RU2252842C1 - Method for basing blank at broaching - Google Patents

Method for basing blank at broaching Download PDF

Info

Publication number
RU2252842C1
RU2252842C1 RU2003131252/02A RU2003131252A RU2252842C1 RU 2252842 C1 RU2252842 C1 RU 2252842C1 RU 2003131252/02 A RU2003131252/02 A RU 2003131252/02A RU 2003131252 A RU2003131252 A RU 2003131252A RU 2252842 C1 RU2252842 C1 RU 2252842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
satellite
blank
basing
broaching
Prior art date
Application number
RU2003131252/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Ф. Скворцов (RU)
В.Ф. Скворцов
пов А.Ю. Арл (RU)
А.Ю. Арляпов
Н.В. Данилов (RU)
Н.В. Данилов
С.А. Каменев (RU)
С.А. Каменев
С.Г. Печенкин (RU)
С.Г. Печенкин
И.С. Охотин (RU)
И.С. Охотин
Original Assignee
Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский политехнический университет filed Critical Томский политехнический университет
Priority to RU2003131252/02A priority Critical patent/RU2252842C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252842C1 publication Critical patent/RU2252842C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

FIELD: metal working, namely working openings in blanks such as sleeves by broaching.
SUBSTANCE: method comprises steps of initially basing blank by its outer surface and supporting end; then elastically mounting blank in satellite-device by aligning supporting end of blank with bearing plane of satellite-device whose bearing surface area exceeds area of supporting surface of blank and whose gravity center is laid on axis of worked opening; basing satellite device with blank on support for broaching according to its bearing plane and to one cylindrical surface of blank; determining spacing between axis of worked opening and outer contour restricting bearing plane of satellite device according to given relationship.
EFFECT: enhanced accuracy of working, improved operational reliability of tool at broaching openings in large-height blanks at compressing them.
5 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий в заготовках типа втулок дорнованием.The invention relates to metalworking, in particular to the processing of holes in blanks such as bushings by mandrels.

Известен способ базирования заготовки при дорновании с ее растяжением (Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985, с.397), при котором осуществляют базирование по торцу бурта, расположенного у конца заготовки, и ее наружной поверхности на опоре в виде плиты с отверстием.There is a method of basing a workpiece during burning with its stretching (Handbook of a technologist and machine builder. In 2 volumes T.2 / Edited by A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - M .: Mechanical Engineering, 1985, p. 397), in which basing is carried out at the end of the collar located at the end of the workpiece and its outer surface on a support in the form of a plate with a hole.

Известен способ базирования заготовки при дорновании с ее растяжением (Розенберг А.М., Розенберг О.А., Посвятенко Э.К. и др. Расчет и проектирование твердосплавных деформирующих протяжек и процесса протягивания. К.: “Наукова думкам, 1978, с.9), при котором осуществляют базирование по торцу кольцевой выточки, расположенной у конца заготовки, и ее наружной поверхности на опоре, содержащей упругие раздвижные лепестки.There is a method of basing a workpiece during burning with its stretching (Rosenberg A.M., Rosenberg O.A., Posvyatenko E.K. et al. Calculation and design of carbide deforming broaches and the drawing process. K .: “Naukova dumkum, 1978, p. .9), in which basing is carried out at the end of the annular undercut located at the end of the workpiece and its outer surface on a support containing elastic sliding petals.

Недостатком известных способов базирования при дорновании с растяжением является то, что часто возникает необходимость специального изготовления бурта или кольцевой вытачки на заготовке, которые после дорнования отверстия приходится удалять. Все это вызывает увеличение затрат на изготовление детали.A disadvantage of the known methods of basing during burnishing with tension is that often there is a need for special manufacturing of a collar or annular tuck on the workpiece, which must be removed after hole burning. All this causes an increase in the cost of manufacturing the part.

