ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НАКАТКИ КРУПНОЙ РЕЗЬБЫ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована в качестве инструмента для формирования крупной резьбы накаткой на стержневых изделиях, например, шурупах с упорной резьбой.
Известен инструмент в виде резьбонакатных плашек, каждая из которых имеет опорные боковые и торцевые грани и рабочую поверхность, состоящую из заборного и калибрующего участков с чередующимися впадинами и выступами, которые наклонены к опорным боковым граням под углом, близким к углу подъема винтовой линии накатанной резьбы (см. М.И.Писаревский. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев. - Л.: Машиностроение, 1973, с.41, рис.14-15).
Недостатком известного инструмента является низкая износостойкость плашек вследствие локального проскальзывания рабочей поверхности плашек относительно деформируемой заготовки при накатке резьбы, поскольку шаг и угол наклона выступов и впадин к опорной боковой грани на заборной и калибрующей частях одинаковый. Проскальзывание инструмента относительно заготовки нередко приводит к образованию брака в виде задиров и отслоений на поверхности сформированной резьбы.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является инструмент для накатки резьбы на путевых шурупах, содержащий две плашки, каждая из которых имеет опорные боковые и торцевые грани, и рабочую поверхность, состоящую из заборного и калибрующего частей с чередующимися впадинами и выступами, которые наклонены к опорной боковой грани плашки. При этом угол наклона чередующихся впадин и выступов к боковым опорным граням по всей длине заборного и калибрующего участках одинаковый (см. патент РФ №54840 на полезную модель, B23G 7/00, 7/02).
Недостатком данного инструмента является низкая износостойкость плашек в процессе работы. Это обусловлено тем, что при накатке резьбы угол наклона винтовой линии по впадинам формируемой резьбы является величиной переменной. Изменение указанного угла в процессе накатки приводит к локальному проскальзыванию инструмента относительно деформируемой заготовки и, как следствие, - интенсивному износу плашек. При этом в известном инструменте каждый участок впадины резьбы формируется подвижной и неподвижной плашками за несколько этапов деформирования, на каждом из которых приходится выправлять профиль резьбы, сформированный на предыдущем этапе, что также приводит к интенсивному износу плашек, излишним затратам энергии, а в некоторых случаях - к образованию задиров и отслоений на поверхности резьбы изделий, что значительно снижает качество последних.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении износостойкости плашек.
Поставленная задача решается тем, что в известном инструменте для накатки крупной резьбы, содержащем две плашки, каждая из которых имеет опорные боковые и торцевые грани и рабочую поверхность, состоящую из заборной и калибрующей частей с чередующимися на них впадинами и выступами, которые наклонены к опорным боковым граням плашки, согласно изменению, на заборной части угол наклона впадин и выступов к опорным боковым граням выполнен переменным, причем на начальном участке заборной части указанный угол наклона составляет 0,88…0,92 угла наклона впадин и выступов калибрующей части, а на конечном участке - равен углу наклона впадин и выступов калибрующей части.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении качества резьбы при одновременном снижении энергозатрат на процесс резьбоформирования.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлен фронтальный вид одной из плашек для накатки крупной резьбы;
- на фиг.2 изображен вид сверху на рабочую поверхность плашки;
- на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.
Инструмент для накатки крупной резьбы содержит две плашки 1, каждая из которых имеет опорные боковые 2 и торцевые 3 грани, а также рабочую поверхность 4 (фиг.1, 2). Рабочая поверхность 4 состоит из заборной 5 и калибрующей 6 частей с чередующимися впадинами 7 и выступами 8 (фиг.3), которые в продольном направлении наклонены к опорным боковым граням 2 плашек. При этом на заборной части 5 плашек 1 угол наклонам впадин 7 и выступов 8 к опорной боковой грани 2 выполнен переменным. Причем на начальном участке заборной части 5 указанный угол α составляет (0,88…0,92)β, где β - угол наклона впадин 7 и выступов 8 к опорной боковой грани 2 калибрующей части 6, а на конечном участке заборной части 5 углы α и β одинаковы.
Выполнять указанный угол наклона α меньше, чем 0,88β, где β - угол наклона впадин и выступов к опорной боковой грани калибрующей части, нецелесообразно, так как это приводит к повышенному износу боковых поверхностей выступов на начальном участке заборной части плашек.
Выполнять угол α более чем 0,92β также нецелесообразно, так как в этом случае происходит интенсивный износ верхней части выступов плашек.
Инструмент работает следующим образом. Одна плашка 1 (неподвижная) укрепляется на станину накатного станка (на фиг. не показано), а другая плашка 1 (подвижная) - на ползун станка, причем плашки обращены друг к другу рабочими поверхностями 4 и между ними образован зазор, близкий к внутреннему диаметру резьбы изделия. Затем исходная заготовка подается в зазор между рабочими поверхностями 4 плашек 1 и при движении подвижной плашки осуществляется процесс накатывания резьбы. При этом на начальном участке заборной части 5 (фиг.1, 2) в заготовку внедряются выступы 8 плашек 1 с углом наклона α к опорной боковой грани 2, равный (0,88…0,92)β, где β - угла наклона впадин и выступов к боковой опорной грани 2 на калибрующей части 6. На конечном участке заборной части 5 угол α становится равным углу β и соответствует углу подъема винтовой линии по впадинам сформированной резьбы. В результате этого в процессе резьбо-формирования, по мере перемещения заготовки по заборной части 5 угол подъема винтовой линии по впадинам формируемой резьбы остается практически неизменным, что способствует снижению проскальзывания рабочей поверхности инструмента относительно деформируемой заготовки.
Снижение эффекта проскальзывания заготовки относительно рабочей поверхности инструмента, в свою очередь, обеспечивает снижение энергозатрат на процесс резьбоформирования, повышает срок службы плашек и качество резьбы за счет исключения образования задиров и отслоений на поверхности резьбы.
1
1
Разработанный инструмент использовался при изготовлении путевых шурупов по ГОСТ 809-71 с наружным диаметром резьбы - 24 мм, внутренним диаметром - 15 мм и шагом - 12,5 мм. Шурупы изготавливались на многопозиционном автомате-комбайне КА-84 (фирма «Malmedi», Германия) холодной штамповкой за четыре перехода с последующей накаткой резьбы плоскими плашками. Отштампованная заготовка в виде ступенчатого стержня с головкой подавалась в зазор между неподвижной и подвижной плашками резьбонакатного устройства автомата и при движении подвижной плашки осуществлялся процесс накатывания резьбы. При этом использовались плашки, у которых на начальном участке заборной части угол наклона выступов и впадин к опорной боковой грани составлял 10°30. На конечном участке заборной части угол β=11°50, что соответствует углу подъема винтовой линии по среднему диаметру сформированной резьбы. Рабочая поверхность подвижной и неподвижной плашек формировалась фрезерованием на станке с числовым программным управлением. Процесс накатки резьбы на путевых шурупах протекал стабильно, качество изделий соответствовало требованиям нормативно-технической документации.
1
Сравнительный анализ износостойкости инструмента показал, что срок службы разработанной конструкции инструмента выше на 12…15% по сравнению с прототипом, у которого угол наклона чередующихся впадин и выступов к боковым опорным граням по всей длине заборного и калибрующего участках одинаковый и составлял 11°50.