RU2199422C2

RU2199422C2 - Thread forming method

Info

Publication number: RU2199422C2
Application number: RU2001108429/02A
Authority: RU
Inventors: С.К. Федоров; Л.В. Федорова; Н.П. Надымов; А.Б. Рогов
Original assignee: Федоров Сергей Константинович; Федорова Лилия Владимировна; Надымов Николай Павлович; Рогов Александр Борисович
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2003-02-27

Abstract

FIELD: machine engineering, namely forming thread in parts operating at sign-variable loads in condition of abrasive wear. SUBSTANCE: method comprises steps of finishing and strengthening parts by means of tools electrically heated on part mounted with possibility of rotation. In order to lower working time period, to increase wear resistance and fatigue strength, - before finishing and strengthening thread is forming in such a way that base and lateral surfaces of thread profile are worked simultaneously by means of different tools. First tool has angle of thread less than nominal one and necessary radius of thread indentation near apex; second tool has angle of thread equal to nominal one and it is not used for thermomechanically acting upon base of thread indentation. First tool for forming indentation of thread may be selected according to condition of forming shape and dimension of thread without getting worse of its strength characteristics and demands relating to geometry of the whole thread profile. EFFECT: enhanced fatigue strength and wear resistance of part, shortened time period of forming thread. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивного износа. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of threads on parts operating under alternating loads and under abrasive wear.

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. Known methods of manufacturing threads that improve wear resistance and fatigue strength / Yakushev A.I., Mustaev R.Kh., Mavlyutov P.P. Improving the strength and reliability of threaded joints. - M.: Mechanical Engineering, 1979 - 215 p.

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. These methods of manufacturing threads do not allow complex hardening and finishing-hardening treatment with quenching of the thread profile along the entire perimeter with a favorable arrangement of metal fibers.

Известен способ изготовления резьбы на детали, включающий отделочно-упрочняющую обработку полного профиля резьбы инструментами, перемещающимися по винтовой линии, путем подвода электрического тока /GB 798609, B 23 G 1/00, 1958, 4 страницы/. A known method of manufacturing a thread on a part, including finishing and hardening processing of the full profile of the thread with tools moving along a helical line, by supplying electric current / GB 798609, B 23 G 1/00, 1958, 4 pages /.

Однако данный способ основан на подводе электрического тока через деталь и инструмент, что не позволяет повышать производительность процесса. However, this method is based on the supply of electric current through the part and tool, which does not allow to increase the productivity of the process.

Задачей изобретения является повышение производительности и качества винтовых поверхностей за счет сокращения времени, отделочно-упрочняющей обработки поверхностного слоя резьбы и формирования волокон металла, вытянутых вдоль профиля основания. The objective of the invention is to increase the productivity and quality of screw surfaces by reducing time, finishing and hardening processing of the surface layer of thread and the formation of metal fibers elongated along the profile of the base.

Использование предлагаемого способа изготовления резьбы позволяет снизить время обработки, повысить износостойкость и усталостную прочность винтовых поверхностей после формирования геометрии. Using the proposed method of manufacturing threads can reduce processing time, increase the wear resistance and fatigue strength of screw surfaces after the formation of the geometry.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления резьбы на детали перед отделочно-упрочняющей обработкой производят формообразование резьбы, при этом обработку основания и боковых поверхностей профиля резьбы ведут одновременно различными инструментами, первый из которых имеет угол профиля меньше номинального и необходимый радиус впадины резьбы при вершине, а второй - имеет угол профиля, равный номинальному, и не предназначен для термомеханического воздействия на основание впадины резьбы. This object is achieved by the fact that in the method of manufacturing threads on the parts before finishing hardening treatment, the shaping of the threads is carried out, while the processing of the base and side surfaces of the thread profile is carried out simultaneously by different tools, the first of which has a profile angle less than the nominal and the required radius of the thread depression at the apex and the second one has a profile angle equal to the nominal one and is not intended for thermomechanical impact on the base of the thread cavity.

Кроме того, первый инструмент для формирования впадины резьбы выбран из условия получения ее формы и размера без снижения прочностных характеристик и установленных требований по геометрии резьбового профиля в целом. In addition, the first tool for forming a thread cavity is selected from the condition of obtaining its shape and size without reducing the strength characteristics and established requirements for the geometry of the thread profile as a whole.

