Обоснование и разработка комбинированного инструмента зенкер-метчик с новой схемой резания

При этом следует иметь в виду, что на погрешность формы оказывает влияние материал обрабатываемой детали. Так, при прочих равных условиях, погрешность формы отверстия в нижней головке в 4 раза меньше, чем погрешность формы отверстия во втулке из оловянистой бронзы (Бр ОЦЮ - 2 ГОСТ 18175-72), запрессованной с натягом

45~ 120мкм, в верхнюю головку шатуна. Объясняется это влиянием материала шатуна (ст. 40Х ГОСТ 4543 - 71) и втулки (Бр. ОЦЮ - 2ГОСТ 18175-72).

Выполненные исследования позволяют раскрыть механизм образования погрешностей обработки основных размеров поршней и шатунов с целью разработки мероприятий по совершенствованию технологических процессов и стабилизации геометрических параметров точности.

Библиографический список:

1. Бочкарев В.Н. исследование и оптимизация допусков на изготовления деталей цилиндропоршневой группы судовых малоразмерных дизелей. - Диссертация к.т.н. - Л 1975 - 289с.

2. Булатов В.П. Исследование и оптимизация параметров точности и технологических методов формирования поверхностей трения деталей цилиндропоршневой группы судовых дизелей: Автореферат диссертации, д.т.н. - Л.,1981 - 36с.

3. Артомонова Е.С. Поноровская Е.В. Черный А.П., Точность формы поперечного сечения при тонком растачивании - Станки и инструмент., 1977с. 4 - 10.

4. Дамский А.М. Технология обеспечения надежности высокоточных деталей машин. -М. Машиностроение.1975. - 223с.

5. Капустин Н.М. Разработка технологических процессов обработки деталей на станках с помощью ЭВМ. - М., Машиностоение,1976 - 288с.

УДК 621.882.085/.086.004 Вагабов Н.М., Курбанов А.З.

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА ЗЕНКЕР-МЕТЧИК С НОВОЙ СХЕМОЙ РЕЗАНИЯ

Vagabov N. M., Kurbanov A.Z.

EXPLANATION END DEVELOPMENT OF COMBINED TOOL CORE DRILL TAP WITH THE NEW CUTTING SCHEME

Приведены результаты исследования процесса изготовления резьбы в труднообрабатываемых материалах. Разработана новая технология с применением комбинированного зенкер-метчика, который позволяет стабилизировать припуск под дальнейшую обработку, исправить ось отверстия и обеспечить большую жесткость инструмента. Установлены факторы, влияющие на качество и производительность изготовления резьбы, надежность и работоспособность режущего инструмента метчика. Даны рекомендации по уменьшению трения и нагрева инструмента, что обеспечит большую жесткость и стойкость.

Ключевые слова: резьба, припуск, зенкер-метчик, жесткость, стойкость, шероховатость.

The results of the research on thread making in hard-to-machine materials are given. A new technology with use of combined core drill tap allowing the stabilization of the stock for

24

further processing, correction of the hole axis and provision of larger severity of the tool is developed. The factors influencing on the quality and performance of thread making reliability and working capacity of the tap cutting tool are identified. The recommendations on tool friction and heating reduce in order to provide the larger severity and durability are given.

Key words: thread, stock, core drill tap, severity, durability, roughness.

Одним из факторов, определяющих работоспособность энергетических установок, изготовленных из труднообрабатываемых материалов, является качество изготовления резьбы и надежность резьбовых соединений, определяющий ресурс изделия. Если получение резьбы невысоких квалитетов точности (ГОСТ 11708-82 СТ СЭВ 2631-80) не вызывает особых технологических трудностей, то высокопроизводительное нарезание резьбы 4...5 квалитетов точности с шероховатостью поверхности витков по высоте 6..7 мкм связано со значительными технологическими трудностями. Причиной получения резьбы низкого качества в труднообрабатываемых материалах является частая поломка метчиков и малая их стойкость. Проведенные исследования показали, что стойкость стандартных метчиков при обработке деталей из труднообрабатываемых материалов, выраженная количеством нарезанной резьбы, не превышает 280 мин. при средней трудоемкости нарезания одного отверстия 10 мин. Брак изделий из-за поломок метчиков малых диаметров 6.16 мм достигает 67%.

Следует также отметить трудности в получении резьбы требуемой точности размера и шероховатости поверхности при обработке труднообрабатываемых материалов стандартными метчиками из-за повышенной интенсивности изнашивания метчиков при трении боковыми кромками об обрабатываемую поверхность, вызванную несовершенной схемой резания, что является главным фактором получения резьбы низкого качества.

