RU207213U1

RU207213U1 - Assembly piercing for cutting internal helical grooves in thin-walled cylindrical parts

Info

Publication number: RU207213U1
Application number: RU2021108724U
Authority: RU
Inventors: Вадим Васильевич Куц; Дмитрий Сергеевич Гридин
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2021-10-18

Abstract

Полезная модель относится к обработке металлов резанием, в частности к изготовлению множества внутренних винтовых канавок различного профиля в тонкостенных цилиндрических деталях, где отношение наружного диаметра к толщине стенки находится в диапазоне от 12,5 до 40. Для исключения в процессе обработки совместного координирования инструмента и заготовки режущая пластина крепится на оправке в специальный паз, обеспечивающий необходимые для резания углы установки режущих пластин, за счет контактного взаимодействия которых происходит вращение инструмента вокруг оси. Повышение производительности достигается обработкой сразу нескольких винтовых канавок за один проход инструмента на технологическом оборудовании, реализующем одно поступательное движение подачи.The utility model relates to the processing of metals by cutting, in particular to the production of a plurality of internal helical grooves of various profiles in thin-walled cylindrical parts, where the ratio of the outer diameter to the wall thickness is in the range from 12.5 to 40. To exclude joint coordination of the tool and the workpiece during machining The cutting plate is mounted on a mandrel in a special groove, which provides the angles of installation of the cutting plates necessary for cutting, due to the contact interaction of which the tool rotates around the axis. An increase in productivity is achieved by machining several helical grooves at once in one pass of the tool on technological equipment that implements one translational feed movement.

Description

Полезная модель относится к обработке металлов резанием, в частности к изготовлению множества внутренних винтовых канавок различного профиля в тонкостенных цилиндрических деталях, где отношение наружного диаметра к толщине стенки находится в диапазоне от 12,5 до 40.The utility model relates to the processing of metals by cutting, in particular to the manufacture of a plurality of internal helical grooves of various profiles in thin-walled cylindrical parts, where the ratio of the outer diameter to the wall thickness is in the range from 12.5 to 40.

Известен инструмент для нарезания продольных или винтовых канавок на внутренней цилиндрической поверхности (RU 2630914 C1 МПК B23B 41/02), по которому обработка винтовых канавок производится за счет использования двухпроходной обработки сборной резцовой головкой, которая имеет конусную поверхность для возможности регулирования вылета резцов.Known tool for cutting longitudinal or helical grooves on the inner cylindrical surface (RU 2630914 C1 IPC B23B 41/02), according to which the processing of helical grooves is carried out through the use of two-pass processing with a prefabricated cutter head, which has a tapered surface to adjust the overhang of cutters.

Недостатком предложенной конструкции является необходимость в координировании поступательного и вращательного движения для обеспечения заданного угла подъема винтовой канавки. Также в связи с высоким усилием резания требуется использование специализированного оборудования, например протяжные станки с ЧПУ, что не позволяет обрабатывать винтовые канавки на станках, имеющих одно поступательное движение привода исполнительного механизма.The disadvantage of the proposed design is the need to coordinate the translational and rotational movement to provide a given angle of elevation of the helical groove. Also, due to the high cutting force, the use of specialized equipment is required, for example, broaching machines with CNC, which does not allow processing helical grooves on machines with one translational movement of the actuator drive.

Технической задачей является расширение технологических возможностей оборудования реализующего одно поступательное движение исполнительного механизма при нарезании внутренних винтовых канавок с углами подъема спирали (не более 45°).The technical task is to expand the technological capabilities of the equipment that implements one translational movement of the actuator when cutting internal helical grooves with spiral lifting angles (no more than 45 °).