На фиг.1 показана предлагаемая схема обработки резьбового профиля с электронагревом поверхностного слоя. Figure 1 shows the proposed processing circuit of a threaded profile with electric heating of the surface layer.

На фиг.2 показаны возможные формы впадины резьбы. Figure 2 shows the possible shape of the thread depression.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

В условиях кафедры "Технология металлов" Ульяновской сельскохозяйственной академии на станке модели 1К62 производилась обработка резьбы по предлагаемому способу. Резьба М 60х2,5 нарезалась резцом. Материал детали сталь 45 ГОСТ 1050-88, длина резьбы 50 мм. In the conditions of the department "Technology of metals" of the Ulyanovsk Agricultural Academy on a machine model 1K62 thread processing was performed according to the proposed method. The thread M 60x2.5 was cut with a cutter. Part material steel 45 GOST 1050-88, thread length 50 mm.

Технологически изготовление производилось следующим образом. Technologically, the manufacture was as follows.

Инструмент из твердого сплава Т15К6 затачивался под углом 60^o, с радиусом при вершине 0,144 Р, где Р - шаг резьбы. Второй инструмент - с углом 55^o и радиусом при вершине 0,18 Р.A tool made of carbide T15K6 was sharpened at an angle of 60 ^o , with a radius at the apex of 0.144 P, where P is the thread pitch. The second tool - with an angle of 55 ^o and a radius at the apex of 0.18 R.

Установив инструменты по профилю обрабатываемой резьбы и создав надежный контакт в соединениях: первого инструмента с боковыми поверхностями резьбы, второго инструмента с основанием винтовой поверхности, последовательно производим включение вращения детали и источник электрического тока. Ток большой силы и малого напряжения, сосредоточенный в зоне контакта "инструмент-резьба", приводит к мгновенному нагреву поверхностного слоя до температуры 900...1000^oС. Использование инструмента, имеющего большую твердость HRA 74...82 и красностойкость 1100^oС, по сравнению с обрабатываемым материалом HRC 18...22, позволяет производить отделочно-упрочняющую обработку основания и боковых поверхностей резьбы. Упрочняющая обработка приводит к структурным изменениям поверхностного слоя с закалкой на глубину до 0,2 мм при сохранении структуры и свойств внутри витка в исходном состоянии.Having installed the tools along the profile of the thread being machined and creating reliable contact in the connections: the first tool with the side surfaces of the thread, the second tool with the base of the screw surface, we sequentially turn on the rotation of the part and the electric current source. High current and low voltage, centered in the contact zone "tool-thread", resulting in an instantaneous heating of the surface layer to a temperature of 900 ... 1000 ^o C. Using a tool having a greater hardness HRA 74 ... 82 and red hardness 1100 ^o C. , in comparison with the processed material HRC 18 ... 22, allows finishing and hardening treatment of the base and side surfaces of the thread. Hardening treatment leads to structural changes in the surface layer with quenching to a depth of 0.2 mm while maintaining the structure and properties inside the coil in the initial state.

Результаты испытаний обработанных таким образом резьбовых поверхностей показали, что усталостная прочность возрастает на 150...200%, износостойкость увеличивается в 2,3...3 раза, прочность на срез резьбы увеличивается на 8...12%, усилие на разрушение стержня 3...5%. The test results of threaded surfaces treated in this way showed that the fatigue strength increases by 150 ... 200%, the wear resistance increases by 2.3 ... 3 times, the shear strength of the thread increased by 8 ... 12%, the force to break the rod 3 ... 5%.

Claims

1. A method of manufacturing a thread on a part, including finishing hardening treatment with tools with electric heating of a part mounted rotatably, characterized in that before the finishing hardening treatment the thread is shaped, while the base and side surfaces of the thread profile are simultaneously processed with various tools, the first of which has a profile angle less than the nominal and the required radius of the thread depression at the apex, and the second has a profile angle equal to the nominal one and not Designated for thermomechanical action on the base of the thread cavity.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first tool for forming the trough of the thread is selected from the condition of obtaining its shape and size without reducing the strength characteristics and established requirements for the geometry of the threaded profile as a whole.