Поэтому, в данной работе поставлена цель разработки схемы резания, позволяющая получить профиль, обеспечивающий боковой зазор на зубьях метчика, что позволило обеспечить доступ СОЖ в зону резания.

Учитывая изложенное выше, для обеспечения высокого качества резьбовых отверстий и повышения стойкости метчиков применена специальная схема резания. В соответствии с этой схемой, длины режущих кромок сокращаются за счет формирования фасок размером 0,1-0,15 мм, перекрывающих толщину среза. Заборный конус с углом распространяется на всю резьбовую часть.

Для получения фасок на зубьях метчика применялось дополнительное шлифование кругом с профильным углом, меньшим профильного угла резьбы. Резьба дополнительного шлифования изготавливается с обратной конусностью под углом 8.

На рис. 1 показана схема резания, свойственная экспериментальному метчику.

На основании рисунка устанавливаем зависимость для определения угла 8, профильных углов шлифовального круга для дополнительного шлифования si и 82 .

По теореме синусов находим:

Р • sin^ — —

FC =—- , где у = 180° -

sin/ 2 2

т1 ^^ Р • sin р Тогда FS =- ^

cos(p + —) 2

D • — D * —

Р • sin р • cos — Р • sin ( • cos — р

CE = FS • cos— = 2- 2 -

2 / — — . . — — cos(p + —) cosp-cos — - smp-sin— ctqp-tq —

^ге/тг^еулгсГ

Рисунок 1 - Расчетная схема метчиковой части комбинированного иструмента

е е Р(Ц

МС' = АМ(щ - - щ—) = СЕ(щ - - Щ—) =-2-;

2 2 еЩф- —

е е Р

X =-2-=-2-

ее ащф- ащф- щ —

На основании рисунка получим:

„ х а - Ь Що = — =-

Р Р

Находим

,Р г е. . е

а = (—V т  ът—)сЩе, - т  еоъ — 2 2 2

где: f - фаска АА',

81 - угол правой стороны впадины, выбирается на 2.. .3° меньше угла 82 Находим

. s

P • tq

b = (T2C' + f • sin-) • ctqs + AM - f • cos- = (0,5P -

2

в итоге получим:

2

ctq p- tq

s

2 r • S P

—--+ f • sin —) • ctqs +--

s 2 s

2

ctq p- tq

2

P • tq-

tqS =

(0,5P + f • sin —)ctqs- f • cos — (0,5P--2— + f • sin —)ctqs+--f • cos —

Г 2 — 2 — 2

ctqp-tq— ctqp-tq —

P

где; 8 - угол обратного конуса ф - угол заборного конуса 81 и 82 - соответственно углы профиля нарезаемой резьбы метчика

Угол 81 задаем, угол 82 находим, используя рис. 1

q—2 =

D T

3 .

TT

S

2tq

CC = AM - 2AMtq- = P -

2

ctqp- tq

= P(1 -

2tq

2

2

ctq p- tq

-) = P(-

ctq p - 3tq

s

2);

2

ctq p- tq

s 2

S S

C C "sin(900 -—) C C cos — 2 _ 2.

C "D" =

sin#

sin#

0 = 1800 -p-(900 -—) = 900 + — -p;

C" T

C C

D' T3 = (C D'--г-) cos p = (C D'--) cos p = C D' cos p -

C C

ООБр

2cosp

2

P — P

TT = TT - TT - TT =~ ctq —---CD' sin p

ctq p- tq

2

s

s

s

s

C' C " cos —cos p ^i^n

2 C C . . s -2---+ f • sin —

tqsi =_sin0_2_2_

P s .P s~itT~\.t ' /* s

— ctq----C D sin p + f • cos —

2 2 s 2 ctqp- tq —

После подстановки получим:

Ще2 =

£ £

еЩ р — ео8 ео8 р 1

Р(-£) • (-—Й--т) + / • ^ £

„ £ О 2 2

р —

Р

а —

£

(еЩ р — —) 8т О

8т О + (егщ р — 3tq £) с°8 £ • 8т р

• /2 С°8

f2 — задняя фаска /=Од+А или од+Ан

Исходный средний диаметр экспериментального метчика принимаем несколько большим, в результате чего фаски, показанные на втором зубе, будут на теоретическом профиле метчика.

