Способ накатывания конической резьбы

(21) 2 8 88 85 9/2 5 151 М, Кл,з В 21 Н 3/04 исоединением заявк суда рственныи коСССРлам изобрети открытий те 23) Приоритет юллетень Йо 2 53) УДК 621.992.(72) Авторыизобретения ык асов ф.П. Кирпичник Н. Сасенк В. 71) Заявитель 54) СПОСОБ НАКАТЫВАНИЯ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ л Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления конической резьбы, к точности и стойкости которой предъявляют повышенные требования, например, на бурильных трубах и их соединительных элементах.Известен способ накатывания конической резьбы, осуществляемый резьбонакатной головкой 1),при котором резьбонакатным роликом с кольцевой нарезкой, установленным в .головке с разворотом на средний угол подъема накатываемой резьбы, сообщают радиальную подачу, сог асованную с осевой подачей заготовки, и формируют резьбу последовательно нитка за ниткой, начиная от торца заготовки.Недостатки указанного способа;низкая стойкость резьбонакатных роликов в результате того, что резьбу формируют всего двумя-тремя нитками каждого ролика, расположенными на их заборном участке. Эти нитки и вы ходят иэ строя в первую очередь, Удлинение же заборного участка не представляется возможным, так как он не может быть больше длйны сбега резьбы, обычно оговариваемой ГОСТом; 30- низкая точность накатываемойрезьбы в результате того, что припоследовательном - нитка эа ниткойнакатывании резьбы меняется толщинастенки заготовки в зоне деформациии соответственно усилие прокатки иупругие деформации заготовки и .элементов головки, что приводит к погрешности накатываемой резьбы.Наиболее близок к предлагаемомуспособ накатывания конической резьбыосуществляемый коническими приводными валками с винтовой нарезкой 2 путем радиальной подачи валков назаготовку, внедрения их в заготовку и формирования резьбового проФиля, негативного профилювинтовойнарезки на валках, последующегоотвода валков в исходное положение, причем валки в исходное положение отводят тогда, когда они достигнут заданного межосевого расстояния и выполнят несколько калибрующих оборотов.Недостатком указанного способа является низкая точность резьбы, вследствие осевого перемещения заготовки, сопутствующего процессу накатывания резьбы, иэ-за неравенства углов подъема резьбы по катающим10 35 радиусам валков и заготовки. Величина этого перемещения зависит от многих случайных факторОв, таких, какразмер исходной заготовки, первоначальное ее положение, время прокатки, наличие и качество смазки, 5чистота поверхности валков и др.Диаметр накатываемой резьбы определяется межосевым расстоянием валкови осевым положением заготовки вконце накатывания резьбы,Целью настоящего изобретения является повышение точности накатываемой резьбы.Указанная цель достигается тем,что при накатывании конической резьбы путем радиальной подачи конических приводных валков с винтовой нарезкой на заготовку, внедрения ихв заготовку и формирования резьбового профиля, последующего отводавалков в исходное положение, сог. -ласно изобретению, при радиальнойподаче валков их внедряют в заготовку на 1/5-1/4 высоты профиля резьбы,после чегс заготовку перемещают внаправлении большего основания конических валков при их постоянноммежосевом расстоянии, а отвод валковв исходное положение осуществляют,когда расстояние от торца заготовкидо большего основания валков достигает величины где д - наружный диаметр валков вплоскости их большего основания;д - внутренний диаметр резьбы в 40плоскости торца заготовки;Ь - межосевое расстояние валков;Ф " угол уклона образующей валка.Такой способ обеспечивает завер- .шение процесса накатывания резьбыена всех заготовках при одинаковом межф 5осевом расстоянии роликов и одинаковом осевом положении заготовок,что.и позволяет существенно повыситьточность резьбы.50Предложенный способ включает в себя как бы три последовательных этапа .На фиг.1 изображена схема накатывания конической резьбы на первомэтапе, когда при радиальной подаче 55валков их внедряют в заготовку на1/5-1/4 высоты профиля резьбы; нафиг.2 - то же, на втором этапе,когда заготовку перемещают в направлении большего основания конических валков при их постоянном межосевом расстоянии; на фиг.З - то же,на третьем этапе когда осуществляютотвод валков в исходное положение,после того как расстояние от торца. заготовки до большего основания валков достигает величины На фиг.4 представлена схема для определения расстояния от торца заготбвки до большего основания валков, после достижения которого валки отводят в исходное положение,Предложенный способ реализуют следующим образом.Заготовку 1 устанавливают между валками 2, ориентируют ее торец относительно торца валков и выполняют первый этап накатывания резьбы: сообщают валкам вращение (ИЭ) и радиальную подачу (5) на заготовку до заданного жесткйм упором межосевого расстояния, выбранного таким образом, чтобы валки внедрились в заготовку на 1/5-1/4 высоты профиля резьбы. Нижний предел глубины внедрения выбран из условия обеспечения надежного захвата заготовки валками, после чего только и возможно дальнейшее накатывание резьбы, а верхний предел - из условия сохранения достаточной стойкости валков, Так, например, если глубина внедрения валков в заготовку меньше 1/5 высоты профиля резьбы, имеют место случаи, когда заготовка вращается в валках, а осевое перемещение ее в направлении большега основания валков осуществить не удается, так как глубина внедрения валков в заготовку недостаточна, чтобы удержать заготовку от выталкивания из конических валков под действием осевых составляющих усилий прокатки. Если же глубина внедрения валков в заготовку больше 1/4 высоты профиля резьбы, происходит преждевременная поломка валков в результате того, что они с большой скоростью радиальной подачи внедряются сразу на значительную глубину и при этом возникают пиковые нагрузки, превышающие допустимые. Обеспечив надежный захват заго-. товки валками, дальнейшее накатывание резьбы осуществляют путем перемещения заготовки в направлении большего основания валков при их постоянном межосевом расстоянии.