Поставленная задача решается за счет того, что сборная прошивка для нарезания внутренних винтовых канавок в тонкостенных цилиндрических деталях содержит инструментальный стержень в виде оси, на которую установлены режущие оправки, разделенные между собой центрирующими втулками, в корпусе каждой оправки имеются отверстия под цилиндрические штифты и пазы для режущих пластин, кроме того перед каждой режущей оправкой установлена центрирующая втулка с режущей частью, предназначенной для удаления заусенцев, кроме того установленные на инструментальный стержень оправки и центрирующие втулки соединяются в единый блок, имеющий возможность свободного вращения относительно инструментального стержня, фиксируемый в осевом направлении на инструментальном стержне при помощи шайб и гаек, а режущие пластины установлены под углом равным углу нарезаемой винтовой канавки, но не более 45 градусов.The problem is solved due to the fact that the prefabricated piercing for cutting internal helical grooves in thin-walled cylindrical parts contains a tool rod in the form of an axis, on which cutting mandrels are installed, separated by centering bushings, in the body of each mandrel there are holes for cylindrical pins and grooves for inserts, in addition, in front of each cutting mandrel, a centering sleeve is installed with a cutting part designed to remove burrs, in addition, the mandrels and centering sleeves installed on the tool bar are connected into a single block that can freely rotate relative to the tool bar, fixed in the axial direction on the tool the rod using washers and nuts, and the cutting plates are set at an angle equal to the angle of the screw groove being cut, but not more than 45 degrees.

На фиг. 1 общий вид прошивки, фиг. 2 - режущая оправка а) изометрия вид спереди; б) изометрия вид сзади; фиг. - 3 вид сборной прошивки с торца; фиг. 4 - вид сборной прошивки спереди.FIG. 1 general view of the firmware, Fig. 2 - cutting mandrel a) isometric front view; b) isometric rear view; fig. - 3rd type of prefabricated firmware from the end; fig. 4 is a front view of the assembled firmware.

На фиг. 1 изображена сборная прошивка для нарезания внутренних винтовых канавок в тонкостенных цилиндрических деталях, содержащая инструментальный стержень в виде оси 1, с установленными на нее поворотными режущими оправками 3 в корпусе которых установлены режущие пластины 6 зафиксированные при помощи винтов 9. Для повышения жесткости конструкции в корпусе оправок имеются отверстия 10, 11 под соединительные штифты 4, выполняющие также роль углового координирования режущих оправок между собой и обеспечивающие равный угловой шаг нарезаемых винтовых канавок. Для предотвращения межосевого смещения оправок в процессе обработки перед каждой режущей оправкой устанавливается центрирующая втулка 2, которая соединяется с корпусом режущей оправки посредством штифтов 5, и имеющая режущую часть для снятия заусенцев. Установленные на инструментальный стержень 1 оправки 3 и центрирующие втулки 2 и хвостовик 12 соединяются в единый блок, имеющий возможность свободного вращения относительно инструментального стержня, и фиксируемый в осевом направлении на инструментальном стержне при помощи шайб 7 и гаек 8.FIG. 1 shows an assembled piercing for cutting internal helical grooves in thin-walled cylindrical parts, containing a tool rod in the form of an axis 1, with rotary cutting mandrels installed on it 3, in the body of which cutting plates 6 are installed, fixed with screws 9. To increase the rigidity of the structure in the body of the mandrels there are holes 10, 11 for connecting pins 4, which also play the role of angular coordination of the cutting mandrels with each other and provide an equal angular pitch of the cut helical grooves. To prevent inter-axial displacement of the mandrels during machining, a centering sleeve 2 is installed in front of each cutting mandrel, which is connected to the body of the cutting mandrel by means of pins 5, and has a cutting part for deburring. Installed on the tool rod 1, the mandrel 3 and the centering bushings 2 and the shank 12 are connected into a single block that can freely rotate relative to the tool rod, and is fixed in the axial direction on the tool rod using washers 7 and nuts 8.

На фиг. 2 изображена режущая оправка 3, имеющая центральное отверстие для её установки на инструментальный стержень 1, пазы 13 под режущие пластины 6 выполненные под углом равным углу подъема спирали нарезаемой винтовой канавки, резьбовые отверстия 14 для крепления режущих пластин, и отверстия 10, 11 для соединительных штифтов 5.FIG. 2 shows a cutting mandrel 3, which has a central hole for its installation on a tool rod 1, grooves 13 for cutting inserts 6 made at an angle equal to the angle of rise of the spiral of the cut helical groove, threaded holes 14 for fastening cutting inserts, and holes 10, 11 for connecting pins 5.

