RU2321477C1

RU2321477C1 - Method for broaching ears of part such as steering fork and broaching unit for performing the same

Info

Publication number: RU2321477C1
Application number: RU2006130356/02A
Authority: RU
Inventors: шов Георгий Васильевич Кудр (RU); Георгий Васильевич Кудряшов; Александр Николаевич Стоюнин (RU); Александр Николаевич Стоюнин
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ")
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2008-04-10

Abstract

FIELD: machine engineering, working non-rigid parts in vertical broaching machine tools.

SUBSTANCE: method comprises steps of working planes of part due to translation motion of cutting teeth of outer and inner sets of broaching tools. In order to improve quality of worked part, it is worked during two stages. At first allowance is taken out by means of first teeth of outer and inner chamfering sets of broaching tools while simultaneously outer planes of part ears are used for resting upon them and then inner sets of broaching tools are driven to operation for working inner planes while simultaneously process for working outer planes is going on. Broaching unit is in the form of cartridges mounted along edges of tool plate and having broaching tool sets mounted in them and providing free outlet of chips. In central portion of said plate cartridges with inner sets of broaching tools are mounted. In order to achieve the same technological result, outer and inner chamfering sets of broaching tools are made according to generating system of cutting and inner set of broaching tools is made according to profiling system of cutting.

EFFECT: improved quality of worked parts.

4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке нежестких деталей типа "вилка рулевого управления" методом механической обработки, в частности при обработке на вертикально-протяжных станках.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in the processing of non-rigid parts such as "fork steering" by machining, in particular when machining on a vertical-broaching machine.

Известен способ протягивания и протяжной блок для его осуществления (см. "Краткий справочник металлиста" под ред. А.Н.Малова, М., Машиностроение, 1965 г., с.702), выполненный в виде закрепленных на колодке оппозитно расположенных наружных и внутренних комплектов протяжек. Характер заготовки обычно поковка, и при таком расположении протяжек из-за колебаний припуска на обработку всегда одна из оппозитно расположенных протяжек начинает процесс резания раньше другой, изгибая при этом ушки деталей типа "вилка рулевого управления". Это приводит к деформации детали и повышенной нагрузке на первые зубья протяжки, вступающей в работу второй, и, как следствие, к их поломке.There is a known method of pulling and a broaching unit for its implementation (see "Quick reference to a metalworker" edited by A.N. Malov, M., Mechanical Engineering, 1965, p. 702), made in the form of opposed external and mounted on a block internal sets of broaches. The nature of the workpiece is usually forged, and with such an arrangement of broaches due to fluctuations in the machining allowance, one of the opposite broaches always starts the cutting process earlier than the other, while bending the ears of parts such as "steering fork". This leads to the deformation of the part and increased load on the first teeth of the broach, which comes into operation of the second, and, as a result, to their breakage.

Известен способ протягивания и протяжной блок для его осуществления (см. А.В.Щеголев. "Конструирование протяжек", М., Машгиз, 1960 г., с.285...287), при котором обработка плоскостей осуществляется с помощью комплектов протяжек, спроектированных по обычной генераторной схеме. Такой способ позволяет избежать деформации детали, поскольку основная сила резания направлена вдоль обрабатываемой поверхности. Но поскольку величина подачи на зуб ограничена объемом стружечной канавки, то длина таких протяжных блоков оказывается намного длиннее, чем при профильной схеме резания, а это приводит к увеличению длительности обработки и снижению производительности труда.There is a known method of pulling and a broaching block for its implementation (see A.V. Shchegolev. "Designing broaches", M., Mashgiz, 1960, p. 285 ... 287), in which the processing of planes is carried out using sets of broaches designed according to the usual generator circuit. This method avoids deformation of the part, since the main cutting force is directed along the surface to be treated. But since the amount of feed per tooth is limited by the volume of the chip groove, the length of such broaching blocks is much longer than with a profile cutting scheme, and this leads to an increase in processing time and a decrease in labor productivity.

