SU1722671A1

SU1722671A1 - Способ упрочнени конических резьб

Info

Publication number: SU1722671A1
Application number: SU904757014A
Authority: SU
Inventors: Борис Александрович Чернов; Богдан Юрьевич Оглабьяк; Любомир Ярославович Ропяк; Игорь Степанович Бабюк; Владимир Михайлович Грынив; Ярослав Борисович Чернов
Original assignee: Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1992-03-30

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано дл упрочнени конических резьб. Цель изобретени - повышение прочности резьбового соединени за счет равномерного упрочнени впадины резьбы. Это достигаетс за счет того, что радиус скруглени впа- дины исходного профил резьбы формируют большим, чем радиус скруглени впадины исходного профил резьбы заготовки на величину, определ емую толщиной сло остаточной пластической деформации и углом профил резьбы, причем величина угла профил инструмента св зана с величиной радиуса скруглени впадины резьбы следующей зависимостью , а-а R-rcos(-5) sin( а-а ) гс (1 - sin а/1 ) + ( Н - h - b tg t/Q/2 cos a/2 - r ctg т r,..e г- радиус скруглени впадины исходного профил резьбы, мм; а - угол профил резьбы; «ч - угол профил инструмента; гс - радиус скруглени вершины профил резьбы , мм; Н - высота исходного профил резьбы , мм; h - рабоча высота исходного профил резьбы, мм; b - величина среза вершины профил резьбы, мм; тр-угол конуса резьбы. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к упрочнению наружных и внутренних конических резьб, преимущественно бурильной колонны, и может быть использовано в металлообработке .

Известен способ упрочнени конических резьб, заключающийс в пластическом деформировании впадины резьбы заготовки инструментом, имеющим радиус скруглени при вершине на 0,05-0,07 мм меньше радиуса скруглени впадины резьбы, и угол профил на 5° меньше угла профил резьбы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ уп- рочнени коническихрезьб,

заключающийс в пластическом деформировании впадины резьбы заготовки инструментом с углом профил , меньшим угла профил резьбы заготовки на 3-5°, при соприкосновении его с резьбовой деталью лишь по дну впадины упрочн емой резьбы.

Недостатком указанных способов вл етс неравномерное упрочнение впадины резьбы заготовки.

Цель изобретени - повышение прочности резьбового соединени .

Поставленна цель достигаетс обеспечением равномерности упрочнени впадины резьбы за счет того, что радиус скруглени впадины резьбы формируют большим, чем радиус скруглени впадины исходного профил резьбы на величину, опVI

чэ

чэ о VI

редел емую толщиной сло остаточной пластической деформации и углом профил резьбы, причем величина угла профил инструмента св зана с величиной формируемого радиуса скруглени впадины резьбы R следующей зависимостью

, а-а ,

R- rcos (-2

f a-a -.

sm(-2-)

гс ( 1 - sin а/1 ) + ( Н - h - b tg ур/2 cos or/2

-rctgf ..

где R - формируемый радиус скруглени впадины резьбы, мм;

г - радиус скруглени впадины исходного профил резьбы, мм;

а-угол профил резьбы;

«1 -угол профил инструмента;

гс - радиус скруглени вершины профил резьбы, мм;

Н - высота исходного профил резьбы, мм;

h - рабоча высота исходного профил резьбы, мм;

b - величина среза вершины профил резьбы, мм;

ty- угол конуса резьбы;

На чертеже представлена схема упрочнени резьбы.

Инструмент 1 ввод т во впадину резьбы 2 заготовки 3 и прижимают к ней с усилием, необходимым дл упрочнени , сообща при этом им взаимное перемещение, при котором зоной контакта воспроизводитс пространственна поверхность впадины резьбы. При взаимодействии инструмента и детали формируетс радиус 4 скруглени впадины резьбы больше радиуса скруглени впадины 2 исходного профил резьбы на величину, определ емую толщиной сло остаточной пластической деформации и углом профил резьбы, причем величина угла профил инструмента св зана с величиной формируемого скруглени впадины резьбы R зависимостью

., а - ом ч

R- rcos(-о-1-)

. , а-а sm(-y-L)

rc (1 - sin а/2 ) + ( Н - h - b tg VQ/2 cos a/1

-rctgf

5

0

5

0

5

0

5 0 5

0

5

г- радиус скруглени впадины исходного профил резьбы, мм;

а-угол профил резьбы;

а-i -угол профил инструмента;

Н - высота исходного профил резьбы, мм;

b - величина среза вершины профил резьбы, мм;

- угол конуса резьбы.

Упруго-пластическа деформаци проходит во всей впадине резьбы и вследствие ее поверхностные слои металла упрочн ютс : возрастает их твердость, износостойкость и прочность, также в них формируютс остаточные напр жени сжати . Благодар тому, что формируетс радиус скруглени впадины резьбы больше радиуса скруглени исходного профил впадины и в результате выполнени величины угла профил инструмента, рассчитываемой по предлагаемой зависимости, обеспечиваетс равномерное упрочнение всей впадины резьбы, чем и объ сн етс достижение положительного эффекта.

Указанный способ может быть использован как дл статических, так и дл динамических методов воздействи на материал впадины резьбы.

Пример конкретного выполнени способа дл упрочнени резьбы

МК75 1:16 PD 39-2-863-83. Геометрические параметры резьбы следующие: а 60°; г 0,812 мм; Н 5,194 мм; h 2,579 мм; гс 0,4 мм; В 1,512 мм; Ц 1,7°. Материал инструмента - сплав ВК-8. Упрочнение проводилось на станке мод. 1Н983 методом высокочастотного ударного воздействи с использованием ультразвукового генератора УЗГ 2-10 и преобразовател ПМС-15А-18 при частоте ударного воздействи 17,7 кГц, статическом усилии прижима заготовки и инструмента 200 Н, окружной скорости 18 м/мин. Формируемый радиус впадины резьбы R 0,858 мм. Угол профил инструмента а 56,3°.

Испытание указанных образцов на сопротивление усталости провод тс на машине УП-80 по известной методике. Результаты испытаний показывают повышение предела усталости соединени на 20-25%.

Использование предлагаемого инструмента позвол ет повысить прочность и долговечность соединени , эксплуатационную надежность.

Claims

Формула изобретени

R - г cos (

а-а

Способ упрочнени конических резьб, заключающийс в пластическом деформировании впадины резьбы заготовки инструментом со скруглениём при вершине и углом профил , меньшим угла профил резьбы заготовки, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности резьбового соединени , преимущественно буриль- ной колонны, за счет равномерного упрочнени впадины резьбы, радиус скруг- лени впадины резьбы формируют большим , чем радиус скруглени впадины исходного профил резьбы заготовки, на величину , определ емую толщиной сло остаточной пластической деформации и углом профил резьбы, причем величина угла профил инструмента св зана с величиной формируемого радиуса скруглени впадины резьбы R следующей зависимостью

, , а-а sm( 2 ) 5 гс ( 1 - sin а/1 ) + ( Н - h - b tg ф )/2

cos a/2

- г ctg

2

где г- радиус скруглени впадины исходно- го профил резьбы, мм;

а- угол профил резьбы; а - угол профил инструмента; гс - радиус скруглени вершины профил резьбы, мм;

Н - высота исходного, профил резьбы, мм;

h - рабоча высота исходного профил резьбы, мм;

b - величина среза вершины профил резьбы, мм;

ty- угол конуса резьбы.