HU189781B - Self-cutting thread inset - Google Patents

Description

A találmány tárgya önvágó menetbetét, T emelkedésű külső menettel,· tengelyirányban kiterjedő és a menet tengely re merőlegesen húzódó vágóhoronnyal és egy bekezdő résszel a menetbetét behajtóvégén, amely menetbetét egy munkadarab simafalú befogadó furatába behajtható, miközben a vágóhorony menetprofilja a befogadó furatba belső menetet vág.

Az ilyen típusú menetbetétek nagy terhelésnek kitett, kopásálló és vibiációtú'rő csavarkötések létesítésére szolgálnak olyan kisebb nyírósztlárdságú mun-, kadaraboknál, amelyek például könnyűfémötvözetekből, öntöttvasból, sárgarézből, bronzból, nemvastémekbol, műanyagokból vagy- kemény fa ból vannak. Ezek a menetbetétek általában egy belső menettel vannak ellátva, amelybe csavart lehet becsavarozni. Ismert azonban olyan megoldás is, ahol az ilyen menetbetétek menetes csappal rendelkeznek, amely kiáll a munkadarab befogadó furatából.

Az ilyen típusú menetbetétekkel szemben támasztott követelmény, hogy becsavarozott állapotban viszonylag nagy kicsavarasi nyomatékkel és kihúzási szilárdsággal rendelkezzenek.

Például egy 10 mm külső nienetátmérőjö menetbetét esetében valamely puha alapanyagú munkadarab befogadó furatátmérőjének 8,6-8,8 mm között kell lennie, míg keményebb, ridegebb munkadaraboknál a furatátmérőnek 8,9-9,2 mm között kell lennie. Ha egy ilyen menetbetét hossza 14 mm, a befogadó furatnak legalább 17 mm mélynek kell lennie. A bekezdő rész kb. 4,5 mm hosszú, míg a vágóhorony kb. 7 mm mélységű.

Kitűnt azonban, hogy ezeknél az önvágó menetbetéteknél a be- és kicsavarási nyomaték, valamint a kihúzási szilárdság viszonylag széles tartományban variálódik és nagyon gyakran nem érik el a kívánt értékeket. A kihúzási szilárdság lényegében lineáris összefüggésben áll a-betét vágóhorony által át nem. vágott hengeres részének hosszával. A bemart horony és a bekezdő részen lelapított menetprofil miatt a' menetbetétnek ez a tartománya vagy nem, vagy csak jelentéktelen mértékben járul hozzá a kihúzási szilárdsághoz.

A kicsavarási nyomaték lényegében attól függ, hogy a betét milyen mélyen vágja a belső menetet a befogadó furatba. Egy teljes mélységben bevágott menet ugyanis csekély súrlódást hoz létre a betét hengeres részén lévő külső menet és a belső menet 1. zott, ezáltal csupán egy kismértékű kicsavarási nyomaték adódik. A szükségesnél kevésbé bevágott belső menet esetén viszont a betét megszorul a becsavarás során és aztán egyáltalán nem lehet tovább becsavarni a befogadó furatba. Optimális bevágási mélységet úgy érhetünk el, ha a vágóhorony lényegesen mélyebb, mint a bekezdő rész hossza, hogy minél több teljesen kiképzett menetprofil legyen a vágóhornyon a betét hengeres részének tartományában. A kicsavarási nyomaték azonban ezáltal kisebb lesz a kívánatosnál. Emellett a mély vágóhorony következtében a kihúzási szilárdság is csökken.

