RU2468897C1

RU2468897C1 - Method of chasing and chaser

Info

Publication number: RU2468897C1
Application number: RU2011122857/02A
Authority: RU
Inventors: Артём Олегович Чуприков; Валерий Васильевич Иванов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество Тульский Оружейный Завод
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2012-12-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed method is intended for cutting internal thread at NC lathe with carbide plates in multiple passes in hollow cylindrical article from high-strength steel, for example, in rocket engine housing, and comprises controlling thread parameters, roughing and finishing by two-position cutting plates. Chasing in finishing passes is effected in the area of machine tool positive transverse coordinate by new cutting plate. After these passes, thread parameters are controlled to load chasing correction into tool control program. After chasing with correction, worn-out plate is fitted in second position of the cutter while new cutting plate is fitted at first position. Note here that chasing in the next articles is performed by worn-out plate in roughing passes with allowances for finishing and shifting the cutter in machine tool negative transverse coordinate zone with cutter shift for half the pitch backward. After roughing, cutter is moved back in to positive coordinate to proceed with finishing by new cutting plate. Cutter comprises holder with seat for said second carbide cutting plate. Note here that holder seats are arranged at one level at holder opposite sides while carbide plates are arranged axially symmetric and turned through 180° relative to each other.

EFFECT: higher process efficiency.

4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области нарезания крепежных резьб резцом на станках токарной группы с ЧПУ и может быть использовано для нарезания внутренней резьбы в полых цилиндрических изделиях из высокопрочной стали, например в корпусах ракетных двигателей.The invention relates to the field of cutting fastening threads with a cutter on CNC lathe machines and can be used for cutting internal threads in hollow cylindrical products from high strength steel, for example, in rocket engine bodies.

Известны способы многопроходного нарезания резьбы резцом, определяющиеся сочетанием двух равномерных движений: вращательного движения детали и прямолинейного движения резца вдоль ее оси (см. В.Ф.Бобров, «Многопроходное нарезание крепежных резьб резцом». М., «Машиностроение», 1982, стр.5-7, стр.90-92, рис.72) - прототип.Known methods for multi-thread cutting with a cutter, determined by a combination of two uniform movements: rotational movement of the part and the rectilinear movement of the tool along its axis (see V.F. Bobrov, "Multipass cutting of fastening threads with a cutter." M., "Mechanical Engineering", 1982, p. .5-7, pp. 90-92, Fig. 72) - a prototype.

Недостатком известных способов является низкий ресурс работы режущего инструмента, особенно при нарезании внутренней упорной резьбы с глубиной профиля свыше 1,5 мм на труднообрабатываемом материале повышенной твердости, например в корпусе ракетного двигателя.A disadvantage of the known methods is the low resource of the cutting tool, especially when cutting internal thrust threads with a profile depth of more than 1.5 mm on hard-to-work material of increased hardness, for example, in a rocket engine housing.

Для осуществления этого способа используется известная конструкция однопозиционного резца, например, фирмы Vargus Ltd., Израиль (см. приложение к заявке - копию из каталога фирмы) - прототип. При использовании этой конструкции резца требуется большое число проходов режущей пластиной, что приводит к ее быстрому износу и, следовательно, к снижению ресурса работы инструмента.To implement this method, the well-known design of a single-position cutter is used, for example, the company Vargus Ltd., Israel (see the appendix to the application - a copy from the catalog of the company) - prototype. When using this design, the cutter requires a large number of passes of the cutting insert, which leads to its rapid wear and, therefore, to reduce the life of the tool.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение ресурса работы режущего инструмента за счет максимального использования его режущих пластин, получивших износ на стадии чистовых проходов, а также введением в программу станка дополнительно режима нарезания резьбы с коррекцией на износ и контроль износа режущей пластины.The technical problem to which the invention is directed is to increase the life of the cutting tool due to the maximum use of its cutting inserts that have been worn at the stage of finishing passes, as well as introducing into the machine program an additional thread cutting mode with correction for wear and control of wear of the cutting insert.

