RU2087237C1

RU2087237C1 - Thread rolling head with flat threading dies for making ultimately fine threads (its variants)

Info

Publication number: RU2087237C1
Application number: RU95108642A
Authority: RU
Inventors: Т.А. Султанов; В.А. Гречишников; И.Б. Алеманова
Original assignee: Московский государственный технологический университет "СТАНКИН"
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU95108642A

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely rolling ultimately fine threads in range of diameters 0,25-2 mm. SUBSTANCE: invention realizes two variants of thread rolling head: head with threading dies having "developed screw"-type working surface and with threading dies having "developed ring"-type working surface. Said threading dies are mounted on sliders. Thread rolling head is provided with mechanism for finely adjusting diameter of thread. In first variant of invention guides for sliders are in the form of two strips whose one ends are mounted with possibility of rotation around cover plate secured to one lateral surface of body and whose other ends are arranged with gap in port of opposite cover plate. Said strips are arranged mutually in parallel in end plane of head. In second variant of invention guides for sliders are identical to said guides of first variant but they are arranged in mutually parallel horizontal planes and inclined by crossing angle almost equal to lead angle of thread. EFFECT: improved design. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов пластической деформацией с помощью резьбонакатных головок (РНГ) на металлорежущих станках, в частности токарной группы. The invention relates to the processing of metals by plastic deformation using thread rolling heads (RNG) on metal cutting machines, in particular a turning group.

Известны РНГ для накатывания резьб с осевой, тангенциальной или радиальной подачей. Все они оснащены комплектом круглых роликов. Недостатком данного технического решения применительно к обработке предельно мелкоразмерных резьб является невозможность обработки головками, работающими с осевой подачей из-за несведения к малому диаметру трехштучного комплекта роликов, а также невозможность обработки головками, работающими с тангенциальной и радиальной подачами из-за изгибной деформации тонкой заготовки. Known RNG for rolling threads with axial, tangential or radial feed. All are equipped with a set of round rollers. The disadvantage of this technical solution in relation to the processing of extremely small threads is the impossibility of machining with heads working with axial feed due to not reducing to a small diameter a three-piece set of rollers, as well as the inability to treat with heads working with tangential and radial feeds due to the bending deformation of a thin workpiece.

Наиболее близким по технической сущности инструментом является резьбонакатная раскрывающаяся головка, содержащая корпус, в котором располагаются плоские накатные плашки с резьбой прямолинейного профиля, прикрепленные к ползунам, подпружиненным друг относительно друга, перемещение плашек ограничено выступами, кольцами с рукояткой, посаженной на хвостовике корпуса. The tool closest in technical essence is a thread rolling drop head containing a housing in which there are flat knurled dies with a straight profile thread attached to sliders spring-loaded relative to each other, the movement of the dies is limited by protrusions, rings with a handle mounted on the shank of the housing.

Недостатком данного технического решения является невозможность использования плоских плашек с рабочей резьбовой поверхностью типа "развернутое кольцо", которые должны располагаться и перемещаться в головке под углом, близким к углу подъема резьбы, отсутствие тонкой регулировки расстояния между плашками, что определяет точность диаметра обработки. The disadvantage of this technical solution is the impossibility of using flat dies with a working threaded surface of the "deployed ring" type, which should be positioned and moved in the head at an angle close to the angle of the thread, the lack of fine adjustment of the distance between the dies, which determines the accuracy of the diameter of the processing.

Целью изобретения является создание конструкции РНГ с плоскими встречнодвижущимися плашками, применение которых не имеет ограничений по минимизации размера обрабатываемого диаметра, допускает использование плашек с рабочей поверхностью как типа "развернутый винт", так и типа "развернутое кольцо", позволяет в регулировочных целях изменение расстояния между плашками. The aim of the invention is to create a design of RNG with flat counter-moving dies, the use of which has no restrictions on minimizing the size of the machined diameter, allows the use of dies with a working surface of both the type of "deployed screw" and the type of "deployed ring", allows for adjustment purposes changing the distance between dice.