Известен способ базирования заготовки при дорновании с ее сжатием (Розенберг А.М., Розенберг О.А., Сирота Д.А. Твердосплавные протяжки для обработки отверстий методом пластического деформирования. К.: УкрНИИНТИ, 1968, с.26), принятый в качестве прототипа, при котором производят базирование заготовки по наружной поверхности и опорному торцу на опоре, выполненной в виде охватывающего стакана.There is a method of basing a workpiece during burning with compression (Rosenberg A.M., Rosenberg O.A., Sirota D.A. Carbide broaches for machining holes by plastic deformation. K .: UkrNIINTI, 1968, p. 26), adopted in as a prototype, in which the workpiece is based on the outer surface and the supporting end face on a support made in the form of a female cup.

Так как заготовка устанавливается в стакан с зазором по наружной поверхности, то после базирования обрабатываемое отверстие заготовки и дорн оказываются несоосными. В процессе последующего дорнования отверстия в заготовке большой высоты взаимодействие рабочего конуса первого зуба дорна с верхней кромкой отверстия приводит к опрокидыванию (перекосу) заготовки и ее заклиниванию между дорном и опорным торцом стакана. Это вызывает изгиб дорна и может привести к его поломке, а также снижает точность обработки отверстий.Since the workpiece is installed in a glass with a gap on the outer surface, then after basing the workpiece opening and the mandrel turn out to be misaligned. In the process of subsequent burning of the hole in a large workpiece, the interaction of the working cone of the first tooth of the mandrel with the upper edge of the hole leads to tipping (skewing) of the workpiece and its jamming between the mandrel and the supporting end of the glass. This causes the mandrel to bend and may break, and also reduces the accuracy of hole machining.

Задача изобретения - повышение точности обработки и надежности инструмента при дорновании отверстий в заготовках большой высоты с их сжатием.The objective of the invention is to improve the accuracy of processing and reliability of the tool when burning holes in large workpieces with their compression.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе базирования заготовки при дорновании с ее сжатием, при котором производят базирование заготовки по ее наружной поверхности и опорному торцу, согласно изобретению сначала заготовку базируют по наружной поверхности и опорному торцу и упруго закрепляют в приспособлении-спутнике, совмещая опорный торец заготовки с опорной плоскостью приспособления-спутника, площадь опоры которого превышает площадь опоры заготовки, а центр тяжести находится на оси обрабатываемого отверстия, а затем приспособление-спутник базируют на опоре для дорнования по его опорной плоскости и одной из цилиндрических поверхностей заготовки, причем расстояние от оси обрабатываемого отверстия до наружного контура, ограничивающего опорную плоскость приспособления-спутника, определяют по формулеThe problem is achieved in that in the known method of basing the workpiece during burnishing with its compression, in which the workpiece is based on its outer surface and the supporting end, according to the invention, the workpiece is first based on the outer surface and the supporting end and elasticly fixed in the satellite device, combining the support end face of the workpiece with the reference plane of the satellite tool, the support area of which exceeds the support area of the workpiece, and the center of gravity is on the axis of the hole being machined, and Then the satellite tool is based on a support for burning out along its supporting plane and one of the cylindrical surfaces of the workpiece, the distance from the axis of the hole being machined to the outer contour bounding the supporting plane of the satellite tool is determined by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где f1 - коэффициент трения в контакте приспособления-спутника с опорой для дорнования; L - высота заготовки; r - радиус ее отверстия; α - половина угла рабочего конуса зуба дорна; f - коэффициент трения в контакте зуба дорна с заготовкой.where f 1 is the coefficient of friction in the contact of the satellite device with a support for mandrels; L is the height of the workpiece; r is the radius of its hole; α - half the angle of the working cone of the tooth mandrel; f is the coefficient of friction in the contact of the tooth of the mandrel with the workpiece.

Устройство для базирования заготовки по предлагаемому способу показано на фиг.1 (общий вид) и фиг.2 (вид сверху).A device for basing the workpiece according to the proposed method is shown in figure 1 (General view) and figure 2 (top view).