Сборная прошивка работает следующим образом, в зажимное устройство станка устанавливают цилиндрическую оболочку, напротив которой соосно устанавливается сборная прошивка. При рабочем ходе прошивки режущие зубья 6 первой оправки 3 входят в контакт с внутренней поверхностью заготовки, осуществляя процесс резания, при котором, вследствие взаимодействия передней поверхности наклонных зубьев 6 оправки 3 с обрабатываемым материалом, возникает крутящий момент от действия силы резания, приводящий к повороту всего блока оправок, относительно инструментального стержня на величину, пропорциональную шагу нарезаемой винтовой и величине рабочего хода инструмента. Суммарная длина каждой оправки 3 с направляющей втулкой 3 назначается равной длине поверхности заготовки, на которой осуществляется нарезание винтовых канавок, что позволяет обеспечить одновременную работу зубьев лишь одной оправки. После окончания обработки сборная прошивка извлекается из рабочей зоны по нарезанным винтовым канавкам.The assembled piercing works as follows, a cylindrical shell is installed in the clamping device of the machine, opposite which the assembled piercing is coaxially installed. During the working stroke of the piercing, the cutting teeth 6 of the first mandrel 3 come into contact with the inner surface of the workpiece, carrying out the cutting process, in which, due to the interaction of the front surface of the inclined teeth 6 of the mandrel 3 with the workpiece, a torque arises from the action of the cutting force, leading to the rotation of the entire block of mandrels, relative to the tool rod by an amount proportional to the pitch of the screw to be cut and the size of the working stroke of the tool. The total length of each mandrel 3 with a guide sleeve 3 is assigned equal to the length of the surface of the workpiece, on which the cutting of helical grooves is carried out, which makes it possible to ensure the simultaneous operation of the teeth of only one mandrel. After finishing the processing, the prefabricated firmware is removed from the working area along the cut screw grooves.

Инструмент позволяет обрабатывать множество винтовых канавок за один проход инструмента на оборудовании с одним поступательным движением исполнительного механизма. За счет использования нескольких режущих оправок достигается уменьшение силы резания.The tool allows many helical grooves to be machined in a single tool pass on equipment with one linear actuator motion. By using several cutting mandrels, a reduction in cutting force is achieved.

Преимуществом данного способа является то, что вращение инструмента в процессе обработки происходит за счет контактного взаимодействия инструмента и заготовки, тем самым, исключая необходимость в применении механизмов и устройств, обеспечивающих принудительное вращение инструмента на угол подъема винтовой линии. Также обработка по данному способу может осуществляться и в обратной последовательности, когда инструмент закреплен неподвижно, а заготовка при поступательном движении вращается под действием сил резания.The advantage of this method is that the rotation of the tool during machining occurs due to the contact interaction of the tool and the workpiece, thereby eliminating the need for the use of mechanisms and devices that provide forced rotation of the tool at the angle of elevation of the helix. Also, processing according to this method can be carried out in the reverse order, when the tool is fixed stationary, and the workpiece rotates during translational movement under the action of cutting forces.

Предлагаемая конструкция сборной прошивки для нарезания внутренних винтовых канавок в тонкостенных деталях позволит расширить технологические возможности оборудования реализующего одно поступательное движение исполнительного механизма при нарезании внутренних винтовых канавок с малыми углами (не более 45°) подъема спирали.The proposed design of the prefabricated piercing for cutting internal helical grooves in thin-walled parts will expand the technological capabilities of the equipment that implements one translational motion of the actuator when cutting internal helical grooves with small angles (no more than 45 °) of spiral rise.

Claims

Assembled piercing for cutting internal helical grooves in thin-walled cylindrical parts, containing a tool rod in the form of an axis, on which cutting mandrels are installed, separated by centering bushings, characterized in that holes for cylindrical pins and grooves for cutting plates are made in the body of each mandrel, while on each of the mentioned centering sleeves there is a cutting part designed to remove burrs, the mandrels mounted on the tool rod and the centering sleeves are connected into a single block made with the possibility of free rotation relative to the tool rod and fixed in the axial direction on the tool rod by means of washers and nuts, while the cutting plates are set at an angle equal to the helix rise angle of the cut internal helical groove, but not more than 45 degrees.