Устройство для нарезания внутренних резьб с помощью ультразвука
Авторы патента:
Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Устройство содержит шпиндельный узел с каналом, предназначенным для размещения изогнутого метчика, и установленный соосно ему механизм подачи заготовок. Для повышения качества нарезаемой резьбы, увеличения производительности и стойкости метчиков механизм подачи заготовок выполнен в виде ползуна-волновода, снабженного ультразвуковым преобразователем на одном конце и толкателем - на противоположном, при этом толкатель выступает в качестве трансформатора скорости ультразвуковых колебаний. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к устройствам для нарезания и накатки внутренней резьбы в гайках метчиками, и может быть применено в машиностроении.Известны устройства для нарезания резьб посредством ультразвука, выполненные в виде волновода, в осевом отверстии которого расположен хвостовик метчика, связанный посредством крепежного элемента и снабженный поджимаемым к торцу волновода буртиком для акустического контакта между ними.Известно устройство для нарезания внутренних резьб посредством ультразвука по а.с. №394171, МПК В 23 G 1/16, опубл. 22.08.1973 г., бюл. №34, в котором хвостовик метчика крепится к волноводу акустической системы ультразвукового преобразователя.Общим недостатком всех приведенных устройств является невозможность их использования в автоматическом режиме в силу применения метчиков с прямым хвостовиком, прикрепленных к волноводу акустической системы. Ультразвуковые колебания в известных устройствах накладываются на метчик. При этом в процессе нарезания резьбы усилие резания изменяется по мере углубления метчика в отверстие, так и на выходе заборного конуса метчика из сквозного отверстия и при его вывертывании, в соответствии с этим для получения качественной резьбовой поверхности и стойкости инструмента должна изменяться соответственно и амплитуда колебаний метчика. Для соблюдения этого условия требуется наличие дополнительного регулировочного устройства амплитуды колебаний метчика.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является гайконарезной автомат по а.с. №1419835, МПК B 23 G 1/16, опубл. 30.08.88. бюл. №32, в котором изогнутый метчик размещен в шпиндельном узле, механизм подачи заготовок выполнен в виде толкателя, в котором установлена с возможностью осевого перемещения втулка.В известном устройстве применяется механизм центрирования заготовки относительно втулки, который размещен во втулке и выполнен в виде пяты с осевым внутренним конусом. Пята вращается вместе с метчиком в процессе резания, что неизбежно приводит, как любую вращающуюся деталь, к постепенному износу, забиванию смазкой и стружкой. Образующаяся в процессе резки стружка удаляется из зоны резания через наружные осевые пазы (канавки) на сплошном теле пяты и через осевое окно толкателя, тем самым отвод стружки затруднен. Механизм нарезки резьбы принципиально не отличается от традиционных классических схем и поэтому качество резьбы, стойкость метчика и производительность не изменяются.Технической задачей изобретения является повышение качества нарезаемой резьбы, увеличение производительности и стойкости метчиков.Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для нарезания внутренних резьб, включающем шпиндельный узел с размещенным в нем изогнутым метчиком, механизм подачи заготовок, установленный соосно метчику, выполнен в виде ползуна-волновода, снабженного ультразвуковым преобразователем на одном конце и толкателем - на противоположном, при этом толкатель является элементом трансформатора скорости ультразвуковых колебаний.На чертеже показан общий вид описываемого устройства.Устройство содержит шпиндель 1 с каналом, в котором размещен изогнутый метчик 2, питатель 3, который обеспечивает подачу заготовок-гаек 4 в зону резания. Метчик центрируется относительно канала шпинделя при помощи надетых на него гаек. Соосно метчику установлен ползун-волновод 5, на одном конце которого закреплен ультразвуковой преобразователь 6, а на другом - толкатель 7, выполненный в виде пустотелого цилиндра со сквозными осевыми отверстиями для отвода стружки.Ползун служит волноводом акустической системы, а толкатель выполняет функции трансформатора скорости ультразвуковых колебаний. Длина ползуна с толкателем выбрана таким образом, что на свободном конце толкателя находится пучность стоячей волны ультразвуковых колебаний, возбуждаемых ультразвуковым (акустоэлектрическим) преобразователем. Данный режим работы акустической системы позволяет возбуждать колебания заготовки-гайки необходимой амплитуды и усилия прижима на резонансной частоте.