RU2335370C2 - Instrument for plastic drilling - Google Patents

Instrument for plastic drilling Download PDF

Info

Publication number
RU2335370C2
RU2335370C2 RU2006138387/02A RU2006138387A RU2335370C2 RU 2335370 C2 RU2335370 C2 RU 2335370C2 RU 2006138387/02 A RU2006138387/02 A RU 2006138387/02A RU 2006138387 A RU2006138387 A RU 2006138387A RU 2335370 C2 RU2335370 C2 RU 2335370C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prismatic
sections
section
conical
working part
Prior art date
Application number
RU2006138387/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138387A (en
Inventor
Евгений Юрьевич Татаркин (RU)
Евгений Юрьевич Татаркин
Олег Владимирович Золотов (RU)
Олег Владимирович Золотов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2006138387/02A priority Critical patent/RU2335370C2/en
Publication of RU2006138387A publication Critical patent/RU2006138387A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2335370C2 publication Critical patent/RU2335370C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: instrument contains a working part with symmetric, against an instrument, axis shaped cross-section having the sides with small curvature, including conic, having peaked aligning element, both prismatic sections and a shaft. The working part is supplied with additional conic and prismatic sections, shaped cross-sections corresponding to sections of the conic and prismatic sections, sequentially located between a prismatic section and a shaft. Thus four cutting cogs are rigidly fixed on an additional prismatic section on the sides with small curvature, uniformly located against each other.
EFFECT: productivity increase.
8 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к комбинированной обработке металла давлением и резанием, и может быть использовано для изготовления втулок под резьбу в листовой или трубчатой заготовке путем пластического сверления.The invention relates to mechanical engineering, namely to the combined processing of metal by pressure and cutting, and can be used for the manufacture of threaded bushings in a sheet or tubular workpiece by plastic drilling.

Известен инструмент для пластического сверления, содержащий рабочую часть профилированного поперечного сечения из конического, имеющего остроконечный центрирующий элемент, и призматического участков и хвостовик. При этом профилированное поперечное сечение конического и призматического участков рабочей части имеет контур, представляющий кривую, описывающую равносторонний треугольник, и выполненный в виде двух дуг, сходящихся к каждой из вершин треугольника и имеющих разные длины и радиусы кривизны, а между ними - либо в виде дуги с большим радиусом кривизны, либо в виде прямой линии (Патент NL №160499, М. кл. B21D 31/00, B21D 31/00, В21С 37/29, опубл. 1979).A known tool for plastic drilling, containing the working part of the profiled cross-section of a conical, having a pointed centering element, and prismatic sections and shank. In this case, the profiled cross section of the conical and prismatic sections of the working part has a contour representing a curve describing an equilateral triangle, and made in the form of two arcs converging to each of the vertices of the triangle and having different lengths and radii of curvature, and between them either in the form of an arc with a large radius of curvature, or in a straight line (Patent NL No. 160499, M. CL B21D 31/00, B21D 31/00, B21C 37/29, publ. 1979).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является инструмент для пластического сверления, содержащий рабочую часть с симметричным относительно оси инструмента профилированным поперечным сечением, имеющим стороны с малой кривизной, включающую конический, имеющий остроконечный центрирующий элемент, и призматический участок и хвостовик. При этом профилированное поперечное сечение конического и призматического участков рабочей части имеет контур в виде сложной гармонической кривой, который описывается в полярных координатах следующим уравнением:Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result (prototype) is a plastic drilling tool comprising a working part with a profiled cross-section symmetrical with respect to the tool axis, having sides with small curvature, including a conical, having a pointed centering element, and a prismatic section and shank. Moreover, the profiled cross section of the conical and prismatic sections of the working part has a contour in the form of a complex harmonic curve, which is described in polar coordinates by the following equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

при условии, что соблюдается следующее неравенство:provided that the following inequality is observed:

Figure 00000003
где R - радиус-вектор, проведенный из центра сечения к точке контура;
Figure 00000003
where R is the radius vector drawn from the center of the section to the contour point;

R0 - радиус-вектор, проведенный из центра сечения к начальной точке контура в вершине многоугольника;R 0 is the radius vector drawn from the center of the section to the starting point of the contour at the top of the polygon;

φ - угол между R0 и R;φ is the angle between R 0 and R;

е=Rmax-Rmin - вспомогательный параметр;e = R max -R min - auxiliary parameter;

n - количество вершин многоугольника; при n=4 - квадрат, при n=3 - равносторонний треугольник;n is the number of vertices of the polygon; at n = 4 - a square, at n = 3 - an equilateral triangle;

δ - коэффициент модуляции, принимается в пределах от 0 до 0,99;δ - modulation coefficient, taken in the range from 0 to 0.99;

α - коэффициент несимметричности;α is the asymmetry coefficient;

(Патент ЕР 0057039, М. кл. B21D 31/02, В21С 37/29, опубл. 1982).(Patent EP 0057039, M. CL B21D 31/02, B21C 37/29, publ. 1982).