Это второй этап накатывания резьбы. Благодаря ему обеспечивают постоянство межосевого расстояния валков в конце накатывания резьбы, что является одним из условий получения ее стабильного диаметра. И, наконец, при достижении заготовкой положения,выполняют третий этап: отводят валкив исходное положение,Таким образом, процесс накатывания резьбы завершают на всех заготовках при одинаковом межосевом расстоянии валков и одинаковом осевомположении заготовок, что и обеспечивает высокую точность резьбы.Формула для определения расстояния от торца .заготовки до большегооснования валков, после достижениякоторого валки отводят в исходноеположение, получена следующим образом. При заданном межосевом расстоянии валков А и известном Диаметререзьбы в плоскости торца заготовки3 наружный диаметр валка в этойплоскости должен быть равен Д - д .Зная наружный диаметр валка в плоскости его большего основания д,.наружный диаметр валка в плоскоститорца заготовки Д - д, а. такжеугол конусности валков 9, получаемрасстояние от торца заготовки добольшего основания валков:. А+В-А ЫдФормула изобретения П р и м е р. Предлагаемым способом накатывали коническую резьбу 3-50 (ГОСТ 7918-75) на ниппелях замков геологоразведочных труб, Параметры резьбы: шаг - 4,233 мм, высота профиля - 2,5 ьм, конусность - 1:5. Параметры резьбонакатных налкон: диаметр большего основания в . 202 мм, длина рабочего участка - 65 мм, количество заходов нинтовой нарез- ки - 4, профиль - негативный профилю накатываемой резьбы. Режимы накатынания: частота вращения валков 60 сек", радиальная подача - 150 мм/мин, глубина внедрения валков в заготовку при их радиальной подаче - 0,5 ю., т.е. на 1/5 высоты профяля резьбы. Накатанную резьбу проверили резьбовым кольцом (ГОСТ 8392-75 ,Получены следующие результаты: иэ 25 заготовок с накатанной резьбой у 23 (92) измерительная плоскость калибра кольца при плотном навинчивании его от руки не доходила до упорного уступа на расстояние Аое = 10,0-10,3 мм, т.е. находилась в поле допуска, оговоренном ГОСТ 7918-75. У одной заготовки АР = 9,9 мм и у одной 10,5 мм.Для получения сравнительных данных было произведено накатынанне той же резьбы способом, взятым за прототип,теми же валками . Режимы накаЗ 5 Способ накатывания коническойрезьбы путем радиальной подачи конических приводных валков с винтовойнарезкой на заготовку, внедрения ихв заготовку и Формирования резьбо ваго профиля, последующего отводавалков в исходное положение, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности накатывае"мой резьбы, при радиальной подаче 45 валков их внедряют в заготовку на1/5-1/4 высоты профиля резьбы, послечего заготовку перемещают в направлении большего основания коническИхвалков при их постоянном межосевомрасстоянии, а отнод валков в исходное положение осуществляют в ма)мент, когда расстояние от торца заготовки до большего основания валковдостигает величины5 е е 1+йг.ееГгде д) - наружный диаметр валков вплоскости их большего осно"вания;ф д - внутренний диаметр резьбыв плоскости торца заготовкИеА - межосевое расстояние валков- угол уклона образующей вал 65 ка,при котором расстояние от ее торцадо большего основания валков 5 1 О 15 20 25 30 тывания: частота вращения валков 60 сек-, радиальная подача 15 мм/мин. Получены следующие результаты; из 25 заготовок с накатанной резьбой толька у девяти (36) АР = 10,0-10,3 мм, т.е. этот параметр находился в поле допуска, оговоренном ГОСТ 7918-75. У семи (28) заготовок Ар = 9,0-10,0 мм и у девяти (36) заготовок 10,3-11,2 ьк.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает существенное повышение точности резьбы. Поэтому стало возможным заменить устаревшую технологию изготовления конической резьбы нареэанием новой, прогрессивной, - накатаванием. Накатывание резьбы в 4-5 раэ производительнее нарезания,стойкость накатанной резьбы на 30-40 выше, чем нарезанной, Ранее указанную замену в масштабах промышленного Произ" водства осуществить не представлялось возможным, и одной иэ основных причин этому была низкая точность резьбы, накатываемой известными спо" сабами.Экономический эффект от работы одного резьбонакатного,станка ГД, переоборудованного для работы по . предлагаемому способу, составит 30 тыс. рублей.948505 г.2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9 312 бб 3, кл. В 21 Н 3/04, 08.06.70, 2. Писаревский М,И. Новый инструмент для накатывания резьб и шлицев. М., Машиностроение, рис. 33 (прототип).948505 Составитель И. Аржановедактор Б. Федотов Техред Т.Маточка орректор Г. О одписнСР Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. П Заказ 6067/8 ВНИИПИ Г по дел 113035, Мос