Устройство для базирования заготовки состоит из приспособления-спутника 1, выполненного в виде колеса с разрезной ступицей А, которая соединена упругими разрезными спицами В с ободом С. В отверстие ступицы А с натягом устанавливается заготовка 2, взаимодействующая с дорном 3. Приспособление-спутник 1 с заготовкой 2 размещается на опоре для дорнования D, состоящей из опорной плиты 4 и неподвижно закрепленной на ней призмы 5.The device for basing the workpiece consists of a satellite tool 1, made in the form of a wheel with a split hub A, which is connected by elastic split spokes B to the rim C. A workpiece 2 is installed in the hole of the hub A with interference, interacting with the mandrel 3. The satellite tool 1 s the workpiece 2 is placed on the support for burnishing D, consisting of a base plate 4 and a prism 5 fixed on it.

Базирование заготовки осуществляется следующим образом.The base of the workpiece is as follows.

Заготовка 2 с натягом вталкивается в отверстие ступицы А приспособления-спутника 1. Далее приспособление-спутник 1 с заготовкой 2 устанавливается опорной плоскостью на опорную плиту 4, а наружной цилиндрической поверхностью заготовки 2 - в призму 5. После этого обрабатываемое отверстие и дорн 3 из-за погрешности диаметра наружной поверхности и разностенности заготовок 2 оказываются несоосными. При перемещении дорна 3 вниз его рабочий конус воздействует на верхнюю кромку отверстия заготовки 2, которая вместе с приспособлением-спутником 1 проскальзывает по опорной плите 4 опоры D до совмещения оси этого конуса с осью обрабатываемого отверстия. При этом заготовка 2 отходит от опорных плоскостей призмы 5. Затем осуществляется процесс дорнования отверстия, который вследствие небольших усилий закрепления заготовки 2 в приспособлении-спутнике 1 практически не отличается от обычного свободного дорнования. После дорнования отверстия приспособление-спутник 1 с заготовкой 2 снимается с опоры D, а заготовка 2 выталкивается из приспособления-спутника 1.The preform 2 is pressed into the hole of the hub A of the satellite access device 1. Next, the satellite device 1 with the workpiece 2 is mounted with the support plane on the base plate 4, and the outer cylindrical surface of the workpiece 2 is placed in the prism 5. After that, the hole and the mandrel 3 are for errors in the diameter of the outer surface and the difference in the blanks 2 are misaligned. When moving the mandrel 3 down, its working cone acts on the upper edge of the opening of the workpiece 2, which, together with the satellite device 1, slides along the support plate 4 of the support D until the axis of this cone coincides with the axis of the hole being machined. In this case, the workpiece 2 departs from the supporting planes of the prism 5. Then, the process of burnishing the hole is carried out, which, due to the small efforts of securing the workpiece 2 in the satellite device 1, is practically identical to the usual free burnishing. After the hole is burned, the satellite tool 1 with the workpiece 2 is removed from the support D, and the workpiece 2 is pushed out of the satellite tool 1.

Еще одно устройство для базирования заготовки по предлагаемому способу показано на фиг.3 (общий вид) и фиг.4 (вид сверху).Another device for basing the workpiece according to the proposed method is shown in figure 3 (General view) and figure 4 (top view).

