Способ нарезания внутренней многозаходной резьбы за несколько проходов

 

Изобретение относится к области машиностроения, механической обработке материалов. Способ включает формирование резьбового профиля на каждом из предварительных и калибровочном проходов метчиком при его винтовом движении относительно обрабатываемого изделия. Для повышения точности, прочности и надежности резьбового профиля его формирование осуществляют одновременно пластическим деформированием и нарезанием с чередованием через заход. При формировании резьбового профиля на предварительном проходе нарезанием величину профиля возможно выполнить меньше, чем на предварительном проходе пластическим деформированием, а калибровочный проход соответственно выполнить с минимальным изменением резьбового профиля, полученного пластическим деформированием. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области машиностроения в частности к механической обработке материалов и может быть использовано при нарезании многозаходных резьб.

Известен способ обработки деталей с цилиндрическим резьбовым отверстием, включающий предварительную обработку резьбы, навинчивание детали на резьбовой базирующий элемент, обработку наружных поверхностей детали и свинчивание ее с базирующего элемента, с целью повышения производительности и качества обработки за счет совмещения операций используют базирующий элемент с резьбой, покрытой алмазоносным слоем, имеющий заборный, калибрующий участки и участок уменьшенной жесткости между ними.

(См. авт. св. №1397205, 5 В 23 G 1/00, бюл. №19, 1988 г.) Признаки, совпадающие - способ включает предварительную обработку резьбы, наличие заборного и калибрующего участков при осуществлении указанного способа осуществляется доводочная чистовая операция.

Причины, препятствующие поставленной задаче - способ технологически сложен при нарезании многозаходных резьб.

Известен способ получения резьбы, включающий в себя многопроходную обточку цилиндрической поверхности под резьбу и следующее за тем многопроходное нарезание резьбового профиля резьбовым резцом, при этом с целью повышения качества резьбы за счет получения резьбовой поверхности без вспучивания, заключительный проход обработки цилиндрической поверхности производят перед заключительным проходом нарезания резьбы, а для сокращения вспомогательного времени за счет сокращения количества смен инструмента, заключительный проход обработки цилиндрической поверхности производят резьбовым резцом при его возврате в исходное положение после предпоследнего прохода нарезания резьбы.

(См. авт. св. №1576260, 5 В 23 G 1/00, бюл. №25, 1990 г.) Признаки, совпадающие - получение резьбового профиля за несколько проходов, наличие предварительного и заключительного проходов.

Причины, препятствующие поставленной задаче - малая производительность, неудобство применения способа при обработке многозаходных резьб.

За прототип принят способ нарезания внутренней многозаходной резьбы за несколько проходов, каждый из которых производят метчиком при относительном винтовом движении, эффективность способа в уменьшении количества метчиков, используют метчик, число заходов которого в целое число раз меньше числа заходов нарезаемой резьбы, а шаг резьбы - в то же число раз больше шага нарезаемой резьбы, при этом перед каждым последующим проходом витки метчика смещают относительно витков нарезаемой резьбы на величину, равную шагу нарезаемой резьбы.

(См. авт. св. №1583231, 5 В 23 G 1/00, бюл. №29, 1990 г.)

Признаки, совпадающие - нарезание внутренней многозаходной резьбы за несколько проходов, каждый из которых производят при относительном винтовом движении инструмента.

Причины, препятствующие поставленной задаче - технологическая сложность связанная с совмещением витков нарезаемой резьбы на величину, равную шагу нарезаемой резьбы, недостаточно высокая точность и надежность полученного резьбового соединения в эксплуатации.

Задачей настоящего способа является создание резьбового многозаходного профиля повышенной точности, обладающего высокой прочностью, надежностью в эксплуатации и высокотехнологичного при изготовлении.

Технический результат заключается в том, что способ нарезания внутренней многозаходной резьбы за несколько проходов, включающий формирование резьбового профиля на каждом из предварительных и калибровочном проходов метчиком при его винтовом движении относительно обрабатываемого изделия, и формирование резьбового профиля осуществляют одновременно пластическим деформированием и нарезанием с чередованием через заход, при этом при формировании резьбового профиля на предварительном проходе нарезанием величину профиля выполняют меньше, чем на предварительном проходе пластическим деформированием, а на калибровочном проходе выполняют с минимальным изменением резьбового профиля, полученного пластическим деформированием.