Длину короткой фаски определяем как

OQ =

+ Д

• 7 = Пк

Р • п

С°8'

Р tqр• Р

где г - общее число режущих зубьев t — глубина резьбы 1з — длина заборного конуса п — число перьев метчика

А - перекрытие, А=0,02... 0,05 принимается в зависимости от шага Р резьбы. Тогда:

ое = Р • Щр£ + Д п •С°§

Последовательно находим:

00 =

00 • 8ш а

8т а

2

где

00' =

00 • д

81П ¡2

£

а = 90° — (- — р) ; а2 = 180° — (90°—- + р)—А = 90° +£—- — р ;

¡=£ — £ ; ¡2 = 1800 —£ 1 2 2 2

Корректированный средний диаметр метчика

К = Вср + 200\

где:

А:р - средний диаметр метчика

На рис. 2 приведена схема для расчета фасок Ср и Бр. Длина фаски БР больше длины фаски Од. Из условия РР'=дд'

Ср = РРЧтщ_ 8р =СР  вш

где:

Бт,

Бтд)

д = 900 -((-) + ф) ; = --р Р Р Р

д2 = 1800 -(900 ---ф)+ Р = 900 + -1 + ф 2 2 2 2 2

Рисунок 2 - Схема для расчетов фасок комбинированного метчика.

Проведенные исследования стандартного и экспериментального метчиков показали, что при нарезке резьбы в труднообрабатываемых материалах стандартными метчиками, вследствие полного контакта зубьев метчика с профилем нарезаемой резьбы, возникает большое трение, что приводит к нагреву, при котором происходит свариваемость зубьев метчика к обрабатываемой поверхности, прилипанию и, в конечном результате, к поломке метчика. А при обработке резьбовой поверхности экспериментальным метчиком с несимметричным профилем 81>в2 (в1= 270 30' и 82= 270 22') позволило обеспечить доступ охлаждающей жидкости в зону обработки, что очень важно при обработке изделий из труднообрабатываемых материалов. Использование комбинированного инструмента зенкер-метчик повышает качество нарезаемой резьбы в отверстиях деталей из труднообрабатываемых материалов, а также приводит к сокращению затрат времени и себестоимости обработки по сравнению с обработкой деталей стандартными инструментами (табл.1, табл. 2).

Таблица 1 - Затраты времени на резание резьбы на изделиях из стали 20X13_

К-во Затраты времени, мин

резь Стандартный инструмент Комбинированный

бона Зенке р Метчик инструмент

реза налад- машин хол. налад машин хол. наладка машин холост

ний ка время ход ка время ход время ход

30 9,04 10,67 6,07 11,29 15,99 12,79 10,89 25,72 11,48

65,85 48,09

Таблица 2 - Технико-экономические показатели ОАО «Завод им.Гаджиева»

№ Показатели Ед. Базовый Новый

п/п изм. вариант вариант

1. Себестоимость изготовления единицы продукции руб 20 15

2. Удельные капитальные вложения на изготовление инструмента руб 6,2494 0,8929

3. Годовой расход инструмента шт 5312 1012

4. Годовая программа шт 85000 85000

5. Годовой экономический эффект РУб - 479638

Выводы: Проведенные лабораторные и производственные испытания позволили создать оптимальную конструкцию комбинированного инструмента зенкер-метчик, что обеспечило стабилизацию припуска под дальнейшую обработку, исправить ось отверстия, обеспечить большую жесткость и стойкость инструмента.

Проведенные испытания комбинированного зенкер-метчика со специальной схемой резания показали его высокую надежность, работоспособность и целесообразность применения для обработки внутренней резьбы в труднообрабатываемых материалах.

Библиографический список:

1. Курбанов А.З.. Обоснование прогрессивной технологии нарушения резьб в деталях из труднообрабатываемых материалов. дис. Техн. Науки. Ленинград, 1987.-360 с.

2. Курбанов А.З., Абдуллаев А.В. Метчик для обработки труднообрабатываемых материалов а.с. № 1618535 от 8.09.90 г.

3. Матвеев В.В. Нарезание точных резьб. М.:Машиностроение,1968.- 114 с. УДК.621.9.06

4. Спиридонов Э.С., Ямников А.С. нарезаниа резьб на высокопрочных труднообрабатываемых заготовках резцами из твердых сплавов и керамики. Доклады междунар. конф. по инструменту. ВНР, Мишкольц, 1989г., часть 1, с.299-306.

5. Рыженков В.А., Ямников А.С. Рациональные конструкции резьбонарезных инструментов и технология их изготовления. Прогрессивные технологические процессы в инструментальном производстве. М., ВНИИ, 1979г., с.121-125.

УДК.620.193.16.004.624 Бегов Ж.Б.

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВ ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ

Begov J.B.

STUDY AND DEVELOPMENT OF PROPOSALS FOR IMPROVING THE PROCESS OF MACHINING SCREW SUBMERSIBLE PUMPS

Проведен анализ существующего технологического процесса механической обработки винтов погружного насоса УН1ВС на ОАО «Завод им. Гаджиева» (гМахачкала). Выявлены основные недостатки технологии механического точения заготовки винта, технологии шлифования и полирования винта приводящие к

30