Это устройство для базирования заготовки состоит из приспособления-спутника Е, представляющего собой подпружиненные тиски и включающего призматическую губку 6 и гладкую губку 7, которые смонтированы на цилиндрических направляющих 8. Причем губка 6 неподвижно закреплена на направляющих 8 с помощью винтов 9, а губка 7 установлена на этих направляющих с возможностью перемещения. На правом резьбовом конце направляющих 8 смонтированы шайбы 10, гайки 11 и контргайки 12. На направляющих 8 между губками 6 и 7 размещены ограничительные втулки 13, а между шайбами 10 и губками 7 - пружины 14. В приспособление-спутник Е устанавливается заготовка 15, взаимодействующая с дорном 16. Само приспособление-спутник Е с заготовкой 15 размещается на опоре для дорнования F, состоящей из опорной плиты 17 и расположенного в ней подвижного в осевом направлении цилиндрического пальца 18, установленного с возможностью взаимодействия с отверстием заготовки 15.This device for basing the workpiece consists of a satellite accessory E, which is a spring-loaded vice and includes a prismatic sponge 6 and a smooth sponge 7, which are mounted on cylindrical guides 8. Moreover, the sponge 6 is fixedly mounted on the guides 8 with screws 9, and the sponge 7 is installed on these guides with the ability to move. Washers 10, nuts 11 and lock nuts 12 are mounted on the right threaded end of the guides 8. The guides 13 are placed between the jaws 6 and 7 on the guides 8, and the springs 14 are placed between the washers 10 and the jaws 7. A workpiece 15 is installed in the satellite device E, which interacts with the mandrel 16. The satellite tool E itself with the workpiece 15 is placed on the mandrel support F, consisting of a base plate 17 and an axially movable cylindrical pin 18, which is arranged to interact with the opening ki 15.

Базирование заготовки выполняется следующим образом.The base of the workpiece is as follows.

Заготовка 15 вталкивается в приспособление-спутник Е и размещается между его губками 6 и 7. При этом опорный торец заготовки 15 совмещается с нижней плоскостью этих губок. Затем приспособление-спутник Е с заготовкой 15 устанавливается на плиту 17 опоры для дорнования F, цилиндрический палец 18 которой поднимается вверх и входит в отверстие заготовки 15, а потом опускается вниз. После этого дорн 16 и обрабатываемое отверстие заготовок 15 из-за погрешностей его диаметра и наличия зазора между ним и пальцем 18 также оказываются несоосными. При перемещении дорна 16 вниз его рабочий конус воздействует на заготовку 15, которая вместе с приспособлением-спутником Е проскальзывает по опорной плите 17 до совмещения оси этого конуса с осью обрабатываемого отверстия. Далее осуществляется процесс дорнования отверстия. После этого приспособление-спутник Е с заготовкой 15 снимается с опоры F и заготовка 15 выталкивается из этого приспособления.The workpiece 15 is pushed into the satellite tool E and placed between its jaws 6 and 7. In this case, the supporting end face of the workpiece 15 is aligned with the lower plane of these jaws. Then, the satellite tool E with the workpiece 15 is installed on the plate 17 of the support for the mandrel F, the cylindrical finger 18 of which rises up and enters the hole of the workpiece 15, and then falls down. After that, the mandrel 16 and the machined hole of the workpieces 15 due to errors in its diameter and the presence of a gap between it and the finger 18 also turn out to be misaligned. When the mandrel 16 moves down, its working cone acts on the workpiece 15, which, together with the satellite tool E, slides along the base plate 17 until the axis of this cone coincides with the axis of the hole being machined. Next, the process of burnishing the hole. After that, the satellite tool E with the workpiece 15 is removed from the support F and the workpiece 15 is pushed out of this device.

Для определения характерного размера приспособления-спутника, исключающего опрокидывание и заклинивание заготовки при взаимодействии с дорном (наружного радиуса обода колеса, показанного на фиг.1 и 2 или расстояния от оси отверстия заготовки до наружных боковых сторон губок тисков, показанных на фиг.3 и 4), рассмотрим схему, приведенную на фиг.5.To determine the characteristic size of the satellite tool, excluding the tilting and jamming of the workpiece when interacting with the mandrel (the outer radius of the wheel rim shown in Figs. 1 and 2 or the distance from the axis of the billet hole to the outer sides of the vice lips shown in Figs. 3 and 4 ), consider the circuit shown in Fig.5.

