Резьбонакатная головка
Изобретение относится к области обработки металлов давлением без снятия стружки и может быть использовано при накатывании конической резьбы. Устройство содержит корпус, в центральном отверстии которого установлена державка с втулкой, и роликодержатели, в отверстиях которых на осях установлены резьбонакатные ролики. Внутри резьбонакатных роликов размещены шариковые сепараторы. Шариковые сепараторы установлены коаксиально резьбонакатным роликам и выполнены в виде полого цилиндра с отверстиями, в которых с возможностью вращения установлены шарики. На осях между резьбонакатными роликами и роликодержателями расположены пружины. Втулка выполнена в виде усеченной четырехгранной пирамиды с вкладышами на ее гранях. На осях, установленных под углом к державке, выполнены продольные направляющие пазы. Шариковые сепараторы установлены с возможностью передвижения по направляющим пазам и взаимодействия с резьбонакатными роликами. В результате повышается точность накатывания резьбы и надежность работы резьбонакатной головки. 3 ил.
Изобретение относится к холодной обработке металлов давлением без снятия стружки с использованием металлорежущих станков и может быть использовано при накатывании конической резьбы, например, на насосно-компрессорных и бурильных трубах, а также стержнях.
Известна резьбонакатная головка, включающая размещенные в корпусе переднюю и заднюю крышки, упорные ролики, размещенные в пазах корпуса, накатные ролики, смонтированные на эксцентриковых осях, и охватывающую корпус державку (см. патент РФ №2098213, кл. В21Н 3/04, 1997).
Недостатком этого устройства является низкая надежность работы.
Известна резьбонакатная головка, включающая корпус с центральным отверстием, в котором установлена державка с втулкой, роликодержатели с шейками большого и малого диаметра, в отверстиях которых на осях установлены резьбонакатные ролики (авторское свидетельство СССР №967638, кл. В21Н 3/04, 1980).
Однако данное устройство имеет низкую надежность и ограниченные технологические возможности, т.к. резьбонакатные ролики, установленные на эксцентриковых осях, не способны охватить большие углы подъема резьбы из-за небольших величин скосов и отверстий под цапфы осей. При накатывании многозаходных и с крупным шагом резьб с малыми диаметрами, возникают большие радиальные и тангенциальные усилия, способствующие выработке на трущихся поверхностных осях, что влечет за собой изменение диаметра изделия.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является резьбонакатная головка, включающая корпус с центральным отверстием, в котором установлена державка с втулкой, роликодержатели, в отверстиях которых на осях установлены резьбонакатные ролики.
Недостатками данной резьбонакатной головки является низкая точность накатывания резьбы и низкая надежность из-за большой силы трения между резьбонакатными роликами и осями, что влечет за собой увеличение радиальных и тангенциальных составляющих сил. Кроме того, происходит искажение профиля резьбы в начале работы резьбонакатной головки, т.к. она не выдерживает тангенциальных и радиальных составляющих сил.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности работы резьбонакатной головки. Техническим результатом является повышение точности накатывания резьбы и надежности.
Технический результат достигается в резьбонакатной головке, включающей корпус с центральным отверстием, в котором установлена державка с втулкой, роликодержатели, в отверстиях которых на осях установлены резьбонакатные ролики, шариковые сепараторы, установленные коаксиально резьбонакатным роликам внутри них и выполненные в виде полого цилиндра с отверстиями, в которые вставлены шарики с возможностью вращения, и пружины, расположенные на осях между резьбонакатными роликами и роликодержателями, при этом втулка выполнена в виде усеченной четырехгранной пирамиды с вкладышами на ее гранях, на осях выполнены продольные направляющие пазы, а шариковые сепараторы установлены с возможностью передвижения по направляющим пазам и взаимодействия с резьбонакатными роликами, причем оси установлены под углом к державке.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются шариковые сепараторы, их вышеуказанная установка и выполнение, выполнение на осях продольных направляющих пазов и установка осей под углом к державке, выполнение державки в виде усеченной четырехгранной пирамиды с вкладышами, установка пружин, что позволяет повысить точность накатываемой резьбы и надежность работы резьбонакатной головки. Шариковые сепараторы, установленные с возможностью передвижения посредством шариков по направляющим пазам на осях, в процессе работы образуют трение качения с резьбонакатными роликами и осями, за счет этой кинематической 3 связи снижаются осевые усилия. Пружины выполняют функции плавного и с малыми осевыми усилиями возврата резьбонакатных роликов и шариковых сепараторов в исходное положение. Втулка с вкладышами позволяет устранить искажение профиля резьбы в начале работы резьбонакатной головки за счет жесткого схватывания изделием резьбонакатных роликов. Установка осей под углом к державке позволяет получить коническую резьбу.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид резьбонакатной головки, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - сечение В-В фиг.1.
