Инструментальный узел для электромеханической обработки резьбы

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована для электромеханической обработки резьбы деталей из стали, чугуна, цветных сплавов, металлопокрытий.
Известен инструментальный блок для электромеханического упрочнения винтовых поверхностей (Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. - М.: Машиностроение, 1989 - с. 111-113), состоящий из двух шарнирно соединенных между собой и изолированных скоб, на которых установлены инструментальные ролики. Такая конструкция блока позволяет получать твердый и износостойкий поверхностный слой на детали.
Недостатком конструкции блока являются: невозможность компенсации наклона роликов на угол подъема витков резьбы.
Известен инструментальный узел для электромеханической обработки резьбы (патент РФ 2243080), когда дисковый ролик установлен на оси с зазором по посадочному диаметру, а между стенкой корпуса и торцом ролика установлена пружина, концы которой размещены в торцовых отверстиях корпуса и ролика. Пружина предохраняет ролик от поворота, обеспечивая самоустановку на угол подъема витков резьбы и равномерное его поджатие к боковым поверхностям витков при компенсации усилия отжима, возникающего от подачи.
Однако данный узел также характеризуется невозможностью оптимально компенсировать температурные деформации в конструкции и обеспечить постоянное во времени положение инструмента на угол подъема витков резьбы при обработке длинномерных заготовок.
Для выполнения процесса электромеханической обработки резьбы необходимо обеспечить автоматическую компенсацию осевого положения инструмента на угол подъема витков резьбы, даже в случае осевого или радиального биения заготовки при вращении.
Указанный результат достигается тем, что в инструментальном узле для электромеханической обработки резьбы для термомеханического упрочнения контактных поверхностей заготовки он содержит инструмент стягиваемый винтами между правым и левым кольцами и образующих единую конструкцию предохраняющую его от проворота относительно колец, последние, в свою очередь, устанавливают на сферический ролик обеспечивая возможность поворота инструмента в правую или левую сторону и установку ролика на угол подъема витков резьбы при равномерном поджатии инструмента к боковым поверхностям витков обеспечивая компенсацию усилия отжима от осевого или радиального биения заготовки при вращении.
На фигуре изображена конструкция (общий вид) и схема работы инструментального узла. Узел состоит из правого 5 и левого кольца 6, между которыми устанавливается инструмент 2 для электромеханической обработки резьбы. Кольца устанавливают на сферический ролик 7 и стягивают между собой винтами 8. Кольца выполнены таким образом, чтобы при их сборе со сферическим роликом, верхним уступами они зажимали инструмент, а по сферической поверхности обеспечивали поворот инструмента в правую или левую сторону. Для этого при сборе необходимо обеспечить гарантированный зазор в соединении между кольцами 5, 6 и сферическим роликом 7 по присоединительным поверхностям.
Инструментальный узел работает следующим образом. Заготовку 1 устанавливают в трехкулачковом самоцентрирующем патроне токарно-винторезного станка. Инструмент 2 поджимают к предварительно нарезанной или накатанной резьбе заготовки с усилием Q. Инструмент 2 устанавливают во впадину двух соседних боковых витков резьбы заготовки. При этом, за счет поворота инструментального узла относительно сферического ролика инструмент 2 самоустанавливается на угол подъема витков резьбы. Заготовке 1 сообщается движение вращения Dr, а всему инструментальному узлу, сообщается продольное движение подачи Ds, равное шагу обрабатываемой резьбы. При вращении детали и осевого перемещения ролика по резьбе, последний от усилия подачи станка занимает положения самоустанавливающегося по профилю и углу подъема винтовой линии. От установки электромеханической обработки 3, через силовой токоподводящий кабель 4, на инструмент 2 подводится электрический ток большой силы (400…800 А) и малого напряжения (0,5…2 В). Второй конец вторичной обмотки установки 3, через второй токоподводящий кабель 4 подается непосредственно на заготовку. В результате протекания через зону контакта инструмента 2 и заготовки тока большой силы, поверхностный слой резьбы заготовки мгновенно нагревается до высокой температуры (900…1000°С) и быстро охлаждается за счет отвода тепла нижележащими холодными слоями металла. Термомеханический нагрев поверхностного слоя резьбы заготовки имеет локальный характер. При вращении заготовки Dr и продольного движения подачи Ds происходит упрочняющая обработка поверхностного слоя резьбы инструментом 2. Конструкция инструментального узла и технология электромеханической обработки позволяют за один ход выполнить закалку и отделочно-упрочняюшую обработку поверхностей. Вся конструкция выполнена подпружиненной, что обеспечивает их постоянный контакт с обрабатываемой резьбой, даже в случае осевого или радиального биения заготовки при вращении.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения для электромеханической обработки резьбы обеспечивает технические характеристики обработки при высокой эффективности и надежности конструкции.