Устройство работает следующим образом.Заготовка-гайка 4 из питателя 3 поступает в зону резания. Далее толкатель 7, совершающий возвратно-поступательные движения, поджимает заготовку к вращающемуся метчику 2 и надвигает ее на заборную часть метчика. Происходит процесс нарезки резьбы за счет прохождения заготовки-гайки через вращающийся метчик, далее в корзину с готовыми гайками. В зону резания подводится смазочно-охлаждающая жидкость.Во время работы устройства толкатель возбуждает в заготовке-гайке ультразвуковые колебания от преобразователя 6 через ползун-волновод 5. При этом за счет колебаний заготовки-гайки уменьшается величина крутящего момента, действующего на метчик, устраняются заклинивание и поломка метчика, улучшаются условия смазки и охлаждения режущих кромок метчика, происходит дробление стружки и улучшение условий ее эвакуации из зоны резания, очищаются режущие кромки метчика от налипшей стружки, а также происходит самоцентрирование заготовки-гайки.Известно, что работа при резании металла затрачивается, главным образом, на пластическую деформацию срезаемого слоя и на внешнее трение на рабочих гранях инструмента. Ультразвуковые колебания, сообщаемые режущему инструменту или заготовке-гайке, оказывают значительное влияние на обе составляющих работы резания: создаваемые ими знакопеременные напряжения ускоряют движение и образование дислокации, обеспечивая возникновение пластической деформации при более низких напряжениях, а циклические перемещения контактных поверхностей вызывают периодический поворот векторов сил трения на рабочих гранях инструмента, значительно уменьшающий сопротивление сходу стружки и облегчающий процесс стружкообразования.Вибрирующая с ультразвуковой частотой заготовка-гайка надвигается на заборную часть метчика и колебания заготовки-гайки способствуют центрированию ее относительно оси метчика.Толкатель также вызывает кавитацию смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и очистку поверхности метчика кавитирующей СОЖ от налипшей стружки.ПримерНа гайконарезном автомате модели МН-62 на один ручей был установлен ползун-толкатель с ультразвуковым преобразователем.Изготавливали гайки М10.6Н по ГОСТ 5915-70 из стали 10 по ТУ 14-178-387-2000 со смазочно-охлаждающей жидкостью МР-7У по ОСТ 38.01.445-88 с метчиками М10 по ГОСТ 6951-71 (производства г. Владивосток).Результаты испытаний сведены в таблицу.
В результате проведенных промышленных испытаний определено, что сообщение ультразвуковых колебаний заготовке-гайке через ползун-толкатель приводит к повышению стойкости метчиков в 3,9 раза и увеличению производительности гайконарезного автомата до 36,7% при улучшении качества резьбы до 5Н.Формула изобретения
Устройство для нарезания внутренних резьб с помощью ультразвука, содержащее шпиндельный узел с каналом, предназначенным для размещения изогнутого метчика, и установленный соосно ему механизм подачи заготовок, отличающееся тем, что механизм подачи заготовок выполнен в виде ползуна-волновода, снабженного ультразвуковым преобразователем на одном конце и толкателем на противоположном, при этом толкатель выступает в качестве трансформатора скорости ультразвуковых колебаний.РИСУНКИ
Рисунок 1PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(73) Новое наименование патентообладателя:Открытое акционерное общество "Северсталь-метиз" (RU)
Адрес для переписки:162610, Вологодская обл., г. Череповец, ул. 50-летия Октября, 1/33, ОАО "Северсталь-метиз"
Извещение опубликовано: 27.06.2010 БИ: 18/2010
Похожие патенты:
Гайконарезной автомат // 2229963
Изобретение относится к области станкостроения, механизмам центрирования гайконарезных автоматов
Автоматизированный резьбонарезной шпиндель // 2069608
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в составе многошиндельных резьбонарезных станков и автоматических линий для нарезания резьб метчиками, а также автономно как переносной инструмент
Устройство для нарезания резьбы // 2053059
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для нарезания резьбы, и может быть использовано для нарезания резьбы в глухих и сквозных отверстиях
Устройство для нарезания резьбы метчиком // 2022731
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при формировании резьбы в деталях с плоскопараллельными поверхностями, в том числе и несимметричной формы