Сначала найдем силы, действующие со стороны дорна на заготовку. Примем, что сила трения в контакте опорной плоскости приспособления-спутника с опоройFirst we find the forces acting from the mandrel on the workpiece. We assume that the friction force is in contact with the supporting plane of the satellite device with the support

Figure 00000003
Figure 00000003

где P1 - сила нормального давления, f1 - коэффициент трения в этом контакте. Радиальная сила Pr выражается через осевую силу P0 следующим образомwhere P 1 is the force of normal pressure, f 1 is the coefficient of friction in this contact. The radial force P r is expressed through the axial force P 0 as follows

Figure 00000004
Figure 00000004

где α - половина угла рабочего конуса зуба дорна; f – коэффициент трения в контакте дорн-заготовка. Обозначаяwhere α is half the angle of the working cone of the tooth mandrel; f is the coefficient of friction in the mandrel-workpiece contact. Marking

Figure 00000005
Figure 00000005

и учитывая соотношения (1) и (2) из условий равновесия плоской системы сил, получимand taking into account relations (1) and (2) from the equilibrium conditions of a plane system of forces, we obtain

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

В выражениях (4) и (5) GΣ - суммарный вес заготовки и приспособления-спутника. Для определения характерного размера R этого приспособления запишем уравнение моментов относительно точки OIn expressions (4) and (5), GΣ is the total weight of the workpiece and satellite tool. To determine the characteristic size R of this device, we write the equation of moments with respect to point O

PrL-P0(R-r)-GΣR=0.P r LP 0 (Rr) -GΣR = 0.

Опрокидывания заготовки, закрепленной в приспособлении-спутнике, не будет приThe workpiece fixed in the satellite tool will not tip over when

Figure 00000008
Figure 00000008

Подставляя выражения (3), (4) и (5) в неравенство (6), после преобразования получимSubstituting expressions (3), (4) and (5) into inequality (6), after the transformation, we obtain

Figure 00000009
Figure 00000009

При размерах приспособления-спутника, удовлетворяющих неравенству (7), под действием дорна заготовка любой высоты вместе с этим приспособлением будет проскальзывать относительно опоры. Таким образом, опрокидывание и заклинивание заготовки при взаимодействии с дорном исключаются. За счет этого резко снижаются изгибающие нагрузки на инструмент и возрастает точность обработанных дорнованием отверстий.With the size of the satellite tool that satisfies inequality (7), under the action of the mandrel, a workpiece of any height together with this device will slip relative to the support. Thus, overturning and jamming of the workpiece when interacting with the mandrel are excluded. Due to this, bending loads on the tool are sharply reduced and the accuracy of the holes machined by the mandrel increases.

Предлагаемый способ базирования заготовки был испытан при дорновании отверстий в токоподводящих наконечниках для автоматической сварки, представляющих собой толстостенную втулку из меди M1 (HB95) с диаметром отверстия 1,3 мм, наружным диаметром 8 мм и высотой 30 мм. В качестве приспособления-спутника было использовано изготовленное из стали У7А (НКСЭ 50...55) колесо с наружным диаметром 28 мм и разрезной ступицей высотой 12 мм, в отверстие которой наконечники устанавливали с натягом около 0,05 мм. Проведенные испытания свидетельствуют о высокой эффективности предлагаемого способа.The proposed method of basing the workpiece was tested when burning holes in the current-carrying tips for automatic welding, which is a thick-walled copper sleeve M1 (HB95) with a hole diameter of 1.3 mm, an outer diameter of 8 mm, and a height of 30 mm. As a satellite device, a wheel made of U7A steel (NKS E 50 ... 55) was used with an outer diameter of 28 mm and a split hub 12 mm high, in the opening of which the tips were installed with an interference fit of about 0.05 mm. Tests indicate the high efficiency of the proposed method.