Решение поставленной технической задачи достигается группой изобретений, образующих единый изобретательский замысел.The solution of the technical problem is achieved by a group of inventions forming a single inventive concept.

1. Способ нарезания внутренней резьбы на токарном станке с ЧПУ резцом с твердосплавными пластинами многопроходным методом в полом цилиндрическом изделии из высокопрочной стали, например в корпусе ракетного двигателя, с последующим контролем параметров резьбы, в котором при нарезании резьбы последовательно выполняют чистовые и черновые проходы резцом с двухпозиционным расположением режущих пластин, нарезание резьбы чистовыми проходами ведут в зоне положительной поперечной координаты станка новой режущей пластиной и по окончании проходов осуществляют контроль параметров резьбы, затем в программу станка дополнительно вводят коррекцию нарезания резьбы с учетом предварительного износа новой режущей пластины на величину, не превышающую величину минимального допуска на профильные диаметры резьбы, и нарезание резьбы в следующих изделиях выполняют, контролируя износ режущей пластины, закончив нарезание резьбы с коррекцией, изношенную пластину устанавливают на вторую позицию резца, а на первой позиции закрепляют новую, причем нарезание резьбы в следующих изделиях производят изношенной пластиной черновыми проходами, оставив припуск для чистовых проходов и переместив резец в зону отрицательной поперечной координаты станка, сместив его на полшага резьбы назад, после выполнения черновых проходов резец возвращают в зону положительной поперечной координаты станка и продолжают нарезание резьбы чистовыми проходами новой режущей пластиной, уже закрепленной на первой позиции резца, далее процесс повторяют.1. The method of cutting internal threads on a CNC lathe with a carbide-tipped cutter using the multi-pass method in a hollow cylindrical product made of high-strength steel, for example, in a rocket engine housing, with subsequent control of the thread parameters, in which, when threading, the finishing and rough passes are successively performed with a cutter with with a two-position arrangement of cutting inserts, threading with finishing passes is carried out in the zone of positive lateral coordinate of the machine with a new cutting insert and at the end of The parameters of the thread are monitored, then the thread cutting correction is additionally introduced into the machine program taking into account the preliminary wear of the new cutting insert by an amount not exceeding the minimum tolerance on the profile diameters of the thread, and threading in the following products is performed by monitoring the wear of the cutting insert, having finished cutting threads with correction, the worn-out plate is set to the second position of the cutter, and a new one is fixed at the first position, and threading in the following products they make the worn-out plate rough passages, leaving an allowance for finishing passes and moving the cutter to the negative transverse coordinate area of the machine, moving it back half a step of the thread, after making rough cuts, the cutter is returned to the positive transverse coordinate area of the machine and continue threading with finishing passes with a new cutting plate, already fixed at the first position of the cutter, then the process is repeated.

2. Контроль износа режущей пластины осуществляют оптическим измерителем, снабженным шаблоном допустимого профиля пластин.2. The wear of the cutting insert is controlled by an optical meter equipped with a template for an acceptable insert profile.

3. (Вариант) Контроль износа режущей пластины осуществляют контактным микрометром с упором измерительной головки в вершину профиля пластины.3. (Variant) The wear of the cutting insert is controlled by a contact micrometer with the focus of the measuring head at the top of the insert profile.

4. Резьбовой резец для осуществления способа снабжают двумя посадочными гнездами, расположенными на одном уровне на противоположных частях державки, в которых осесимметрично закреплены режущие твердосплавные пластины, повернутые относительно друг друга на 180°.4. The threaded cutter for implementing the method is equipped with two mounting sockets located at the same level on opposite parts of the holder, in which cutting carbide inserts rotated 180 ° relative to each other are axisymmetrically fixed.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 и Фиг.2 показано нарезание резьбы резцом с двухпозиционным расположением режущих пластин чистовыми проходами новой режущей пластиной в зоне положительной поперечной координаты станка (резец слева) и нарезание резьбы черновыми проходами изношенной пластиной в зоне отрицательной поперечной координаты станка (резец справа).The invention is illustrated by drawings, where Figures 1 and 2 show thread cutting by a cutter with a two-position arrangement of cutting inserts by finishing passages with a new cutting plate in the area of positive transverse coordinate of the machine (cutter to the left) and thread cutting by rough passages by a worn plate in the area of negative transverse coordinate machine tool (cutter on the right).