Недостатком описанных инструментов является длительность изготовления втулок под резьбу в листовых или трубчатых заготовках, обусловленная необходимостью включения в технологический процесс дополнительных операций, связанных со срезанием наплыва металла на верхней поверхности заготовки детали, образовавшегося после пластического сверления, и выполнением фаски детали.The disadvantage of the described tools is the duration of the manufacture of threaded bushings in sheet or tubular blanks, due to the need to include in the process additional operations related to cutting off the influx of metal on the upper surface of the workpiece of the part formed after plastic drilling and chamfering the part.

Предлагаемое изобретение решает задачу уменьшения длительности изготовления втулки под резьбу в листовой или трубчатой заготовке.The present invention solves the problem of reducing the duration of the manufacture of a sleeve for thread in a sheet or tubular workpiece.

Эта задача достигается тем, что в инструменте для пластического сверления, содержащем рабочую часть с симметричным относительно оси инструмента профилированным поперечным сечением, имеющим стороны с малой кривизной, включающую конический, имеющий остроконечный центрирующий элемент, и призматический участок и хвостовик, рабочая часть снабжена дополнительными коническим и призматическим участками, профилированные поперечные сечения которых соответствуют сечениям конического и призматического участков, последовательно расположенными между призматическим участком и хвостовиком, при этом на дополнительном призматическом участке на сторонах с малой кривизной жестко закреплены четыре режущих зуба, равномерно расположенные относительно друг друга.This task is achieved by the fact that in a plastic drilling tool containing a working part with a profiled cross-section symmetrical with respect to the tool axis, having sides with small curvature, including a conical, having a pointed centering element, and a prismatic section and a shank, the working part is equipped with additional conical and prismatic sections, the profiled cross sections of which correspond to the sections of the conical and prismatic sections, sequentially located E between the prism portion and the shank, wherein on the additional prismatic portion on the sides with a small curvature are rigidly fixed four cutting teeth, evenly spaced from each other.

Уменьшение длительности изготовления втулки под резьбу в листовой или трубчатой заготовке обусловлено возможностью изготовления детали предлагаемым инструментом за один технологический проход с выполнением фаски и срезанием наплыва металла с верхней поверхности заготовки детали вследствие того, что рабочая часть снабжена дополнительными коническим и призматическим участками, профилированные поперечные сечения которых соответствуют сечениям конического и призматического участков, последовательно расположенными между призматическим участком и хвостовиком, при этом на дополнительном призматическом участке на сторонах с малой кривизной жестко закреплены четыре режущих зуба, равномерно расположенные относительно друг друга.The decrease in the duration of the manufacture of a threaded sleeve in a sheet or tubular workpiece is due to the possibility of manufacturing the part with the proposed tool in one technological pass with chamfering and cutting off the influx of metal from the upper surface of the workpiece part due to the fact that the working part is equipped with additional conical and prismatic sections, profiled cross sections correspond to sections of the conical and prismatic sections sequentially located between the prismatic four cutting teeth, evenly located relative to each other, are rigidly fixed on the side with a small prismatic section on the sides with low curvature.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен инструмент для пластического сверления, общий вид; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 - втулка под резьбу с бобышкой, полученная при обработке листовой заготовки, продольный разрез; на фиг.7 - втулка под резьбу, полученная при обработке листовой заготовки, продольный разрез; на фиг.8 - втулка под. резьбу, полученная при обработке трубчатой заготовки, продольный разрез.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a tool for plastic drilling, General view; figure 2 is the same, bottom view; figure 3 is a section aa in figure 1; figure 4 is a section bB in figure 1; figure 5 - section bb in figure 2; figure 6 - sleeve for thread with a boss obtained by processing a sheet blank, a longitudinal section; in Fig.7 - sleeve for thread obtained by processing a sheet blank, a longitudinal section; Fig.8 - sleeve under. thread obtained during processing of a tubular billet, longitudinal section.