Особенность получения резьбы предлагаемым способом состоит в том, что витки заходов полученных пластическим деформированием, в основном формируется заборным конусом и первыми витками формирующей части инструмента, в последующем они претерпевает незначительные изменения, в большей степени калибрующие, способствующие уточнению и предотвращению искажений профиля в процессе формирования соответствующих заходов резьбового профиля получаемых резанием. Это повышает технологические параметры - стойкость и долговечность инструмента.

Преимущество нарезки резьбы предлагаемым способом заключается в том, что витки одного захода резьбы, полученные пластической деформацией за счет смещения поверхностного слоя и вследствие того, что волокна не перерезаются, являются более прочными, а другого профиля резьбы формированием механической обработкой обеспечивает точность, вследствие предотвращения нарушения равенства шага при формировании резьбы пластическим деформированием на предварительном проходе за счет уменьшения сдвига вершины профиля витка в месте сопряжения конической и цилиндрической частей метчика. Это позволяет осуществить резьбовое соединение с меньшим количеством рабочих витков при повышенных прочностных характеристиках резьбы, с повышенной точностью и герметичностью соединения за счет такого совмещения пластической деформации и механической обработки. При этом в резьбовом соединении дополнительно проявляется натяг, способствующий предотвращению самоотвинчивания соединения. Перечисленные факторы позволяют улучшить эффективность обработки резьбового соединения и повысить его надежность, что особенно важно для мелкопрофильных резьб среднего и более крупного типоразмера, а также для резьб, получаемых на труднообрабатываемых материалах, и материалов обладающих повышенной вязкостью. Дополнительно имеется возможность уменьшить угол заборного конуса, что повышает стойкость инструмента.

При эксплуатации резьбовое соединение полученное данным способом обладает повышенной герметичностью и в меньшей степени подвержено самоотвинчиванию в условиях работы с вибрацией.

Выполнение резьбы может осуществляется на том же оборудовании, что и нарезание резьбы метчиками: вертикально-сверлильных, резьбонарезных токарных, и токарно-револьверных станках, токарных и токарно-револьверных автоматах. Например получение резьбы на вертикально-сверлильном станке (мод. 2А135) по предварительно подготовленному отверстию сверлением или зенкерованием. Для крепления метчиков используются быстросменные патроны на первом переходе и быстросменные патроны с компенсатором на последующих переходах. При этом подача шпинделя на первом переходе должна соответствовать шагу резьбы, проходы осуществляются последовательно комплектом метчиков. На первом проходе метчик жестко закреплен в шпинделе, при этом выполняется почти вся пластическая деформация соответствующего профиля, в дальнейшем он претерпевает незначительные изменения, в большей степени калибрующие, способствующие уточнению и предотвращению его искажений в процессе последующей обработки заходов формируемых нарезанием, что снижает нарушение равенства шага при формировании резьбового профиля на предварительном проходе, за счет уменьшения сдвига вершины профиля витка в месте сопряжения конической и цилиндрической частей метчика. При последующих проходах, метчик закрепляется в универсальном резьбонарезном патроне с предварительным вводом в ранее сформированный профиль. Процесс протекает за счет самозатягивания метчика. При втором переходе в основном производится формирование путем нарезания профиля соответствующего захода, и далее при завершающем проходе - калибровочный проход профилей выполняют с минимальным изменением резьбового профиля, полученного пластическим деформированием. Количество проходов обуславливается параметрами резьбы и свойствами обрабатываемого материала (твердостью, вязкостью и др.).

Формула изобретения

1. Способ нарезания внутренней резьбы за несколько проходов, включающий формирование резьбового профиля на каждом из предварительных и калибровочном проходов метчиком при его винтовом движении относительно обрабатываемого изделия, отличающийся тем, что формирование резьбового профиля осуществляют одновременно пластическим деформированием и нарезанием с чередованием через заход.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании резьбового профиля на предварительном проходе нарезанием величину профиля выполняют меньше, чем на предварительном проходе пластическим деформированием, а калибровочный проход выполняют с минимальным изменением резьбового профиля, полученного пластическим деформированием.