Известен способ протягивания и протяжной блок для его осуществления (см. Информационный листок №123-78, УДК 621.919.2, ГМТЦНТИиП, 1978 г.), при котором обработка плоскостей осуществляется с помощью комплектов протяжек, спроектированных по генераторной схеме со свободным выходом стружки, с зачисткой в конце протяжками, спроектированными по профильной схеме резания. Такой способ протягивания позволяет избежать деформации детали, поскольку основная сила резания направлена вдоль обрабатываемой поверхности. Причем такая схема резания позволяет осуществлять процесс резания с большими подачами, так как не связана с объемом стружечной канавки, что позволяет избежать существенного увеличения длины протяжного блока. Но так как у деталей типа "вилка рулевого управления " одна из поверхностей обычно обрабатывается "в упор" (чаще всего внутренняя), то в конце обработки из-за большой подачи на зуб на поверхности детали, обрабатываемой главной режущей кромкой, образуется толстый заусенец, который невозможно сбить даже напильником и приходится прибегать к помощи наждака. Зачистные же протяжки предназначены для зачистки плоскостей ушков, причем с минимальными припусками, и на величину заусенца никакого влияния оказать не могут.There is a known method of pulling and a broaching unit for its implementation (see Information leaflet No. 123-78, UDC 621.919.2, ГМТЦНТИиП, 1978), in which the processing of planes is carried out using sets of broaches, designed according to a generator circuit with a free chip output, with trimming at the end with broaches designed according to the profile cutting scheme. This method of drawing allows you to avoid deformation of the part, since the main cutting force is directed along the surface to be treated. Moreover, this cutting pattern allows the cutting process to be carried out with high feeds, since it is not related to the volume of the chip groove, which avoids a significant increase in the length of the broaching unit. But since for parts such as “steering fork” one of the surfaces is usually machined “point blank” (most often internal), at the end of machining, due to the large feed to the tooth, a thick burr is formed on the surface of the part being machined by the main cutting edge. which cannot be brought down even with a file and you have to resort to the help of emery. The clean broaches are designed to clean the planes of the ears, and with minimal allowances, and can not have any effect on the size of the burr.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества обрабатываемой детали за счет использования в процессе резания одновременно различных схем резания.The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality of the workpiece by using different cutting patterns at the same time in the cutting process.

Средство достижения технического результата состоит в том, что сначала обрабатываются наружные и внутренние фасочные плоскости, одновременно фиксирующие плоскости ушков детали типа «вилки рулевого управления», исключая их деформацию и обеспечивая стабильную работу последующей группы внутренних протяжек при обработке внутренних плоскостей с одновременным продолжением обработки наружных плоскостей, при этом наружные комплекты протяжек выполнены по генераторной схеме резания, а внутренний комплект протяжек состоит из двух групп, первая из которых фасочная, выполнена по генераторной схеме, а вторая по профильной схеме резания, при этом внутренний комплект протяжек выполнен двухсторонним, а наружные - односторонними. Кроме того, наружные протяжки и внутренние фасочные снабжены элементами регулировки в виде клиньев.The means of achieving the technical result is that first the external and internal chamfer planes are simultaneously processed that simultaneously fix the ears planes of the “steering fork” type of detail, excluding their deformation and ensuring the stable operation of the next group of internal broaches when machining the internal planes while continuing to process the external planes while the external sets of broaches are made according to the generator cutting scheme, and the internal set of broaches consists of two groups, ne Wai of which the chamfer is formed by the generating circuit and the second profile cutting pattern, with the inner set of broaches adapted bilateral and outer - sided. In addition, the outer broaches and internal chamfers are equipped with adjustment elements in the form of wedges.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена схема срезания припуска на обрабатываемых ушках детали типа "вилка рулевого управления", где:Figure 1 shows a scheme for cutting the allowance on the processed ears parts of the type "steering fork", where:

b и h - ширина и толщина срезаемого припуска на наружных сторонах ушков,b and h - the width and thickness of the cut allowance on the outer sides of the ears,

b1 и h1 - ширина и толщина срезаемого припуска на внутренних сторонах ушков,b1 and h1 - the width and thickness of the cut allowance on the inner sides of the ears,

b2 и h2 - ширина и толщина срезаемого припуска на фасках с внутренних сторон ушков.b2 and h2 are the width and thickness of the cut allowance on the chamfers on the inner sides of the ears.

На фиг.2 изображен протяжной блок, общий вид.Figure 2 shows a broaching block, a General view.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2, где:Figure 3 is a section aa in figure 2, where:

В - размер между вспомогательными режущими кромками наружных протяжек.In - the size between the auxiliary cutting edges of the outer broaches.

На фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2, где:Figure 4 is a section bB in figure 2, where:

Н - размер от базовой поверхности до главной режущей кромки фасочной протяжки.H is the size from the base surface to the main cutting edge of the bevelled broach.

На фиг.5 - сечение В-В на фиг.1.Figure 5 is a section bb in figure 1.

На фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.5.In Fig.6 is a section GG in Fig.5.

На фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.2.In Fig.7 is a section DD in Fig.2.

На фиг.8 - сечение Е-Е на фиг.7.On Fig - section EE in Fig.7.