Кроме того, на фиг.1, 2, 5, 6, 8 показано:In addition, figure 1, 2, 5, 6, 8 shows:

l - длина дополнительного конического участка рабочей части предлагаемого инструмента;l is the length of the additional conical section of the working part of the proposed tool;

Г - сторона с малой кривизной дополнительного призматического участка рабочей части предлагаемого инструмента;G - side with a small curvature of the additional prismatic section of the working part of the proposed tool;

α - передний угол режущего зуба;α is the rake angle of the cutting tooth;

β - задний угол режущего зуба;β is the posterior angle of the cutting tooth;

z - длина фаски для внутренней метрической или трубной цилиндрической резьбы, выполненной в заготовке с помощью предлагаемого инструмента.z is the length of the chamfer for the internal metric or pipe cylindrical thread made in the workpiece using the proposed tool.

Инструмент для пластического сверления содержит рабочую часть с симметричным относительно оси инструмента профилированным поперечным сечением, имеющим стороны с малой кривизной, включающую конический 1, имеющий остроконечный центрирующий элемент 2, и призматический участок 3 и хвостовик 4. Рабочая часть инструмента снабжена дополнительными коническим 5 и призматическим 6 участками, профилированные поперечные сечения которых соответствуют сечениям конического 1 и призматического 3 участков, последовательно расположенными между призматическим 3 участком и хвостовиком 4. При этом на дополнительном призматическом 6 участке на сторонах Г с малой кривизной жестко закреплены четыре режущих зуба 7, равномерно расположенные относительно друг друга. Каждый из режущих зубьев 7 выполнен с передним углом α, равным 12-15°, и задним углом β, равным 8-12° (Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 тт: Т.2 / под ред. А.Г.Косиловой и др. - М.: Машиностроение, 1985, с.154-155; ГОСТ 256258-87 Цековки цилиндрические для обработки опорных поверхностей под крепежные детали, с.32, 37, 39-42). Профилированное поперечное сечение конического 1 и призматического 3 участков и соответствующее им поперечное сечение дополнительных конического 5 и призматического 6 участков имеют контур, который описывается формулой (1) при условии соблюдения неравенства (2) и выборе коэффициента модуляции δ равным нулю, коэффициента несимметричности α равным нулю и количества вершин многоугольника n равным четырем, и который обеспечивает равномерное распределение нагрузок на стенку отверстия заготовки детали в процессе обработки, а также незначительное налипание или отсутствие налипания обрабатываемого металла на поверхность рабочей части инструмента. Контур является симметричным относительно продольной оси инструмента, что обеспечивает возможность вращения инструмента в противоположном направлении с целью самоочистки. С помощью дополнительного конического участка 5 рабочей части осуществляется формообразование фаски для внутренней метрической или трубной цилиндрической резьбы в соответствии с ГОСТ 10549-80 Сбеги, недорезы, проточки и фаски, Измененная редакция, Изм. №1, с.1-12, и поэтому он выполнен с конусностью 2:1, обеспечивающей получение фаски с углом между образующей и осью конуса, равным 45° и длиной l, равной длине фаски z, определяемой в соответствии с вышеуказанным ГОСТ.The plastic drilling tool comprises a working part with a profiled cross-section symmetrical with respect to the tool axis, having sides with small curvature, including a conical 1, having a pointed centering element 2, and a prismatic section 3 and a shank 4. The working part of the tool is equipped with additional conical 5 and prismatic 6 sections, the profiled cross sections of which correspond to sections of the conical 1 and prismatic 3 sections, sequentially located between the prism 3 section and shank 4. Moreover, on the additional prismatic 6 section on the sides Г with small curvature four cutting teeth 7 are rigidly fixed, evenly spaced relative to each other. Each of the cutting teeth 7 is made with a front angle α equal to 12-15 °, and a rear angle β equal to 8-12 ° (Kosilova A.G. Handbook of a machine-building engineer: В 2 тт: Т.2 / edition A .G. Kosilova et al. - Moscow: Mashinostroenie, 1985, p. 154-155; GOST 256258-87 Cylindrical counterbores for machining bearing surfaces for fasteners, p. 32, 37, 39-42). The profiled cross section of the conical 1 and prismatic 3 sections and the corresponding cross section of the additional conical 5 and prismatic 6 sections have a contour that is described by formula (1) provided that inequality (2) is satisfied and the modulation coefficient δ is set to zero, the asymmetry coefficient α is equal to zero and the number of vertices of the polygon n equal to four, and which ensures uniform distribution of loads on the wall of the hole of the workpiece part during processing, as well as insignificant The sticking or lack of sticking of the treated metal on the surface of the working part of the tool. The contour is symmetrical about the longitudinal axis of the tool, which allows the tool to rotate in the opposite direction for self-cleaning. Using an additional conical section 5 of the working part, a chamfer is formed for an internal metric or pipe cylindrical thread in accordance with GOST 10549-80 Runaways, undercuttings, grooves and bevels, Changed edition, Rev. No. 1, pp. 1-12, and therefore it is made with a taper of 2: 1, providing a chamfer with an angle between the generatrix and the axis of the cone equal to 45 ° and a length l equal to the length of the chamfer z, determined in accordance with the above GOST.