Резьбовой копир металлорежущего станка // 2005021
Гайконарезной автомат // 1815032
Резьбонарезной станок // 1750876
Резьбонарезной автомат // 1696194
Изобретение относится к обработке металлов резанием,и может быть использовано для нарезания резьбы в отверстиях различных деталей
Резьбонарезная головка // 1690979
Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к резьбонарезным устройствам, и может быть использовано для нарезания резьбы метчиками
Способ нарезания внутренних резьб осевым инструментом с наложением ультразвуковых колебаний // 2252843
Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием на операциях обработки резьбовых отверстий в заготовках из различных материалов осевым инструментом, в частности, при резании глубоких резьб метчиками малого диаметра (1-6 мм)
Изобретение относится к области машиностроения, обработке металлов лезвийным инструментом с применением смазочно-охлаждающих жидкостей
Устройство содержит источник колебаний и волновод. Волновод выполнен в виде гибкого стального витого металлорукава, плотно заполненного рядом керамических шариков с лунками, при этом одним концом волновод жестко соединен с источником колебаний, а свободный конец волновода связан с вильчатым прихватом для закрепления заготовки. Устройство может быть снабжено толкателем, установленным на свободном конце волновода, а шарики волновода могут быть выполнены с переменным диаметром и глубиной лунки, с увеличением их в сторону источника колебаний. Технический результат: расширение функциональных возможностей и повышение мобильности устройства за счет создания независимой от заготовки и метчика системы подвода ультразвуковых колебаний. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Способ состоит в том, что используют инструмент, содержащий выдавливающую часть с клиновыми инденторами, соединенную с возможностью относительного вращения с метчиком, к калибрующей части которого примыкает бесканавочный участок. При этом осуществляют давление метчиком на выдавливающую часть и при ее осевом перемещении инденторами выдавливают прорези, образующийся грат срезают режущей частью метчика. После врезания в заготовку бесканавочного участка устраняют осевое воздействие на метчик, и нарезание резьбы осуществляют путем его самозатягивания в заготовку по сформированному в процессе нарезания резьбы резьбовому соединению между резьбовой частью и заготовкой. В стружечные канавки перед бесканавочным участком метчика подают сжатый воздух, а отверстие заготовки периодически перекрывают со стороны выдавливающей части. Выдавливающая часть выполнена в виде втулки, например, из магнитного материала. Число витков резьбы бесканавочного участка определено по приведенной формуле. Достигается расширение технологических возможностей при нарезании крупной резьбы в глубоких отверстиях заготовок из пластичных материалов, повышение точности нарезаемой резьбы, производительности обработки, ресурса инструмента и снижение затрат мощности на резание. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Способ включает использование инструмента, содержащего выдавливающую часть, выполненную в виде диска, установленного на хвостовике с возможностью вращения и прилегающего к зубьям режущей части, на наружной поверхности которого расположены инденторы для нанесения стружкоразделительных канавок и канавки для размещения грата, к калибрующей части примыкает полая бесканавочная часть с резьбой, аналогичной резьбе режущей части на наружной поверхности, и с элементом крепления отсасывающего устройства, в диске напротив стружечных канавок выполнены отверстия диаметром меньше ширины зубьев режущей части, а диаметр отверстия бесканавочной части превышает диаметр сердцевины калибрующей части и открывает ее стружечные канавки. При этом в отверстии заготовки выдавливают стружкоразделительные канавки, после врезания бесканавочной части тянущее усилие снимают и осуществляют обработку самозатягиванием, срезанный режущей частью грат вместе со стружкой отсасывают через отверстие бесканавочной части под воздействием воздушно-охлаждающей смеси, проходящей через отверстия диска, а вращение инструмента периодически останавливают и совмещают отверстия в диске со стружечными канавками для их продувки. Достигается расширение технологических возможностей при нарезании крупной резьбы в глубоких отверстиях. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
