Способ изготовления резьбы на детали

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивной среды. При реализации способа на детали формируют геометрию резьбы и осуществляют ее термомеханическое упрочнение за счет прохождения электрического тока через зону контакта инструмента и детали, установленной с возможностью вращения. При этом при первом ходе инструмента производят термомеханическую отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих боковых поверхностей витков резьбы, а при втором ходе инструмента производят покрытие всего профиля резьбы или отдельных его участков тонким слоем меди, выделенной из медьсодержащего жидкого раствора, который подают в зону термомеханического контакта инструмента и поверхности резьбы. Изобретение позволяет предотвратить водородное изнашивание поверхности резьбы за счет тонкого слоя меди, а также повысить износостойкость и усталостную прочность резьбовых поверхностей детали.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивного износа.

Известны способы изготовления резьбы, позволяющие повысить износостойкость и усталостную прочность / Якушев А.И., Мустаев Р.Х.., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. - М.: Машиностроение, 1979 - 215 с./.

Указанные способы изготовления резьбы не позволяют комплексно производить упрочняющую и отделочно-упрочняющую обработку с закалкой профиля резьбы по всему периметру при одновременном благоприятном расположении волокон металла.

Известен способ изготовления резьбы на деталях (GB 798609, B23G 1/00, 23.07.1958), включающий формирование резьбы резьбообразующим инструментом в виде токоподводящего ролика, ее упрочнение термомеханическим воздействием за счет прохождения через зону контакта ролика и детали электрического тока.

Однако данный способ не позволяет производить комбинированную обработку участков профиля резьбы, подвод электрического тока производится через деталь и инструмент, что не позволяет повысить качество деталей.

Задачей изобретения является повышение производительности и качества резьбовых поверхностей за счет отделочно-упрочняющей обработки поверхностного слоя резьбы и покрытие резьбы тонким слоем меди.

Использование предлагаемого способа изготовления резьбы позволяет повысить износостойкость и усталостную прочность резьбовых поверхностей после формирования геометрии.

Поставленная задача достигается в способе изготовления резьбы на детали, включающем формирование геометрии резьбы, ее термомеханическое упрочнение за счет прохождения через зону контакта инструмента и детали электрического тока, установленной с возможностью вращения, в котором первым ходом инструмента производят термомеханическую отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих боковых поверхностей витков резьбы, а вторым ходом инструмента производят покрытие всего профиля резьбы или отдельных его участков (основания, одной или двух боковых поверхностей) тонким слоем меди, выделенной из медьсодержащего жидкого раствора и подающегося в зону термомеханического контакта инструмента и поверхности резьбы.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

На токарно-винторезном станке модели 1 В62Г производилась обработка резьбы по предлагаемому способу. Резьба М 42×2 нарезалась резцом. Материал детали сталь 45 ГОСТ 1050-88, длина резьбы 60 мм. Инструмент для первого хода изготавливали из твердого сплава Т15К6, затачивали под углом 60 градусов при вершине и радиусом скругления 0,28 мм. Инструменты для второго хода изготавливали также из твердого сплава Т15К6 с углом по боковым поверхностям 60 градусов и возможностью обработки по отдельности боковых поверхностей витков резьбы, основания или полного профиля.

Медьсодержащий жидкий раствор состоит из хлорида меди, эмульсола НГЛ-205, глицерина и воды.

Технологически изготовление резьбы производилось следующим образом.

Установив инструмент по профилю обрабатываемой резьбы и создав надежный контакт в соединении, последовательно производим включение вращения детали и источник электрического тока. Ток большой силы и малого напряжения, сосредоточенный в зоне контакта инструментов с поверхностями резьбы, приводит к мгновенному нагреву поверхностного слоя до температуры 900…1000°С. Использование инструмента, имеющего большую твердость HRA 88…92 и красностойкость 1100°С, по сравнению с обрабатываемым материалом HRC 18…22 позволяет производить отделочно-упрочняющую обработку основания и боковых поверхностей резьбы. Отделочно-упрочняющая обработка приводит к структурным изменениям поверхностного слоя впадины и прилегающей к ней боковых поверхностей с закалкой на твердость 52…54 HRC глубиной до 0,2 мм при сохранении структуры и свойств внутри витка в исходном состоянии. Кроме того приводит к изменению шероховатости и формированию текстуры волокон металла, вытянутой вдоль основания резьбы.

Выполнив первый ход, инструмент заново подводится к началу заходной части резьбы. Производится второй ход. В зависимости от поставленной задачи, контактная поверхность инструмента подготовлена таким образом, чтобы производить нанесение тонкого слоя меди либо на виток резьбы целиком, либо на отдельные участки резьбы. Обработка производится также с подводом электрического тока в зону контакта инструмент - резьба. Медьсодержащий состав подается в зону обработки поливом. В результате второго хода происходит диффузия меди в поверхностный слой резьбы или отдельных ее участков.

Результаты испытаний обработанных таким образом резьбовых поверхностей показали, что усталостная прочность возрастает на 15…30%, износостойкость увеличивается в 2,3…3 раза, прочность на срез резьбы увеличивается на 15…25%, усилие на разрушение стержня на 3…5%. Кроме того, тонкий слой меди предотвращает резьбу от водородного изнашивания.

Способ изготовления резьбы на детали, включающий формирование геометрии резьбы, ее термомеханическое упрочнение за счет прохождения электрического тока через зону контакта инструмента и детали, установленной с возможностью вращения, отличающийся тем, что при первом ходе инструмента производят термомеханическую отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих боковых поверхностей витков резьбы, а при втором ходе инструмента производят покрытие всего профиля резьбы или отдельных его участков тонким слоем меди, выделенной из медьсодержащего жидкого раствора, который подают в зону термомеханического контакта инструмента и поверхности резьбы.