На фиг.9 - сечение З-З на фиг.2.Figure 9 is a cross section of the ЗЗ in figure 2.

Протяжной блок состоит из инструментальной плиты 1, по краям которой установлены кассеты 2 и 3 со смонтированными на них комплектами наружных протяжек 4 и 5, выполненными по генераторной схеме со свободным выходом стружки. В центральной части плиты установлена кассета 6 со смонтированной на ней в нижней части фасочной протяжкой 7, выполненной по генераторной схеме, когда главная режущая кромка 8 параллельна дну стружечной канавки 9, а профиль детали формируется вспомогательными режущими кромками 10, и в данном случае предназначенной для снятия фасок 11 с внутренней стороны ушков детали 12. За ней расположен комплект протяжек 13, выполненных по профильной схеме резания, когда главные режущие кромки 14 соответствуют линейной величине h1 профилей обрабатываемых поверхностей ушков детали, и предназначенных для обработки внутренних поверхностей 15 ушков детали 12. Особенность конструкции комплектов наружных протяжек заключается в том, что главная режущая кромка 16 перпендикулярна дну стружечной канавки 17. При этом длина главной режущей кромки 16 превышает глубину стружечной канавки 17, а глубина стружечной канавки превышает толщину срезаемого припуска h. Угол наклона главной режущей кромки 0°. Длина вспомогательной режущей кромки 18 соответствует не менее половины ширины обрабатываемой поверхности b 19. Геометрические параметры этой кромки ввиду ее назначения, кроме формирования обрабатываемой поверхности еще и противодействие деформации со стороны оппозитно расположенных комплектов протяжек 13, выполнены с максимальными углами заострения для того, чтобы свести участие этой кромки в процессе резания к минимуму, т.е. γ=0°; α=2°...3°, т.е. играли роль опоры. Размер В настраивается перемещением клиньев 20 и 21 за счет вращения гаек 22 на винтах 23. Протяжки 7 и 13 в данном случае выполнены двусторонними из-за недостатка места внутри ушков обрабатываемой детали, чтобы сделать их разъемными. При этом фасочная протяжка 7 имеет возможность регулировки по высоте H за счет перемещения клина 24 с помощью гаек 22 и винтов 23. Комплект протяжек 13 регулировки по высоте не имеет, так как при допуске на толщину обработки ушков h1 детали 12, измеряемом миллиметрами, износ вспомогательных режущих кромок 25 и переточка их измеряются сотыми и десятыми долями миллиметра. Для уменьшения износа вспомогательных режущих кромок и уменьшения трения о поверхность ушков детали они выполнены с поднутрением 2°...3°. Поскольку протяжки 13 выполнены двусторонними, то размер между ушками детали обеспечивается шириной протяжки, которая рассчитывается на максимальный размер (В1) с учетом допуска на расстояние между ушками детали (Δ) и за вычетом величины разбивки (δ).The broaching unit consists of a tool plate 1, along the edges of which there are cassettes 2 and 3 with sets of external broaches 4 and 5 mounted on them, made according to a generator circuit with a free chip output. In the central part of the plate, a cartridge 6 is installed with a bevel broach 7 mounted on it in the lower part, made according to the generator circuit, when the main cutting edge 8 is parallel to the bottom of the chip groove 9, and the part profile is formed by auxiliary cutting edges 10, and in this case intended for removal chamfers 11 on the inner side of the ears of the part 12. Behind it is a set of broaches 13, made according to the profile cutting scheme, when the main cutting edges 14 correspond to the linear value h1 of the profiles of the machined surface of the ears of the part, and intended for processing the inner surfaces of 15 ears of the part 12. The design feature of the sets of external broaches is that the main cutting edge 16 is perpendicular to the bottom of the chip groove 17. The length of the main cutting edge 16 exceeds the depth of the chip groove 17 and the depth the chip groove exceeds the thickness of the cut allowance h. The angle of inclination of the main cutting edge is 0 °. The length of the auxiliary cutting edge 18 corresponds to at least half of the width of the work surface b 19. The geometrical parameters of this edge, due to its purpose, in addition to forming the work surface, and also resistance to deformation from the opposite sets of broaches 13, are made with maximum sharpening angles in order to reduce participation this edge during the cutting process to a minimum, i.e. γ = 0 °; α = 2 ° ... 3 °, i.e. played the role of support. Size B is adjusted by moving the wedges 20 and 21 due to the rotation of the nuts 22 on the screws 23. The broaches 7 and 13 in this case are double-sided due to the lack of space inside the ears of the workpiece to make them detachable. In this case, the bevelled broach 7 has the ability to adjust the height H due to the movement of the wedge 24 with the help of nuts 22 and screws 23. The set of broaches 13 does not have height adjustment, since with the allowance for the thickness of the processing of the ears h1 of the part 12, measured in millimeters, the wear of auxiliary cutting edges 25 and their regrinding are measured in hundredths and tenths of a millimeter. To reduce the wear of auxiliary cutting edges and reduce friction on the surface of the ears of the part, they are made with an undercut of 2 ° ... 3 °. Since the broaches 13 are double-sided, the size between the ears of the part is ensured by the width of the broach, which is calculated for the maximum size (B1), taking into account the tolerance on the distance between the ears of the part (Δ) and minus the breakdown value (δ).