Поставленная цель достигается тем, что в корпусе головки, располагающемся соосно обрабатываемой заготовке, устанавливаются две плоские плашки. В одном варианте используются плашки типа "развернутый винт", и двигаются они при накатывании перпендикулярно оси головки. Во втором случае используются плашки типа "развернутое кольцо", и при накатке они перемещаются под углом ω к торцевой плоскости. Тонкая регулировка обрабатываемого диаметра достигается поворотом двух направляющих при помощи центрального коромысла, синхронно поворачивающего эти направляющие, сохраняя их параллельность. Рабочее движение двух ползунов вместе с плашками осуществляется единой винтовой пружиной, два конца которой после закручивания заводятся в соответствующие пазы ползунов. This goal is achieved by the fact that two flat dies are installed in the head housing located coaxially to the workpiece. In one embodiment, “deployed screw” dies are used, and they move when rolling perpendicular to the axis of the head. In the second case, “deployed ring” dies are used, and during knurling they move at an angle ω to the end plane. Fine adjustment of the diameter to be machined is achieved by turning two guides with the help of a central beam, synchronously turning these guides, while maintaining their parallelism. The working movement of two sliders together with the dies is carried out by a single coil spring, the two ends of which, after twisting, are inserted into the corresponding slots of the sliders.

На фиг. 1 изображен продольный разрез РНГ с плашками типа "развернутый винт", на фиг. 2 представлен вид с торца на эту же головку; на фиг.3 вид сверху; на фиг. 4 показан вид сверху на вариант головки, в котором используются плашки типа "развернутое кольцо", на фиг. 5 дано аксонометрическое изображение плашки типа "развернутый винт", на фиг. 6 - плашки типа "развернутое кольцо", на фиг. 7 и 8 показаны схемы регулирования диаметра. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a RNG with “deployed screw” dies; FIG. 2 shows an end view of the same head; figure 3 is a top view; in FIG. 4 shows a top view of an embodiment of a head in which "deployed ring" dies are used; in FIG. 5 is a perspective view of a deployed screw plate; FIG. 6 - dies of the “expanded ring” type, in FIG. 7 and 8 show diameter control circuits.

Резьбонакатная головка содержит корпус 1, на боковых поверхностях которого укрепляются две накладки 2, в пазы которых входят две параллельно установленные направляющие 3, каждая из которых может поворачиваться относительно штифтов 4, сидящих в накладках 2; другой конец направляющих 3 располагается с зазором в зоне противоположной накладки и имеет паз, в который входит штифт 5 коромысла 6. Коромысло 6 имеет возможность поворачиваться вокруг центральной оси головки. Установка направляющих 3 относительно корпуса 1 и накладок 2 может быть выполнена в двух вариантах в торцевой плоскости параллельно друг другу (фиг. 2 и фиг. 3) или под углом w так, что они находятся в перекрещивающемся положении (фиг.4). Ползуны 7 имеют возможность перемещаться в параллельных друг другу плоскостях, встречно или расходясь, по направляющим 3. В этом случае в варианте параллельной установки направляющих 3 ползуны 7 и плашки 8 могут двигаться параллельно друг другу, а в случае перекрещивающегося положения направляющих 3 (на фиг. 4) ползуны 7 двигаются в перекрестных друг другу направлениях, но в двух параллельных плоскостях. Во втором варианте на ползунах 7 установлены плоские плашки 9 типа "резвернутое кольцо" (фиг. 6). В отверстии корпуса 1 располагается также винтовая пружина 10, два спрямленных конца которой с противоположных сторон после соответствующего закручивания заведены в пазы клинообразной формы ползунов 7. Пружина постоянно стремится двигать ползуны 7, а вместе с ними и плашками 8 или 9 навстречу друг другу и позволяет работать в условиях изменения расстояния между направляющими 3. Произвольное перемещение ползунов 7 ограничивается держателями 11, установленными в кольце 12, фиксируемом от поворота специальным фиксатором (на схеме не показаны) и имеющем возможность перемещаться в осевом направлении относительно корпуса, преодолевая сопротивление двух пружин 13 через штифты 14. Коромысло 6 сидит на центральной оси 15, а смонтированные на двух противоположных концах штифты 5 входят в соответствующие пазы направляющих 3. В накладке 2 завернуты два винта 16, один короткий, другой длинный, каждый из которых упирается в противоположный конец штифтов 5 коромысла 6. По схеме (фиг.7) видно, что перемещение винтов 16 в противоположных направлениях приводит к повороту коромысла 6 относительно центральной оси и к соответственно синхронному повороту направляющих относительно осей 4. По схеме (фиг. 7) видно, что выворачивание правого винта 16 и соответственно заворачивание левого винта 16 приводит к изменению положения направляющих 3 на соответствующий угол v. Однако направляющие 3 сохраняют параллельность между собой. Количественное соотношение, определяющее диаметр обработки D и d, описывается следующим образом:

Процесс резьбонакатывания и работа резьбонакатной головки реализуются следующим образом: головка, установленная в револьверной головке автомата или в задней бабке токарного станка, заводится на вращающуюся в шпинделе заготовку 17 на глубину, определяющую длину резьбы. Плашки 8 или 9 на начальной стадии (фиг. 2 или фиг. 4) находятся в крайнем раздвинутом положении, фиксируемом держателями 11 через штифты 14. Шаровой рукояткой кольцо 12 перемещается вправо к хвостовику вручную или от упора станка. Это дает возможность кольцу 12 повернуться вокруг центральной оси головки 15, что происходит под действием встречного линейного перемещения ползунов 7 по направляющим 3 под действием скручивания пружины 10. Плашки 8 или 9, двигаясь в тангенциальном направлении относительно заготовки 17 в момент касания с ней, захватываются силой трения и прокатываются по заготовке, создавая на ее поверхности резьбовой профиль. После завершения контакта заготовки 17 с плашками 8 или 9 головка автоматически оказывается раскрытой, так как рабочие витки плашек выходят из резьбового профиля заготовки, головка может быть отведена в исходное положение без свинчивания. Тонкое регулирование диаметра обработки осуществляется вращением винтов 16, которые благодаря повороту коромысла 6 изменяют положение направляющих 3 до необходимой величины и фиксируют положение коромысла 6, так как работают в распор.The thread rolling head comprises a housing 1, on the lateral surfaces of which two plates 2 are fixed, the grooves of which include two parallel guides 3, each of which can rotate relative to the pins 4 sitting in the plates 2; the other end of the guides 3 is located with a gap in the area of the opposite lining and has a groove in which the pin 5 of the rocker arm 6 enters. The rocker arm 6 has the ability to rotate around the central axis of the head. The installation of the guides 3 relative to the housing 1 and the linings 2 can be performed in two versions in the end plane parallel to each other (Fig. 2 and Fig. 3) or at an angle w so that they are in a crossing position (Fig. 4). The sliders 7 have the ability to move in parallel planes, counter or diverging, along the guides 3. In this case, in the parallel installation of the guides 3, the sliders 7 and the die 8 can move parallel to each other, and in the case of the intersecting position of the guides 3 (in FIG. 4) the sliders 7 move in cross directions to each other, but in two parallel planes. In the second embodiment, flat dies 9 of the “reversed ring” type are installed on the sliders 7 (FIG. 6). In the opening of the housing 1 there is also a coil spring 10, the two straightened ends of which on opposite sides after corresponding twisting are inserted into the grooves of the wedge-shaped form of the sliders 7. The spring constantly strives to move the sliders 7, and with them the

