Сборный самоустанавливающийся ролик для накатывания предварительно нарезанной резьбы

Изобретение относится к технологии машиностроения, к изготовлению оснастки для формообразования резьб пластическим деформированием. Ролик выполнен в виде деформирующих витков с полным профилем и опорных витков с неполным профилем на боковой поверхности, выполненных только с одной стороны, а шаг по стороне полного профиля витков выполнен одинаковым, причем ролик изготовлен сборным и состоит из трех частей - двух опорных и деформирующей, расположенной между ними. Опорные части установлены на шпинделе жестко, а деформирующая часть установлена подвижно на шлицах, направление которых составляет угол в 45° к продольной оси. Между опорной и деформирующей частями предусмотрен зазор h, ширина которого равна разнице толщин деформирующих и опорных витков. При накатывании левой стороны резьбового профиля заготовки зазор h самоустанавливается справа деформирующей части, а при накатывании правой стороны - слева деформирующей части за счет изменения направления вращения шпинделя и осевого перемещения подвижной деформирующей части по наклонным шлицам. Изобретение обеспечивает повышение производительности процесса, повышение стойкости инструмента, уменьшение высоты шероховатости резьбовой поверхности на 1...2 класса, снижение себестоимости инструмента в два раза. 3 ил.

 

Изобретение относится к технологии машиностроения, к изготовлению оснастки для формообразования резьб пластическим деформированием, в частности к накатыванию резьб роликами.

Известен ролик для накатывания предварительно нарезанной резьбы, выполненный в виде кольцевых деформирующих витков с полным профилем и витков с неполным профилем с одной стороны на боковой поверхности [1].

Ролик позволяет накатывать предварительно нарезанные резьбы с крупным шагом за счет того, что деформирующее контактное усилие на той стороне витка с полным профилем, с которой имеется зазор на витках с неполным профилем, многократно возрастает по сравнению с опорным контактным усилием на другой стороне этого витка.

Недостатком данного ролика является неравномерный износ витков, поскольку усилие, действующее на виток с полным профилем, значительно больше усилий, действующих на витки с неполным профилем, поэтому он будет выходить из строя быстрее, чем витки с неполным профилем. Кроме того, данный ролик позволяет деформировать только одну сторону профиля резьбы. Для деформирования второй стороны профиля резьбы требуется еще один ролик, у которого опорные витки имеют неполный профиль с другой стороны, а это снижает производительность, точность и удорожает процесс.

Задачей изобретения является увеличение срока службы менее нагруженных опорных витков резьбонакатного ролика, обеспечение возможности деформирования одним роликом всего резьбового профиля за два прохода и повышение производительности, качества и снижение себестоимости благодаря быстрому переходу с одного прохода на другой.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого ролика для накатывания предварительно нарезанной резьбы, который выполнен в виде деформирующих витков с полным профилем и опорных витков с неполным профилем на боковой поверхности, выполненных только с одной стороны, с одинаковым шагом витков по стороне полного профиля, причем он изготовлен сборным и состоит из трех частей - двух опорных и деформирующей, расположенной между ними, при этом опорные части установлены на шпинделе жестко, а деформирующая часть установлена подвижно на шлицах, направление которых составляет угол в 45° к продольной оси, кроме того, между опорной и деформирующей частями предусмотрен зазор h, ширина которого равна разнице толщин деформирующих и опорных витков, при этом ролик выполнен с возможностью самоустановки зазора справа деформирующей части при накатывании левой стороны резьбового профиля заготовки и слева деформирующей части при накатывании правой стороны резьбового профиля заготовки - за счет изменения направления вращения шпинделя и осевого перемещения подвижной деформирующей части по наклонным шлицам.

Сущность конструкции сборного самоустанавливающегося ролика для накатывания предварительно нарезанной резьбы поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен сборный самоустанавливающийся ролик, настроенный для деформирования левой стороны резьбового профиля; на фиг.2 - сборный самоустанавливающийся ролик, настроенный для деформирования правой стороны резьбового профиля; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Сборный самоустанавливающийся ролик состоит из двух опорных частей 1, 2 и расположенной между ними деформирующей части 3. Опорные части 1 и 2 полностью идентичны между собой и имеют не менее двух кольцевых опорных витков 4. Шаг S всех витков равен шагу профиля накатываемой резьбы на заготовке 5. Толщина а_o опорных витков 4 уменьшена по сравнению с шириной впадины накатываемой резьбы на величину h гарантированного зазора.

Деформирующая часть 3 имеет один кольцевой деформирующий виток 6, толщина которого а_д равна ширине впадины накатываемой резьбы.

Опорные части 1 и 2 установлены на шпинделе 7 жестко, например, с помощью шпонок 8 и закреплены гайками 9, а деформирующая часть 3 установлена подвижно на шлицах 10, направление которых составляет угол в 45° к продольной оси. Шлицевая шейка шпинделя по длине больше высоты деформирующей части 3 на величину зазора h.