В1=В+Δ-δ, где В - номинальное расстояние между ушками детали.B1 = B + Δ-δ, where B is the nominal distance between the ears of the part.

При этом протяжки 12 перетачиваются по передней поверхности 26 для максимально долгого сохранения годного размера на детали. С этой же целью, ширина задней поверхности 27 протяжек 13 выполнена увеличенной, чтобы количество переточек, а следовательно, и долговечность протяжек были максимально возможными. В случае отсутствия фасок на внутренних сторонах ушков детали, положение внутренних комплектов протяжек, выполненных по профильной схеме резания, и наружных, выполненных по генераторной схеме резания со свободным выходом стружки, сохраняется, т.е. место, которое занимет протяжка 7 для снятия фасок в случае их отсутствия, остается пустым. Внутренние протяжки 12, выполненные по профильной схеме резания, имеют классическое построение, т.е. имеют черновые (с большой подачей на зуб), чистовые (с минимальной подачей) и калибрующие зубья (подача на зуб отсутствует), что дает минимальный заусенец на обрабатываемой детали. Наружные протяжки 4 и 5, выполненные по генераторной схеме со свободным выходом стружки, имеют постоянную подачу на всей длине и конструкция протяжек не предусматривает наличия чистовых и калибрующих зубьев, что для открытых обрабатываемых поверхностей 19 и не требуется.In this case, the broaches 12 are grind along the front surface 26 for the longest possible preservation of the fit size on the part. For the same purpose, the width of the rear surface 27 of the broaches 13 is made increased so that the number of regrinds, and therefore the durability of the broaches, are as possible as possible. In the absence of chamfers on the inner sides of the ears of the part, the position of the internal sets of broaches, made according to the profile cutting scheme, and external, made according to the generator cutting scheme with a free exit of chips, is preserved, i.e. the place occupied by the broach 7 for chamfering in case of their absence remains empty. The internal broaches 12, made according to the profile cutting scheme, have a classic structure, i.e. they have rough (with a large feed per tooth), fine (with a minimum feed) and calibrating teeth (there is no feed per tooth), which gives a minimum burr on the workpiece. External broaches 4 and 5, made according to the generator circuit with a free chip output, have a constant feed over the entire length and the design of the broaches does not provide for fine and calibrating teeth, which is not required for open machined surfaces 19.

Обработку детали осуществляют следующим образом.Processing details as follows.

Монтируют протяжной блок. На плите 1, закрепленной на ползуне станка (не показан), и кассете 6 сначала закрепляется комплект протяжек 13, которые выставлены на размер самой конструкцией протяжек. Затем закрепляется фасочная протяжка 7, если она предусмотрена по конструкции, при этом она выставляется по высоте на размер Н при помощи клина 24. В дальнейшем на кассетах 2 и 3 закрепляются на размер В наружные протяжки 4 и 5 с помощью клиньев 20 и 21.Mount the broaching block. On the plate 1, mounted on a slider of the machine (not shown), and the cassette 6, a set of broaches 13 are first fixed, which are set to the size by the design of the broaches. Then the bevelled broach 7 is fixed, if it is provided by design, while it is set in height to size H using a wedge 24. Subsequently, on the cassettes 2 and 3, the outer broaches 4 and 5 are fixed using wedges 20 and 21.