Резьбонакатная головка состоит из корпуса 1 с центральным отверстием 2, в котором установлена державка 3 с втулкой 4, которая выполнена в виде усеченной четырехгранной пирамиды с вкладышами 5 на ее гранях, установленными в пазах 6 обоймы 7, барабан 8, который крепится винтами 9 к корпусу 1. На барабан 8 надевается регулировочное кольцо 10, в отверстиях которых установлены колонки 11 с проставочными втулками 12. К колонкам 11 винтами 13 крепится наружное кольцо 14, в центральном отверстии которого расположена крышка 15. Между регулировочным кольцом 10 и наружным кольцом 14 расположены роликодержатели 16 с шейками 17 и 18, соответственно, большого и малого диаметров. В отверстиях 19 роликодержателей 16 на осях 20 установлены резьбонакатные ролики 21. Роликодержатели 16 шейкой 17 расположены в отверстиях барабана 8, а шейкой 18 - в отверстиях крышки 15. На оси 20 также надеваются шариковые сепараторы 22, которые устанавливаются коаксиально резьбонакатным роликам 21 внутри них, т.е. резьбонакатные ролики 21 надеваются на шариковые сепараторы 22. Шариковые сепараторы 22 выполнены в виде полого цилиндра с отверстиями 23, в которые вставлены шарики 24 с возможностью вращения в них. Отверстия выполнены таким образом, чтобы шарики 24 не выпадали из них, например, с сужением к краям. Между резьбонакатными роликами 21 и шейкой 18 роликодержателей 16 на осях 20 расположены пружины 25. На осях 20 выполнены продольные направляющие пазы 26. Шариковые сепараторы 22 4 установлены с возможностью посредством шариков 24 передвижения по направляющим пазам 26 и взаимодействия с резьбонакатными роликами 21, которые передвигаются вдоль осей 20 вместе с шариковыми сепараторами 22. На державку 3 надевается также упорный подшипник 27. Вкладыши 5 в процессе работы изменяют диаметральное положение в автоматическом режиме.
Резьбонакатная головка работает следующим образом. При осевом перемещении резьбонакатной головки обточенный торец изделия внутренним диаметром надевается на вкладыши 5 до соприкосновения торца изделия с обоймой 7. Обойма 7 совместно с вкладышами 5 вступает в контакт с втулкой 4, изменяя в диаметральном положении размер, и совместно с изделием посредством упорного подшипника 27 получает вращательное движение, продолжая поступательное перемещение. При дальнейшем поступательном движении происходит контакт изделия с резьбонакатными роликами 21, что придает им вращательное движение. Под действием усилия подачи, равного шагу резьбы, происходит захват изделием резьбонакатных роликов 21, которые синхронно с ней начинают вращаться и при воздействии силы трения качения самозатягиванием перемещаются совместно с шариковыми сепараторами 22 по направляющим продольным пазам 26 на осях 20 посредством шариков 24, которые вмонтированы в шариковые сепараторы 22, находясь все время в зацеплении с изделием. При процессе накатывания резьбы до линейного размера на изделии пружины 25, расположенные на осях 20, находятся в сжатом состоянии и при раскрытии резьбонакатной головки работают на растяжение, т.е. возвращают плавно и с малыми осевыми усилиями резьбонакатные ролики 21 вместе с шариковыми сепараторами 22 в исходное положение. Для получения конической резьбы резьбонакатные ролики выполнены цилиндрическими, а для получения цилиндрической резьбы - коническими с установкой осей 20 под одним и тем же углом к державке 3.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность накатывания резьбы и надежность работы резьбонакатной головки, устраняет искажение профиля резьбы в начале работы, уменьшается сила трения и износ осей и резьбонакатных роликов.
Резьбонакатная головка, содержащая корпус, в центральном отверстии которого установлена державка с втулкой и роликодержатели, в отверстиях которых на осях установлены резьбонакатные ролики, отличающаяся тем, что она снабжена шариковыми сепараторами, установленными коаксиально резьбонакатным роликам внутри них и выполненными в виде полого цилиндра с отверстиями, в которых с возможностью вращения установлены шарики, и пружинами, расположенными на упомянутых осях между резьбонакатными роликами и роликодержателями, при этом втулка выполнена в виде усеченной четырехгранной пирамиды с вкладышами на ее гранях, оси выполнены с продольными направляющими пазами и установлены под углом к державке, а шариковые сепараторы установлены с возможностью передвижения по направляющим пазам и взаимодействия с резьбонакатными роликами.