Az ismert menetbetéteknél a külső menet futása teljesen véletlenszerű, a vágóhorony helyzetéhez képest. A vágóhorony vágóélprofilja tehát menetbetétről menetbetétre különbözik egymástól. Az eltérő vágóélprofilokból adódóan egyrészt különböző becsavarási nyomatékok adódnak, másrészt mindenkor azonos bekezdő rész és vágóhoronymélység mellett is különböző számú teljes menetprofil adódik a vágóhorony hosszában, ezáltal pedig különféle be- és kicsavaidsi nyomatékok adódnak. A, gyakorlatban azonban biztosítani kell, hogy legkedvezőtlenebb esetben is elegendő számú teljes menetprofil keletkezzék, hogy a betét a becsavarásnál ne szoruljon. Ugyanezen okból készítik a vágóhomyok tulajdonképpen mélyebbre, mint amennyire eredetileg szükséges volna. így csökken az átlagos kicsavarási nyomaték és a kihúzási szilárdság, amelyeknek értékei egyébként is relatív széles skálán mozognak.

Mindezeken felül az ismert menetbetéteknél az eltérő vágóprofilok eltérő vágótualjdonságokat is ad-, nak. Annak érdekében, hogy legkedvezőtlenebb esetben is kielégítő vágóképességet érhessünk el, a bekezdő részt viszonylag hosszúra kell méretezni.

Az ismert menetbetétek esetében így a bekezdő rész viszonylag hosszan, a vágóhorony pedig viszonylag mélyre van kiképezve. Egy gyakorlatilag a vágóhorony és a bekezdő rész túlméretezését jelenti, miáltal a menetbetétek összességében hosszabbak, mint ahogy tulajdképpen szükséges lenne. A hosszú és ezzel együtt lapos bekezdő résznek néhány munkadarabnál így az a következménye, hogy a menet be tét nem bevágja, hanem beőrli magát a befogadó furatba.

A menetbetét valamely munkadarabba való kifogástalan kötő illeszkedésének előfeltétele továbbá a menetbetét külső menete és a menetbetét által a befogadó furatba vágott belső menet közötti játékmentes illeszkedés. Ezt a játékmentes kötő illeszkedést az eddigiekben szokványos menetbetétekkel nem lehetett mindig elérni. Előfordult, hogy a menetbetét által a befogadó furatba vágott belső menet túl nagy lett, ami azt jelenti, hogy a menetbetét csak lazán illeszkedik a befogadó furatba és könnyen kicsavarható. Hogy a menetbetét túl nagy belső menetet vág a befogadó furatba, annak az az oka, hogy a vágóhorony alján levő külső menetnél sorjaképződés jelentkezik.

Az ismert menetbetéteknél a vágóhorony alapja a derékszöget képez a menetbetét tengelyével. A vágóhornyot marással alakítják ki. Ha a vágóhorony alja a külső menet menetoldalának csak egy részét hagyja meg ill. vágja ki, akkor a marószerszám és a menetbetét közötti nyomás következtében a visszamaradó részmenetprofil a menetprofil szomszédos alapjába piéselődik ill. hajlik bele. Egy ilyen menetalapba beékelődött részprofil azután a menetbetétnek a befogadó furatba történő becsavarása során további anyagot vág ki a befogadó furat falából.

A találmány által megoldandó feladat tehát olyan menetbetét kialakítása, amelynél a be- és kicsavarási nyomaték lehetőség szerint állandó marad, lehetőleg nagy kicsavarási nyomatékot és kihúzási szilárdságot biztosít és ez a menetbetét viszonylag rövid idő alatt kiképezhető.A kitűzött feladatot a bevezetőben említett típusú menetbetétnél azáltal oldjuk meg, hogy a külső menet kezdete behajtóvég homlokfelületén a vágóhoronyhoz képest mindig lényegében azonos helyzetű.

A találmány értelmében előnyös, ha a vágóhorony kb. ugyanolyan mély, mint a bekezdő rész hossza. Előnyös továbbá, ha a horonyalap a menetbetét tengelyére merőleges síkhoz képest ferdén van kialakítva, amely dőlés szög x-szer T-vel egyenlő, ahol x = 0,5j 1,5 2,5 ..., T pedig a menetemelkedés mértéke, és a horonyalap a külső menetet kb. a menetalap és a menetcsúcs között metszi, így a horonyalapon legalább a külső menet fél menetprofilja megmarad. A

189.781 találmány értelmében ugyancsak előnyös, ha a horonyalap dőlése a külső menet emelkedésének irányába esik. Végül a mindenkori célnak megfelelően célszerű lehet, ha a bekezdő rész dombonian vagy homoriian van kiképezve.