В процессе резания вначале начинают снимать припуск h, причем одновременно, наружные протяжки 4 и 5 со свободным выходом стружки и фасочная 7 (h2 и b2). Направление схода стружки показано стрелками Е и Ж, при этом у протяжек 4 и 5 стружка сходит лентой вдоль стружечной канавки, а в протяжке 7 стружка сворачивается в клубок в стружечной канавке. В случае отсутствия фасок 11 на детали работают только наружные протяжки. Но так как протяжки 4 и 5 выполнены по генераторной схеме резания со свободным выходом стружки, то основная сила резания направлена вдоль обрабатываемой поверхности, не деформируя деталь и одновременно создавая опору на наружных поверхностях детали к тому моменту, когда в работу вступят внутренние протяжки 13, выполненные по профильной схеме резания, у которых значительная часть силы резания (до 0,25Р) направлена на обрабатываемые поверхности ушков и стремится их деформировать. Но этому препятствуют наружные протяжки 4 и 5, осуществляющие в этот момент процесс резания наружных поверхностей. Исключению вдавливания поверхностей ушков в наружные протяжки под действием силы резания внутренних протяжек 13 способствует геометрия зубьев протяжек со свободным выходом стружки, когда углы резания расположены вдоль грани 28, не контактирующей с наружной поверхностью оппозитно расположенной внутренней поверхности 15 обрабатываемой протяжками. При этом геометрические параметры зубьев 14, расположенные вдоль оппозитной поверхности, позволяют свести вероятность вдавливания, а значит деформации, поверхностей ушков детали 12 в зубья протяжек к минимальной. У внутренних протяжек 13 направление схода стружки показано стрелкой К, при этом стружка сворачивается в клубок в стружечной канавке и, следовательно, подача на зуб ограничивается объемом стружечной канавки.In the process of cutting, first they begin to remove the allowance h, and at the same time, the outer broaches 4 and 5 with the free exit of the chips and the chamfer 7 (h2 and b2). The direction of chip evacuation is shown by arrows E and Zh, while for broaches 4 and 5, the chips come off the tape along the chip groove, and in the broach 7, the chips are folded into a ball in the chip groove. In the absence of chamfers 11, only external broaches work on the part. But since the broaches 4 and 5 are made according to the generator cutting scheme with a free exit of chips, the main cutting force is directed along the machined surface without deforming the part and at the same time creating support on the outer surfaces of the part until the internal broaches 13 made according to the profile cutting scheme, in which a significant part of the cutting force (up to 0.25P) is directed to the treated surfaces of the ears and tends to deform them. But this is prevented by the outer broaches 4 and 5, which at this moment carry out the process of cutting the outer surfaces. The exclusion of the pressing of the surfaces of the ears into the outer broaches under the action of the cutting force of the inner broaches 13 is facilitated by the geometry of the teeth of the broaches with a free exit of chips, when the cutting angles are located along the edge 28 which is not in contact with the outer surface of the opposed inner surface 15 being machined by broaches. At the same time, the geometric parameters of the teeth 14 located along the opposed surface can reduce the likelihood of indentation, and hence deformation, of the surfaces of the ears of the part 12 into the broach teeth to a minimum. At the internal broaches 13, the direction of the chip flow is indicated by the arrow K, while the chip is folded into a ball in the chip groove and, therefore, the feed to the tooth is limited by the volume of the chip groove.

Эффективность предложенной конструкции протяжного блока обусловлена возможностью исключения трудноудалимых заусенцев на обрабатываемой детали, а значит повышения качества детали за счет выполнения наружных протяжек по генераторной схеме резания со свободным выходом стружки, а внутренних по профильной схеме резания, не подвергая деталь деформации, причем протяжек, одновременно находящихся в процессе резания, но не подвергающих при этом ушки детали деформации.The effectiveness of the proposed design of the broaching unit is due to the possibility of eliminating difficult burrs on the workpiece, which means improving the quality of the part by performing external broaches according to the generator cutting scheme with a free chip output, and internal ones according to the profile cutting scheme, without subjecting the component to deformation, and broaches simultaneously located during cutting, but not subjecting the ears to deformation details.

Claims

1. The method of pulling the ears of the details of the type "steering fork", in which the planes are produced by the translational movement of the cutting teeth of the external and internal sets of broaches, characterized in that the processing is carried out in two stages, while first removing the allowance with the first teeth of the external and internal beveling sets of broaches with the simultaneous creation of support on the outer planes of the ears of the part, and then process the inner planes of the ears with inner sets of broaches with simultaneous extension HAND processing their outer surfaces.

2. A broaching unit for pulling the ears of a part such as a “steering fork”, made in the form of cassettes mounted on the edges of the tool plate with sets of broaches mounted on them with free chip output, and in the central part of the plate, cassettes with inner sets of broaches, characterized in that the outer and inner bevelle sets of broaches are made according to the generator cutting scheme, and the inner set of broaches is made according to the profile cutting scheme.

3. The broaching unit according to claim 2, characterized in that the inner sets of broaches are made bilaterally and the outer ones unilaterally.

4. The broaching unit according to claim 2, characterized in that the outer and inner chamfer sets of broaches are equipped with control elements in the form of wedges.