Предлагаемый инструмент предназначен для обработки листовых и трубчатых заготовок с толщиной 1-10 мм из малоуглеродистых и нержавеющих сталей с пределом прочности до 700 МПа, алюминия и его сплавов с содержанием кремния Si менее 5%, меди и ее сплавов за исключением хрупких материалов, например, марок латуни с содержанием цинка Zn более 40%.The proposed tool is designed for processing sheet and tubular blanks with a thickness of 1-10 mm from low-carbon and stainless steels with a tensile strength of up to 700 MPa, aluminum and its alloys with a silicon content of Si less than 5%, copper and its alloys with the exception of brittle materials, for example, grades of brass with a zinc content of Zn over 40%.

Инструмент для пластического сверления работает следующим образом. Инструмент для пластического сверления хвостовиком 4 закрепляется в патроне станка и с высокой частотой вращения и подачей входит в контакт с листовой или трубчатой заготовкой. Сначала в заготовку внедряется конический 1 участок рабочей части инструмента, при этом металл заготовки локально нагревается за счет теплоты, выделяющейся при трении, и пластической деформации. Инструмент, преодолевая сопротивление разогретого металла заготовки, перемещается в осевом направлении, при этом в контакт с заготовкой вступает призматический участок 3 рабочей части, который окончательно формирует отверстие. Вытесненный из зоны контакта металл образует наплывы конической формы на верхней и нижней поверхностях заготовки детали. При дальнейшем перемещении инструмента в осевом направлении наплыв на верхней поверхности заготовки детали деформируется дополнительным коническим 5 участком рабочей части, выполняя фаску детали. Причем этот процесс также сопровождается локальным нагревом обрабатываемого металла, за счет теплоты, выделяющейся при трении, что улучшает условия деформации. При продолжении перемещения инструмента в зависимости от требований к выполнению детали наплыв металла полностью или частично срезается режущими зубьями 7. Для получения втулок под резьбу с бобышками, представленных на фиг.6 и 8, срезается часть наплыва на верхней поверхности заготовки детали. Для получения втулки под резьбу, представленной на фиг.7, наплыв на верхней поверхности заготовки срезается заподлицо, причем в этом случае фаска выполняется непосредственно в заготовке - металл из зоны контакта дополнительного конического участка 5 рабочей части с заготовкой детали вытесняется наверх и срезается режущими зубьями 7.Tool for plastic drilling works as follows. The tool for plastic drilling with a shank 4 is fixed in the machine chuck and comes into contact with a sheet or tubular workpiece with a high speed and feed. First, a conical 1 portion of the working part of the tool is introduced into the workpiece, while the metal of the workpiece is locally heated due to the heat released by friction and plastic deformation. The tool, overcoming the resistance of the heated metal of the workpiece, moves in the axial direction, while the prismatic section 3 of the working part comes into contact with the workpiece, which finally forms the hole. The metal displaced from the contact zone forms conical-shaped flows on the upper and lower surfaces of the workpiece. With further movement of the tool in the axial direction, the influx on the upper surface of the workpiece blank is deformed by an additional conical 5 portion of the working part, performing a chamfer of the part. Moreover, this process is also accompanied by local heating of the treated metal, due to the heat released during friction, which improves the deformation conditions. With continued movement of the tool, depending on the requirements for the performance of the part, the metal influx is completely or partially cut off by the cutting teeth 7. To obtain bushings for the threaded bosses shown in Figs. 6 and 8, a part of the influx on the upper surface of the workpiece is cut off. To obtain a sleeve for the thread shown in Fig. 7, the influx on the upper surface of the workpiece is cut flush, and in this case, the chamfer is performed directly in the workpiece - metal from the contact area of the additional conical section 5 of the working part with the workpiece is pushed up and cut off by cutting teeth 7 .