dies

8 or 9 towards each other and allows you to work under conditions of changing the distance between the guides 3. The arbitrary movement of the sliders 7 is limited to the holders 11 mounted in the ring 12, which is fixed from rotation by a special clamp (not shown in the diagram) and having the ability to move in the axial direction relative to the housing, overcoming the resistance of two springs 13 through the pins 14. The beam 6 sits on the central axis 15, and the pins 5 mounted on two opposite ends enter into the corresponding grooves of the guides 3. Two screws 16 are screwed in one, 2, one short, another long, each of which abuts against the opposite end of the pins 5 of the rocker arm 6. According to the diagram (Fig. 7), it can be seen that moving the screws 16 in opposite directions leads to the rotation of the rocker arm 6 relative to the center axis and to respectively synchronous rotation of the guides relative to the axes 4. According to the scheme (Fig. 7) it can be seen that turning the right screw 16 and correspondingly turning the left screw 16 leads to a change in the position of the guides 3 by the corresponding angle v. However, the guides 3 remain parallel to each other. The quantitative ratio determining the processing diameter D and d is described as follows:

The thread rolling process and the operation of the thread rolling head are implemented as follows: the head mounted in the turret of the machine or in the tailstock of the lathe is started on the workpiece 17 rotating in the spindle to a depth determining the length of the thread. The

dies

8 or 9 at the initial stage (Fig. 2 or Fig. 4) are in the extreme extended position, fixed by the holders 11 through the pins 14. The ball 12 moves the ring 12 to the right to the shank manually or from the machine stop. This allows the ring 12 to rotate around the Central axis of the head 15, which occurs under the action of the oncoming linear movement of the sliders 7 along the guides 3 under the action of twisting the spring 10. The

dies

8 or 9, moving in the tangential direction relative to the workpiece 17 at the moment of contact with it, are captured by force friction and rolled through the workpiece, creating a threaded profile on its surface. After the contact of the workpiece 17 with the

dies

8 or 9 is completed, the head is automatically opened, since the working turns of the dies leave the threaded profile of the workpiece, the head can be retracted to its original position without screwing. Fine adjustment of the diameter of the processing is carried out by rotating the screws 16, which, thanks to the rotation of the rocker arm 6, change the position of the guides 3 to the required size and fix the position of the rocker arm 6, since they work at the spreader.

Для охвата такой обработкой данного диапазона резьб используются плашки разного размера по толщине и шагу. To cover this range of threads with such a treatment, dies of different sizes in thickness and pitch are used.

Claims

1. Thread rolling head with flat dies for processing extremely small threads, comprising two flat counter-moving dies mounted on sliders and moving under the action of a spring assembly, characterized in that the slide guides are made in the form of two slats, one end of which is mounted with the possibility of rotation relative to lining attached to one of the side surfaces of the housing, and the other end is placed with a gap in the window of the opposite lining, and installed in the end plane of the steam head Along with this, the dies are made with a working threaded surface of the “deployed screw” type, while the head is equipped with a mechanism for finely adjusting the diameter of the processing.

2. Thread rolling head with flat dies for processing extremely small threads, containing two flat counter-moving dies mounted on sliders and moving under the action of a spring assembly, characterized in that the slide guides are made in the form of two slats, one end of which is mounted with the possibility of rotation relative to lining attached to one of the side surfaces of the housing, and the other end is placed with a gap in the window of the opposite lining, and installed in parallel horizontal oskostyah crossing angle ω, close to the lead angle value, dies formed on a working surface of the threaded type "deployed ring" in which the coils coincides with the direction of movement of the working plates, wherein the head is provided with a mechanism for fine adjustment processing diameter.

3. The head according to claims 1 and 2, characterized in that the mechanism for fine adjustment of the processing diameter is made in the form of a rocker arm mounted on the central axis of the head with pins located on its opposite ends that enter into the grooves of the guides, and two adjusting screws installed in the body linings with the possibility of interaction with the beam, providing synchronous angular movement of the guides, while the angle of rotation of the guides is connected with the diameter of the processing by the ratios
d = 2 • a • sinψ - 2 • b,
D = 2 • a • sin (ψ + Φ) - 2 • b,
where a is the radius of rotation of the guides, mm;
b distance from the axis of the guide to the workpiece, mm;
ψ is the angle between the radius of rotation and the axis of the guide, deg.

Φ - adjustable angle, a change in the value of which determines the change in the diameter being machined, deg.

d and D processing diameters, mm