Поэтому между опорной 1 или 2 и деформирующей 3 частями образован зазор h, ширина которого равна разнице толщин деформирующих и опорных витков.

При накатывании левой стороны резьбового профиля заготовки 5 зазор h самоустанавливается справа деформирующей части 3 (см. фиг.1), а при накатывании правой стороны резьбового профиля заготовки 5 зазор b самоустанавливается слева деформирующей части 3 за счет изменения направления вращения шпинделя V_и и осевого перемещения подвижной деформирующей части 3 по наклонным шлицам 10.

В процессе накатывания сборный самоустанавливающийся ролик прижимается к заготовке 5 силой F. При этом деформирующий виток 6 давит на заготовку 5 обеими сторонами своего профиля, а опорные витки 4 работают лишь правой стороной. В результате деформирующее контактное усилие F_д на левой стороне деформирующего витка многократно превосходит опорные усилия F_o.

Для деформирования правой стороны резьбового профиля заготовки необходимо изменить направление вращения шпинделя, при этом подвижная часть 3 переместится в осевом направлении, и зазор h установится между опорной частью 1 и деформирующей частью 3. При такой установке в процессе накатывания деформирующий виток 6 будет давить на заготовку 5 обеими сторонами своего профиля, а опорные витки 4 будут работать лишь левой стороной.

При этом деформирующее контактное усилие F_д на правой стороне деформирующего витка будет многократно превосходит опорные усилия F_o. При износе деформирующего витка 6 деформирующая часть 3 сборного ролика может быть заменена на новую при сохранении в работе неизношенных опорных частей 1 и 2. Для удешевления ремонта часть 3 делают составной: на ступицу с шлицевым отверстием запрессовывают обод с деформирующим витком, изготовленные отдельно (не показано). При ремонте меняют только обод.

Для обеспечения одинаковой стойкости опорных частей 1, 2 и деформирующей части 3 последняя изготавливается из более износостойкого материала.

При промышленных испытаниях заготовки - винт из стали 40Х с резьбой упорной S80×10-7h ГОСТ 10177-82, имеющие предварительно нарезанный с помощью вихревой головки профиль резьбы, устанавливали в центрах на станке 16К20, а сборный резьбонакатной ролик на специальной державке - в резцедержателе. Ролик прижимали к заготовке с силой до 6000 Н. Заготовке сообщали вращательное движение V_з=12 м/мин, а ролику - продольную подачу S_пр=10 мм/об. В начале обкатывали левую сторону резьбового профиля, а затем, после реверса шпинделя, - правую.

Испытаниями установлено, что производительность процесса повышается в 1,8...2 раза по сравнению с накатыванием резьбы двумя монолитными роликами (изготовленными по прототипу), размеры резьбы стабильны и соответствуют требуемому квалитету точности, стойкость инструмента повышается в 2,5...3 раза, высота шероховатости резьбовой поверхности уменьшается на 1...2 класса.

Себестоимость изготовления инструмента снизилась в два раза. После накатывания 250 м резьбы деформирующий виток сборного ролика вышел из строя и был заменен новым. Опорные витки сборного ролика следов износа не имели.

Предлагаемый сборный самоустанавливающийся ролик позволяет при небольшом радиальном усилии обкатывать за два прохода обе стороны резьбовых профилей с шагами 4...12 мм. При износе деформирующей части она заменяется на новую, без замены опорных частей.

Источники информации, принятые во внимание

1. А.с. СССР 1442312, МКИ В 21 Н 3/00. Ролик для накатывания предварительно нарезанной резьбы // В.М.Браславский, П.И.Жуков, З.С.Конова, И.И.Соколов. Заявка №4103228/25-27; Заявлено 19.05.86 опуб. 07.12.88. Бюл. №45.

Ролик для накатывания предварительно нарезанной резьбы, выполненный в виде деформирующих витков с полным профилем и опорных витков с неполным профилем на боковой поверхности, выполненных только с одной стороны, с одинаковым шагом витков по стороне полного профиля, отличающийся тем, что он изготовлен сборным и состоит из трех частей - двух опорных и деформирующей, расположенной между ними, причем опорные части установлены на шпинделе жестко, а деформирующая часть установлена подвижно на шлицах, направление которых составляет угол в 45° к продольной оси, при этом между опорной и деформирующей частями предусмотрен зазор h, ширина которого равна разнице толщин деформирующих и опорных витков, при этом ролик выполнен с возможностью самоустановки зазора справа деформирующей части при накатывании левой стороны резьбового профиля заготовки, и слева деформирующей части при накатывании правой стороны резьбового профиля заготовки – за счет изменения направления вращения шпинделя и осевого перемещения подвижной деформирующей части по наклонным шлицам.