На Фиг.3 и Фиг.4 изображен двухпозиционный резьбовой резец. Резьбовой резец содержит державку 1, снабженную двумя посадочными гнездами, в которых осесимметрично закреплены в первом посадочном гнезде новая режущая пластина 2 и во втором посадочном гнезде изношенная пластина 3, повернутые относительно друг друга на 180°.Figure 3 and Figure 4 shows a two-position threaded cutter. The threaded cutter contains a holder 1, equipped with two mounting sockets, in which a new cutting insert 2 and a worn insert 3, rotated 180 ° relative to each other, are axisymmetrically fixed in the first mounting socket.

На Фиг.5 показано оптическое устройство контроля износа режущей пластины, установленное вместе с резцом в двухпозиционном резцедержателе, конструкция которого изображена на Фиг.6. На Фиг.7 показан вариант устройства контроля износа режущей пластины при помощи контактного микрометра с упором измерительной головки в вершину профиля режущей пластины, так как она подвержена наибольшему износу (см. В.Ф.Бобров, «Многопроходное нарезание крепежных резьб резцом». М., «Машиностроение», 1982, стр.91, рис.72). Контроль износа режущих пластин осуществляется без съема резцедержателя с револьверной головки станка.Figure 5 shows an optical device for controlling the wear of the cutting insert, installed together with the cutter in a two-position tool holder, the design of which is shown in Fig.6. Figure 7 shows a variant of a device for controlling wear of a cutting insert using a contact micrometer with the focus of the measuring head at the top of the profile of the cutting insert, since it is subject to the greatest wear (see V.F. Bobrov, "Multipass cutting of fastening threads with a cutter." M. , "Engineering", 1982, p. 91, Fig. 72). The wear of the cutting inserts is controlled without removing the tool holder from the turret of the machine.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Нарезание резьбы на токарном станке с ЧПУ резцом с двухпозиционным расположением режущих пластин начинают чистовыми проходами новой режущей пластиной в зоне положительной поперечной координаты станка (слева на Фиг.1). По окончании проходов осуществляют контроль параметров резьбы. В процессе нарезания резьбы изнашивание режущего профиля пластины протекает неравномерно. Интенсивней всего изнашиваются боковые режущие кромки и вершины режущей пластины, причем размер вершины резьбы выполняется, а впадина профиля резьбы выполняется не полностью. Поэтому при нарезании резьбы в последующих изделиях этой же режущей пластиной, с находящимся в пределах допуска износом, в программу станка дополнительно вводят коррекцию нарезания резьбы на величину, не превышающую величину минимального допуска на профильные диаметры резьбы, контролируя при этом износ режущей пластины. (Фиг.5 или Фиг.7).Threading on a CNC lathe with a cutter with a two-position arrangement of cutting inserts begins with finishing passes with a new cutting insert in the area of the positive lateral coordinate of the machine (left in FIG. 1). At the end of the passes, the thread parameters are monitored. In the process of threading, wear of the cutting profile of the plate proceeds unevenly. The most intensive wear of the side cutting edges and the tops of the cutting insert, and the size of the top of the thread is performed, and the groove of the thread profile is not fully executed. Therefore, when threading in subsequent products with the same cutting plate, with wear within the tolerance, the machine program additionally introduces a thread cutting correction by an amount not exceeding the minimum tolerance on the profile diameters of the thread, while controlling the wear of the cutting insert. (Figure 5 or Figure 7).

Закончив процесс резания с коррекцией, изношенную пластину из первого посадочного гнезда державки 1 закрепляют во втором посадочном гнезде державки 1, а на ее место устанавливают новую, формируя, таким образом, двухпозиционный резец (Фиг.3 и Фиг.4).Having finished the cutting process with correction, the worn plate from the first mounting socket of the holder 1 is fixed in the second mounting socket of the holder 1, and a new one is installed in its place, thus forming a two-position cutter (Figure 3 and Figure 4).