Claims (1)

Способ базирования заготовки при дорновании с ее сжатием, при котором производят базирование заготовки по ее наружной поверхности и опорному торцу, отличающийся тем, что сначала заготовку базируют по наружной поверхности и опорному торцу и упруго закрепляют в приспособлении-спутнике, совмещая опорный торец заготовки с опорной плоскостью приспособления-спутника, площадь опоры которого превышает площадь опоры заготовки, а центр тяжести находится на оси обрабатываемого отверстия, а затем приспособление-спутник с заготовкой базируют на опоре для дорнования по его опорной плоскости и одной из цилиндрических поверхностей заготовки, причем расстояние от оси обрабатываемого отверстия до наружного контура, ограничивающего опорную плоскость приспособления-спутника, определяют по формулеThe method of basing a workpiece during burnishing with its compression, in which the workpiece is based on its outer surface and the supporting end, characterized in that the workpiece is first based on the outer surface and the supporting end and is elastically fixed in the satellite device, combining the supporting end of the workpiece with the supporting plane satellite device, the support area of which exceeds the support area of the workpiece, and the center of gravity is located on the axis of the hole being machined, and then the satellite device with the workpiece is based on for pore dornovanija on its supporting plane and one of the cylindrical surfaces of the workpiece, and the distance from the axis of the processed holes to the outer contour bounding the device-supporting plane of the satellite, determined using the formula
Figure 00000010
Figure 00000010
 где f1 - коэффициент трения в контакте приспособления-спутника с опорой для дорнования; L - высота заготовки; r - радиус ее отверстия; α - половина угла рабочего конуса зуба дорна; f - коэффициент трения в контакте зуба дорна с заготовкой.where f 1 is the coefficient of friction in the contact of the satellite device with a support for mandrels; L is the height of the workpiece; r is the radius of its hole; α - half the angle of the working cone of the tooth mandrel; f is the coefficient of friction in the contact of the tooth of the mandrel with the workpiece.
RU2003131252/02A 2003-10-23 2003-10-23 Method for basing blank at broaching RU2252842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131252/02A RU2252842C1 (en) 2003-10-23 2003-10-23 Method for basing blank at broaching

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131252/02A RU2252842C1 (en) 2003-10-23 2003-10-23 Method for basing blank at broaching

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2252842C1 true RU2252842C1 (en) 2005-05-27

Family

ID=35824473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003131252/02A RU2252842C1 (en) 2003-10-23 2003-10-23 Method for basing blank at broaching

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252842C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620227C2 (en) * 2015-06-15 2017-05-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of mandrelling with compression

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620227C2 (en) * 2015-06-15 2017-05-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of mandrelling with compression

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2252842C1 (en) Method for basing blank at broaching
SE456658B (en) PROCEDURES FOR PROCESSING THE CAREER TO A PRIMARY THIN-WALL ROLLER STOCK
RU2006107417A (en) METHOD FOR PROCESSING RING BILLETS WITH TWO CONJECTIVE MULTI-DIRECTIONAL CONIC HOLES AND BORING DEVICE
JP3031850B2 (en) Method and apparatus for cold forging of bevel gear
JP4231341B2 (en) Cylindrical wall shearing device
RU2343046C1 (en) Method of mandrelling with compression
CN210231044U (en) Cold extrusion processing procedure die
RU211487U1 (en) Double-row cam mandrel
RU85848U1 (en) BALL ROLLING
SU1178552A1 (en) Method of positioning annular parts with tapering holes
RU33726U1 (en) Self-supporting support for broaching machines
RU211117U1 (en) Mandrel for fixing and centering parts
CN220575277U (en) Torsion arm vertical lathe positioning tool
SU1047617A1 (en) Guiding device for tool for working deep bores
SU730553A1 (en) Rolling-out tool
SU992130A1 (en) Collet chuck for clamping ring parts
RU2168397C2 (en) Clamping self-aligning apparatus
SU1586843A1 (en) Die for group stamping of forgings
SU1225699A1 (en) Guiding device of tool for working deep holes
SU850316A1 (en) Apparatus for clamping rod material
RU2007247C1 (en) Method and device for manufacturing forgings from hollow blanks
RU10134U1 (en) DEVICE FOR DORNING HOLES OF SMALL DIAMETERS
RU2247962C1 (en) Device for plastic upsetting of long-cut blanks
SU1511070A1 (en) Matal cutting machine
SU1465166A1 (en) Tool for shaping blanks by upsetting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051024