Способ нарезания точных внутренних резьб

 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, нарезанию метрической или упорной резьб на станках с ЧПУ. Способ включает использование комбинированной схемы резания круглым многониточным резцом-гребенкой. Для обеспечения требуемой точности и высокой производительности на первом рабочем ходу срезается максимально допустимая прочностью резца часть высоты профиля по генераторной схеме резания, в то время как следующие за первым чистовые рабочие ходы имеют комбинированную схему резания, при которой лезвия заборной части гребенки работают по профильной схеме и формируют боковые стороны профиля. При этом последние два режущих зуба формируют впадину витка по генераторной схеме вершинами, причем последний зуб является калибрующим и производит зачистку резьбы по профилю. При этом длину вершинной режущей кромки зуба гребенки определяют по приведенной формуле. 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резаньем, в частности к нарезанию резьбы на станках с числовым программным управлением (ЧПУ), и может быть использовано при нарезании как метрической, так и упорной резьбы.

Известен способ нарезания резьбы на станках с числовым программным управлением за несколько последовательных проходов, двумя резцами - черновым и чистовым, имеющими вершинную и боковые режущие кромки и работающими по профильной схеме. По этому способу легче подобрать оптимальные режимы обработки и осуществлять работу оборудования в автоматическом цикле серийного производства (а.с. 1563872, кл. В 23 G 1/00, 1990).

Однако недостатком существующего способа является малая производительность резьбонарезного инструмента и большое количество рабочих ходов.

Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение требуемой точности обработки и высокой производительности при нарезании внутренних резьб на станках с ЧПУ.

Технический результат достигается тем, что в способе нарезания точных внутренних резьб на станках с ЧПУ круглым многониточным резцом - гребенкой используют комбинированную схему резания, а именно на первом рабочем ходу срезается максимально допустимая прочностью резца часть высоты профиля по генераторной схеме, в то время как следующие за первым чистовые рабочие ходы имеют комбинированную схему резания, при которой лезвия заборной части гребенки работают по профильной схеме и формируют боковые стороны профиля, а последние два режущих зуба формируют впадину витка по генераторной схеме вершинами, причем последний зуб является калибрующим и производит зачистку резьбы по профилю, при этом длину вершиной режущей кромки зуба определяют по формуле: a_р = 0,125P - (D_m - D)tgα/2, a_р - длина вершинной режущей кромки зуба гребенки; р - шаг резьбы; D_m - наружный диаметр метчика данного размера; D - номинальный наружный диаметр резьбы; α - угол профиля нарезаемой резьбы.

На фиг.1 - схематично изображен первый (черновой) рабочий ход шестизубой резьбовой гребенкой, на фиг.2 - последующие рабочие ходы.

Предлагаемая комбинированная схема резания позволяет получать на чистовых рабочих ходах стружку прямоугольного сечения толщиной С_z 0,05...0,07 мм и шириной не более 0,15...0,20 мм. Такая стружка легко деформируется, не забивает отверстие, легко выводится из зоны резания, при этом уменьшается сила резания и число рабочих ходов, по сравнению со стандартными схемами обеспечивается более высокое качество резьбы. Срезание припуска гребенкой с 6-ю режущими зубьями, по такой схеме, показана на фиг.1 и фиг.2.

На первом рабочем ходу срезается максимально допустимая прочностью резца часть высоты профиля, при этом схема резания является генераторной (фиг.1). Следующие за первым чистовые рабочие ходы имеют комбинированную схему резания, при которой лезвия заборной части гребенки работают по профильной схеме и формируют боковые стороны профиля, а последние два режущих зуба 5-й и 6-й формируют впадину витка по генераторной схеме вершинами (фиг.2).

Из режущих кромок зубьев гребенки вершина последнего зуба находится в наиболее тяжелых условиях. У нее большая толщина срезаемого слоя и наименьшее отношение ширины стружки к толщине. Ограниченная масса вершины зуба затрудняет отвод тепла от вершинной режущей кромки, вследствие этого ее средняя теплонапряженность значительно выше, чем у зубьев, срезающих стружку по боковым сторонам. Для повышения износостойкости зуба необходимо максимально увеличить длину этой режущей кромки.

Длина прямолинейной режущей кромки на вершинах последнего режущего и калибрующих зубьев рассчитывается из условий обеспечения свободного ввинчивания проходного резьбового калибра при максимальном допустимом износе вершин, который для резцов из быстрорежущей стали соответствует 0,16-0,22 мм на диаметр. На основании этого максимально возможную длину вершинной режущей кромки (фиг.1) можно определить по формуле: a_p = 0,125P - (D_m - D)tgα/2, (1) a_p - длина вершинной режущей кромки зуба гребенки; p - шаг резьбы;
D_m - наружный диаметр метчика данного размера;
D - номинальный наружный диаметр резьбы;
α - угол профиля нарезаемой резьбы.

Ширина площадки а_i для любого из остальных режущих зубьев определяется геометрически (на фиг.1).

Таким образом, комбинированная схема резания позволяет стабильно обеспечить требуемое точностью качество поверхности резьбы и повысить производительность обработки за счет формы режущей части инструмента в комбинации с резьбонарезными циклами станков с числовым программным управлением.

Формула изобретения

Способ нарезания точных внутренних резьб многолезвийным инструментом на токарных станках с ЧПУ, отличающийся тем, что используют комбинированную схему резания круглым многониточным резцом-гребенкой, на первом рабочем ходу которого срезают максимально допустимую прочностью резца часть высоты профиля по генераторной схеме резания, а следующие за первым чистовые рабочие ходы имеют комбинированную схему резания, при которой лезвия заборной части гребенки работают по профильной схеме и формируют боковые стороны профиля, последние два режущих зуба формируют впадину витка по генераторной схеме вершинами, причем последний зуб является калибрующим и производит зачистку резьбы по профилю, при этом длину вершинной режущей кромки зуба гребенки а_р определяют по формуле
а_р= 0,125P-(D_m-D)tgα/2,
где Р - шаг резьбы;
D_m - наружный диаметр метчика данного размера;
D - номинальный наружный диаметр резьбы;
α - угол профиля нарезаемой резьбы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2