A találmány részletesebben kiviteli példák kapcsán a csatolt rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra egy részint metszetben ábrázolt, belső menettel ellátott menetes hüvely (menetbetét) oldalnézete, a 2. ábra egy vágóéi nézete, a 3. ábra egy további vágóéi nézete, a 4. ábra egy menetes hüvely (menetbetét) oldalnézete, a bekezdő rész egyik lehetséges kiviteli alakjával, az, 5. ábra egy további menetes hüvely (menetbetét) oldalnézete, a bekezdő rész egy másik lehetséges kiviteli alakjával, míg a 6. ábra· egy horony tartományban elmetszett menetes hüvely tüntet fel.

Az 1. ábra szerinti, hengeralakú menetes hüvelyként kialakított találmány szerinti menetbetétnek 1 külső menete van. A menetbetét belsejében 2 belső menet van kialakítva. A menetbetét behajtó vége egy rajta átmenő 3 vágóhoronnyal van ellátva. Emellett a menetbetét behajtó végén 4 bekezdő rész van kialakítva. Ha ezt a menetes hüvelyként kialakított menetbetétet egy sima falú furatba csavarjuk be, akkor az 1 külső menet 3 vágóhorony által metszett menetoldalai vágóéiként hatnak és a befogadó furatba belső menetet vágnak. A menetbetét 5 hosszúsága a 3 vágóhorony mélységének megfelelően tehát menetvágó funkcióval rendelkezik, azonban kevéssé járul hozzá a menetbetét befogadó furatban való rögzüléséhez. Ehhez a rögzüléshez elsősorban a menetbetét maradék 6 hossza meghatározó.

Az ismert menetbetéteknél a 3 vágóhorony helyzete az 1 külső menethez ill. az ennek 7 homlokoldalán levő menetkezdci :cz viszonyítva nincs pontosan meghatározva. Az ebből adódó eltérő vágóélprofilok a 3 vágóhorony tartományában a 2. és 3. ábrákon kerülnek bemutatásra. .

A 2. és 3. ábra az 1. ábra szerinti 8 horonyfelületet mutatja be. Amikor a menetbetétet a befogadó furatba becsavarozzuk, a 8 horonyfelület által metszett külső menetprofil szolgál vágóélprofilul. Ugyanez áll fenn diagonálisan szemben elhelyezkedő horonyfelület esetében is.

A 2. ábrának megfelelően tételezzük fel, hogy egy 9 menetcsúcs a 7 homlokfelúlethez képest egy 1/4-es menetemelkedéseltérést mutat Mint ahogy a 2. és 3. ábrák összevetéséből világosan kitűnik, a fentiek által egymástól teljesen eltérő vágóélprofilok keletkeznek. Ezek az eltérő vágóélprofilok különböző becsavarási nyomatékot és különféle vágótulajdon Ságokat eredményeznek. A most bemutatandó találmány abból indul ki, hogy az 1 külső menet és a 3 vágóhorony egymáshoz viszonyított helyzetét mindenkor egyértelműen meghatározza, ami által elérhetővé válik, hogy a menet betéteknél pl. csak a 2. ábra szerinti vágóélprofil, vagy' estik a 3. ábra szerinti vágóélprofil alakuljon ki Azt, hogy a vágóélprofilok melyike kedvezőbb, a munkadarab alapanyagának jellege dönti el, tehát az, hogy minek a befogadó furatában kell a menetbetétet elhelyezni.

A 8 horony felülettel mindenkor átmérő se n szembenfekvő horony feiülettész a maga részéről egy fél menetemelkedéssel eltolva metszi tó a külső menet és az ott kialakuló vágóélprofilt az 1. ábrán pontvonalazva jelöltük.

