наклоненных под углом к оси инструментапазах прямоугольной формы, Числорезьбовых элементов, а следовательно, и пазов на корпусе инструментаможет быть различным и зависит отдиаметра метчика.Упорное кольцо 3 удерживается отвыпадания стопорной шайбой 4. Ограничительная втулка 5 под действиемпружины б сжатия, опирающейся вупорный торец 8 может перемещатьсяпо цилиндрической части корпуса, воз 7420181действуя при этом конической выточкой9 на скосы резьбовых элементов. Уголконуса выточки выполняется равнымуглу скоса на реэьбовых элементах.В нерабочем состоянии под действием пружины б реэьбовые элементы 2 5находятся между опорным кольцом 3,упирающимся в стопорную шайбу 4, иограничительной втулкой 5, наличиеконической выточки у которой предотвращает резьбовые элементы от выпадания их из пазов,В этом положении наружный диаметррезьбовых элементов оказывается несколько меньше на 0,3-0,5 мм) внутреннего диаметра образуемого метчиком резьбы, Размеры профиля резьбовыхэлементов соответствуют размерамобразуемой резьбы в том их положении,когда пружина б сжата, ограничительная втулка 5 упирается торцом в буртик 8, а сами резьбовые элементы 20плотно прилегают скосами 9 к конической выточке ограничительной втулки 5.Длина резьбовых элементов 2 принимается несколько больше на 5-10 шаговрезьбы) высоты гайки. 25Процесс выдавливания резьбы метчиком осуществляется следующим образом.Хвостовиком 7 метчик устанавливается и закрепляется в зажимном приспособлении станка. Затем под действием сиы Р инструменту сообщаетсяпоступательное движение (на фиг.1вниз) , при котором резьбовые элементы 2 метчика свободно входят вотверстие гайки 10, а упорное кольцо З 53 доводится до соприкосновения с опорой станка 11, При дальнейшем движении (опускании)метчика резьбовыеэлементы 2 начинают перемещаться врадиальном направлении от центраметчика) к поверхности отверстиягайки. Пружина б при этом сжимается,В тот момент, когда резьбовые элементы 2 входят в соприкосновение с отверстием гайки, последней а можнои инструменту) сообщают вращательноеи поступательное (по шагу резьбы)движения. При этом радиальное внедрение вставок в поверхность отверстиягайки, и следовательно, связанноес ним поступательное перемещение всего корпуса инструмента, рассчитываюттаким обрзом, чтобы при поворотегайки на - часть окружностигде И -Пчисло резьбовых элементов) все резьбовые элементы одновременно и равномерно внедрялись на заданную высотупрофиля резьбы. Следовательно, вположении, когда гайка повернетсяна вчасть окружности, радиальноеперемещение резьбовых элементов прекращается. Своим скосом они упираютсяв коническую выточку 9 ограничительной втулки 5, которая, в свою очередь,упирается в буртик 8, пружина б сжата.1пи повороте гайки еще на и часть 65 Оборота образуется полный резьбовойпрофиль по всему ее отверстию. Послеэтого вращение гайки прекращается, аметчику сообщается поступательноедвижение, в обратном направлении(вверх). Под действием пружины бограничительная втулка 5 опускаетсявниз и перемещает резьбовые элементы 2, которые выходят при этом изобразованного профиля резьбы гайкии освобождают ее. Процесс повторяется.Технико-экономические преимуществаиспользования предлагаемой конструкции метчика состоят в следующем;повышается производительность трудана операциях резьбовыдавливания, таккак резьбовой профиль на всей длинеотверстия гайки образуется при вращении гайки (или инструмента) лишьна часть оборота, а не эа несколькооборотов, как это имеет место приработе метчиками существующих конструкций , отпадает необходимостьвывинчивания метчика из резьбовогоотверстия, так как после окончанияпроцесса выдавливания резьбы деформирующие резьбовых вставки метчикаавтоматически отводятся в радиальномнаправлении из образованной резьбы,что сокращает вспомогательное времяи предотвращает метчик от дополнительного износа, повышается стойкостьинструмента, а также качество резьбыв результате снижения усилий деформации за счет уменьшения контактнойповерхности при накатывании резьбового профиля.Испытаниями установлено, что производительность труда.при работе метчиками предлагаемой конструкции повышается в 2-3 раза, размеры резьбыстабильны и соответствуют 5-6 степени точности, стойкость инструментаповышается в 1,5-2 раза, чистотарезьбовой поверхности увеличиваетсяна 1-2 класса,Ожидаемый годовой экономическийэффект при замене метчиков известнойконструкции на предлагаемую можетсоставить 10 тыс.рублей лишь наодной операции. Формула изобретения1. Способ изготовления внутренних резьб пластическим деформированием металла вращающимся метчиком с резьбовыми деформирующими элементами о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, стойкости метчика и качества резьбы, резьбовой профиль деформируют за неполный оборот метчика путем перемещения реэьбовых деформирующих элементов в радиальном направлении,2. Бесстружечный метчик для осуществления способа внутренних резьб742018 по п,1, содержащий корпус с установленными в его пазах,по крайней мере, двумярезьбовыми деформирующими элементами, о т л и ч а ю щ и й с ятем, чтоон снабжен подпружиненной втулкой и опорным кольцом, установленными на корпусе и контактирующими с резьбовыми деформирующими элементами, при этом пазы в корпусе и контактирующие с ними основания резьбовых деформирующих элементов выполнены наклонными к оси корпуса с одинаковым углом наклона. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Рыжов Э,В. и др. Раскатываниерезьб., М., "Машиностроение", 1974,2. Авторское свидетельство СССРМ 255749, кл, В 21 Н 3/08,/ Заказ 3563/2 Тираж 986 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 Составитель В.БыкасовРедактор С.Патрушева Техред М,Петко Корректор С, Шомак