Таким образом, использование предлагаемого инструмента для пластического сверления обеспечивает уменьшение длительности изготовления втулки под резьбу в листовой или трубчатой заготовке.Thus, the use of the proposed tool for plastic drilling provides a decrease in the duration of the manufacture of the sleeve for threading in a sheet or tubular workpiece.

Claims (1)

Инструмент для пластического сверления, содержащий рабочую часть с симметричным относительно оси инструмента профилированным поперечным сечением, имеющим стороны с малой кривизной, включающую конический, имеющий остроконечный центрирующий элемент, и призматический участки и хвостовик, отличающийся тем, что рабочая часть снабжена дополнительными коническим и призматическим участками, профилированные поперечные сечения которых соответствуют сечениям конического и призматического участков, последовательно расположенными между призматическим участком и хвостовиком, при этом на дополнительном призматическом участке на сторонах с малой кривизной жестко закреплены четыре режущих зуба, равномерно расположенные относительно друг друга.A plastic drilling tool comprising a working part with a profiled cross-section symmetrical with respect to the tool axis, having sides with small curvature, including a conical, having a pointed centering element, and a prismatic sections and a shank, characterized in that the working part is provided with additional conical and prismatic sections, the profiled cross sections of which correspond to the sections of the conical and prismatic sections sequentially located between the zmatic section and the shank, while on the additional prismatic section on the sides with low curvature four cutting teeth are rigidly fixed, evenly spaced relative to each other.
RU2006138387/02A 2006-10-30 2006-10-30 Instrument for plastic drilling RU2335370C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138387/02A RU2335370C2 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Instrument for plastic drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138387/02A RU2335370C2 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Instrument for plastic drilling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138387A RU2006138387A (en) 2008-05-10
RU2335370C2 true RU2335370C2 (en) 2008-10-10

Family

ID=39799610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138387/02A RU2335370C2 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Instrument for plastic drilling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335370C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492972C2 (en) * 2010-11-09 2013-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Tool for plastic boring
RU2524469C2 (en) * 2012-06-14 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск (Российская Федерация) Machining of bores in metal structures

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492972C2 (en) * 2010-11-09 2013-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Tool for plastic boring
RU2524469C2 (en) * 2012-06-14 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск (Российская Федерация) Machining of bores in metal structures

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006138387A (en) 2008-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jeswiet et al. Forming parameters for incremental forming of aluminium alloy sheet metal
WO1995000274A2 (en) High precision, high surface finish broaching method, tool, and lubricant/coolant
Sultan et al. Chip formation when drilling AISI 316L stainless steel using carbide twist drill
JP5116980B2 (en) Tool and method for generating threads
de Oliveira et al. Investigation of the influence of coating and the tapered entry in the internal forming tapping process
RU2335370C2 (en) Instrument for plastic drilling
Alphonse et al. Investigation on tribological behavior during friction drilling process-a review
EP3558554A1 (en) A connection tube and its method of manufacturing
JP2005007527A (en) Tap
US5077897A (en) Triangular scraper tool
JP2000140979A (en) Stepped shaft part and its production method
RU2443495C2 (en) Method of producing article of door fastener type
US20210086254A1 (en) Connecting Element
US11465221B2 (en) Hybrid threading tool with cutting portion and rolling portion
RU2755787C1 (en) Method for manufacturing door holder type product
Nanjo et al. Spinning workability of Al-Mg-Si alloy extruded tube using the forming die
JPH0866715A (en) Manufacture of wire-bar provided with highly smooth external surface
RU2799823C1 (en) Method for manufacturing steel complex-shaped shells
US4515000A (en) Method for manufacturing consumable welding spacer
JPH07276139A (en) Tap for tapping
US11577331B2 (en) Methods of manufacturing part with hole having cut threads
CN114951850B (en) Hybrid screw tap with reamer portion and thread cutting portion
SU1058677A1 (en) Friction tool for producing tangential spinning of hollow articles from tubular blanks
RU2570611C2 (en) Cutting method of deep female thread in composite billets
JP4663991B2 (en) Method for forming screw holes

Legal Events

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

Effective date: 20091031