Ha mindkét diametríkusan egymással szemben fekvő horonyfelület, amely vágóéiként szolgál, mindegyik menetbetétnél ugyanolyan vágóélprofillal rendelkezik, akkor a 3 vágóhoronynak nem kell lényegesen mélyebbnek lennie, mint a 4 bekezdőtész hossza. Ez azt jelenti, hogy a 3 vágóhorony pl. csak egy vagy két menetnyit hatol bele a menetbetét hengeres részébe. Ennélfogva el lehet kerülni azt, hogy túl mély belső menetet vágjunk a befogadó furatba, miáltal növelni tudjuk a tócsavarfsi nyomatékot és a kihúzási szilárdságot. Ezzel egyidejűleg elérhetjük, hogy a menetbetét .5 hosszúsága, amely egyébként kevéssé járul hozzá a kihúzási szilárdság növeléséhez, a legminimálisabb mértékűre redukálható. A menetbetétek ily módon rövidebbek lesznek. A be- és kicsavarási nyomatékok egyidejűleg lényegesen egyenletesebbek lesznek.

Ha egyértelmű helyzetlerendezés áll fenn a 3 zágóhoronyés az. 1 külső menet 7 homlokfelületen ‘evő kezdőpontja között, és ezzel egyértelmű helyzetelrendezés adódik a 3 vágóhorony és az 1 külső menet között is, akkor az is lehetséges, hogy a 4 bekezdőész alakját a nándenkori felhasználási célhoz igazítsuk. A 4. ábrán all bekezdő rész lényegében domboú (konvex) kiképezésű. Ezzel szemben az 5. ábrán rzereplő 12 bekezdő rész lényegileg homorú (konkáv) kialakítású. A mindenkori kedvezőbb forniatipus annak az anyagnak a milyenségétől függ, amelyikl>en a menetbetét elhelyezésre kerül. A 4. ábra szerinti konvex formatípus szerinti konvex formatípue szerinti homorú forma a sprödebb, keményebb munkadaraboknál alkalmazható.

Amennyiben a menetbetétek egymással mindig egyforma vágóélprofillal rendelkeznek, lehetőség nyílik ana, hogy a menetbetéteknek a befogadó furatba v;dó helyezésekor ne kelljen a betekerő szerszámhoz irétységi ütközőket ill. csúszó kupplurigókat alkalmazni. Elegednő, ha a betéteket mindenkor a befogadó furat fölött pozícionáljuk és egy előre meghatározott menetszámmal becsavarjuk. Igy tehát mindig azonos mélységben kerülnek becsavarozásra a betétek és becsavart állapotban egymáshoz viszonyítottan is egyforma kicsavarási nyomatékkai és kiszakftá.;i (kihúzási) szilárdsággal bírnak. Előfeltétel természetesen ehhez az, hogy a befogadó furatok átmérője egyforma legyen.

A következőkben hadd tegyünk említést egy a technika jelenlegi színvonalából adódó fogyatékosságról is. Az ismert menetbetétek esetében a 17horonyalap derékszöget zár be a menetbetét 18 tengelyével. A jobboldali 8 horony felületnél a 17 horonyalap 19 résmenetoldalt vág tó a külső menethez, ami a marónyomás következtében a 3 vágóhorony bemarasakor a külső menet szomszédos 20 menetalapjába belepré «ladik és így túl sok anyagot vág ki a befogadó furat belső falának menetvágásakor annak falából.

Ez a fogyatékosság azáltal kerülhető el, ha a 21 horonyalap nem derékszögben, hanem ferdén van a 18 -engelyhez képest kiképezve, dőlése egyenlő a külső menetiéi T-menetemelkedésével, és a 21 horonyalap az 1 külső menetet a 20 menetalapnál metszi, így a 21 horonyalap párhuzamosan fut az 1 külső menet T-emelkedésből következő dőlési irányával. Így kizárható, hogy mind a jobboldali 8 horonyfelületntl, nind a baloldali 8' horonyfelületnéi részmenetproftl maradjon. A 3 vágóhomyot, így maximum