Нарезание резьбы в последующих изделиях начинают изношенной пластиной 3 (Фиг.3, Фиг.4) черновыми проходами, оставляя припуск для последующих чистовых проходов, переместив при этом резец в зону отрицательной поперечной координаты станка (вправо Фиг.2) и сместив резец назад на полшага резьбы. Это необходимо для того, чтобы при последующем нарезании чистовыми проходами новой пластиной 2 уже в зоне положительной поперечной координаты станка режущий профиль пластины точно попал в черновой профиль предварительно нарезанной резьбы. Далее этот процесс повторяют.Threading in subsequent products begins with a worn plate 3 (Fig. 3, Fig. 4) in rough passes, leaving an allowance for subsequent finishing passes, while moving the cutter to the negative transverse coordinate zone of the machine (to the right of Fig. 2) and shifting the cutter back half a step carvings. This is necessary so that during subsequent cutting with finishing passes with a new insert 2 already in the zone of positive transverse coordinate of the machine, the cutting profile of the insert exactly fits into the rough profile of the pre-cut thread. Then this process is repeated.

Изобретение позволяет повысить ресурс работы режущего инструмента при нарезании резьбы на труднообрабатываемом материале повышенной твердости, каковым является корпус ракетного двигателя, за счет максимального использования его режущих пластин, введением в станок с ЧПУ дополнительной программы нарезания резьбы с коррекцией, после чего изношенную пластину используют для чернового нарезания, что в 3-4 раза уменьшает число чистовых проходов при нарезании резьбы новой режущей пластиной, кроме того, введением в процесс дополнительно, помимо контроля параметров резьбы при нарезании ее с программой коррекции, также контроля износа режущей пластины.The invention allows to increase the life of the cutting tool when threading on hard-to-work material of increased hardness, which is the rocket engine housing, due to the maximum use of its cutting plates, the introduction of an additional threading program with correction into the CNC machine, after which the worn-out plate is used for rough cutting , which 3-4 times reduces the number of finishing passes when threading with a new cutting insert, in addition, by introducing additionally into the process, mo control parameters of the thread when cutting it from the correction program, and control of wear of the cutting insert.

Claims

1. The method of cutting internal threads on a CNC lathe with a carbide cutting insert using the multi-pass method in a hollow cylindrical product made of high-strength steel, for example, in a rocket engine housing, which includes subsequent control of the thread parameters, characterized in that during the thread cutting process they finish and rough cutters with a two-position arrangement of cutting inserts, threading with finishing passes lead in the zone of positive lateral coordinate of the machine the cutting plate and at the end of the passes control the parameters of the thread, then the machine control program introduces the correction of thread cutting by an amount not exceeding the minimum tolerance on the profile diameters of the thread, and threading in subsequent products is performed with additional control of the wear of the cutting plate, after cutting is completed threads with correction the worn insert is set to the second position of the cutter, and at the first position a new cutting insert is fixed, and threading in the next the following products are produced with a worn-out plate in rough passages, leaving an allowance for finishing passes and moving the cutter into the negative transverse coordinate zone of the machine with shifting it back half a step of the thread, and after performing rough passes, the cutter is returned to the positive transverse coordinate zone of the machine and thread cutting continues new cutting insert.

2. The method according to claim 1, characterized in that the control of wear of the cutting insert is carried out by an optical meter equipped with a template for the permissible profile of the insert.

3. The method according to claim 1, characterized in that the wear of the cutting insert is controlled by a contact micrometer with the focus of the measuring head at the top of the insert profile.

4. A cutter for cutting internal thread in a hollow cylindrical product of high strength steel on a CNC lathe, comprising a holder with a carbide cutting insert fixed in the seat, characterized in that the holder has a socket for accommodating a second carbide cutting insert, while the holder are located at the same level on opposite parts of the holder, and the carbide cutting inserts fixed in them are located axisymmetrically and rotated 180 ° relative to each other, while one about the nest is intended for fixing the cutting insert for making rough passes, and the other for fixing the cutting insert for making finishing passes.