189.781 olyan tnélyre kell bemaratni, hogy’ a 8 és 8' horonyfelületeknél a 22 menetcsúcsokat a 21’ horonyalap metssze. A 21 ill. 21* horonyalap tehát a merőlegeshez képest ferdén húzódik a menetbetét 18 tengelyéhez képest, ahol ez a ferdeség 0,5 T-t tesz ki, és a 21 ill. 21' horonyalap kb. a 20 menetalap és a 22 menetcsúcs között metszi az 1 külső menetet. A 21 ill, 21' horonyalap dőlése az 1 külső menet T-menetemelkedése irányába esik. Ez a dőlés pl. 1,5 T-t kis kitehet, mint ahogy azt a 23 horonyalapnál is láthatjuk. A horonyalapot további alternatívaként a T-emelkedéssel ellentétes irányban is meg lehet dönteni az. 1 külső menethez képest, mint ahogy azt példaként a 24 horonyalapnál is láthatjuk.

Ha csekély menetemelkedésű 1 külső menettel állunk szemben, akkor ez a dőlés a 21, 23 ill, 24 horonyalapok esetében 2,5 T vagy 3,5 T is lehet. A horonyalap névleges mértékben előnyösen a 21 és 21' horonyalap közötti tartományban húzódik, ahol a gyártási tűrések figyelembevételével a 21 horonyalap a 3 vágóhorony minimális, a 21' horonyalap pedig a maximális horonymélységet jelenti. Ha a horony3lap a 21' horonyalapnak megfelelően hit, akkor a 8 és 8' horonyfelületek mindegyikénél az 1 külső menet egy-egy fél menetprofilja marad vissza. Ez a fél menetprofil ellenáll a maró-forgácsolóerőnek és nem nyomódik bele a szomszédos menetalapba

Claims (6)

1. önvágó menetbetét, T emelkedési külső menettel, tengelyirányban kiterjedő és a menettengelyre merőlegesen húzódó vágóhoronnyal és egy bekezdő résszel a-menetbetét behajtóvégén, amely menetbetét egy munkadarab simafalú befogadó furatába behajtható, miközben a vágóhorony menetprofUja a befogadó furatba belsőmenetetvág, azzal jellég mez ve, hogy a külső menet (1) kezdete a behajtóvég homlokfelületén (7) a vágóhoronyhoz (3) képest mindig lényegében azonos helyzetű, (elsőbbsége:

1982 X11.14.)

2. Az 1. igénypont szerinti menetbetét, azzal jellemezve, hogy a vágóhorony (3) kb. ugyan•J0 olyan mély, mint a bekezdő rész (4, 11, 12) hossza, (elsőbbsége: 1982X11, 14.)

3. Az. 1. igénypont szerinti menetbetét, azzal jellemezve, hogy ahoronyalap (21, 21', 23, 24) a menetbetét tengelyére (8) merőleges síkhoz képest ferdén van kialakítva és dőlése x-szer T-vel

15 egyenlő, ahol x = 0,5, 1,5, 2,5 ... és a horonyalap (21, 21 , 23, 24) a külső menetet (1) kb. a menetalap (20) és a menetcsúcs (22) között metszi, és így a horonyalapon a külső menet (1) legalább egy fél menetprofilja megmarad, (elsőbbsége: 1982.

_?0 XI- 23.)

4. A 3. igénypont szerinti menetbetét, azzal jellemezve, hogy a horonyalap (21, 21', 23) a külső menet (1) menetemelkedésének (T) irányába eső ferdeséggel van kialakítva, (elsőbbsége: 1982. XI. 23.)

25

5. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti menetbetét, azzal jellemezve, hogy a bekedző rész (11) keresztmetszetben konkáv kiképzésű, (elsőbbsége: 1982. XII. 14.)

6. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti menetbetét, azzal jellemezve, hogy a bekezdőrész

30 (12) kersztmetszetben konvex kialakííú (elsőbbsége:

1982. ΧΠ. 14.)