RU2267384C2 - Method for rotational cutting of helical grooves - Google Patents
Method for rotational cutting of helical grooves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267384C2 RU2267384C2 RU2003133199/02A RU2003133199A RU2267384C2 RU 2267384 C2 RU2267384 C2 RU 2267384C2 RU 2003133199/02 A RU2003133199/02 A RU 2003133199/02A RU 2003133199 A RU2003133199 A RU 2003133199A RU 2267384 C2 RU2267384 C2 RU 2267384C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fixture
- gear
- pitch
- workpieces
- lathe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gear Processing (AREA)
- Milling Processes (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к токарной обработке металлов и может быть использовано для скоростного - вихревого нарезания винтовых канавок, наружных резьб на цилиндрических деталях, а именно для получения деталей с винтовыми канавками на токарно-винторезных станках.The invention relates to metal turning and can be used for high-speed - vortex cutting of helical grooves, external threads on cylindrical parts, namely to obtain parts with helical grooves on screw-cutting machines.
Известен способ вихревого нарезания наружных резьб с использованием токарного автомата с ЧПУ с высокоскоростным шпинделем и вихревой системы во фронтальном устройстве посредством колоколообразного трехлезвийного перетачиваемого инструмента с секцией, идентичной нарезаемой резьбе (Жан-Даниель Хофер, Дьер-Ив Колер «Высокоточное вихревое нарезание резьбы на токарных автоматах», ж. «Металлообработка» 2002 г., Русская версия, ООО «Инструменты. Технология. Оборудование», изд. Типография «Новости», г. Москва, стр.4-6). Длина резьбы в данном способе определяется траекторией перемещения шпиндельной бабки и максимально составляет 30 мм. Резьбу нарезают за один проход на полную глубину. При нарезании резьбы заготовка вращается в противоположном направлении шпинделю, вращающемуся с высокой скоростью в отличие от заготовки. В контакте с заготовкой во время обработки находится только одно лезвие, что обеспечивает точную обработку. Для вихревого нарезания правой резьбы устройство поворачивается вверх, для нарезания левой - вниз.A known method of vortex cutting of external threads using a CNC automatic lathe with a high-speed spindle and a vortex system in the frontal device by means of a bell-shaped three-blade grind tool with a section identical to the thread (Jean-Daniel Hofer, Gyor-Yves Kohler "High-precision eddy-thread cutting ", J." Metalworking "2002, Russian version, LLC" Instruments. Technology. Equipment ", publishing house Printing house" News ", Moscow, pp. 4-6). The thread length in this method is determined by the trajectory of the headstock and is maximum 30 mm. Threads are cut in one pass to full depth. When cutting a workpiece, the workpiece rotates in the opposite direction to the spindle, which rotates at a high speed, unlike the workpiece. Only one blade is in contact with the workpiece during machining, which ensures precise machining. For vortex cutting of the right-hand thread, the device rotates upward, for cutting of the left-hand thread - downward.
Недостатками данного способа являются применение специального колоколообразного инструмента, одновременная обработка только одной заготовки, ограничение длины получаемой резьбы 30 мм и обработка заготовки на дорогостоящем высокоточном станке с ЧПУ.The disadvantages of this method are the use of a special bell-shaped tool, simultaneous processing of only one workpiece, limiting the length of the resulting thread to 30 mm and processing the workpiece on an expensive high-precision CNC machine.
Известен способ скоростного - вихревого нарезания резьбы, принятый в качестве прототипа, который заключается в том, что закрепляют заготовку в патроне токарного станка и специально выполненном приспособлении в виде шпиндельной головки с пустотелым шпинделем, установленным на поперечных салазках суппорта станка вместо поворотной плиты и верхних салазок суппорта, к шпинделю прикрепляют четырехрезцовый резцедержатель с твердосплавными резцами, заготовку закрепляют в патроне, пропускают сквозь шпиндельную головку, установленную под углом, равным углу подъема винтовой канавки заготовки и поджимают задним центром, при этом ось вращения головки смещают относительно оси заготовки, шпиндельной головке с резцедержателем придают частоту вращения до 2000 об/мин и одновременно включают подачу станка на шаг резьбы, заготовке сообщают скорость до 20 об/мин, далее производят обработку заготовки, причем резцы при обработке касаются заготовки последовательно на коротких участках и снимают поочередно сектор металла с заготовки (П.М. Денежный, Г.М. Стискин, И.Е. Тхор. «Токарное дело», изд. «Высшая школа», г. Москва, 1979 г., уч. пособие для сред. проф.-техн. училищ, стр.132, рис.221).A known method of speed - vortex threading, adopted as a prototype, which consists in securing the workpiece in the lathe chuck and a specially made fixture in the form of a spindle head with a hollow spindle mounted on the transverse slide of the machine support instead of the rotary plate and upper caliper slide , a four-cutter tool holder with carbide cutters is attached to the spindle, the workpiece is fixed in the cartridge, passed through a spindle head mounted at an angle ohm, equal to the angle of elevation of the screw groove of the workpiece and tighten the rear center, while the axis of rotation of the head is shifted relative to the axis of the workpiece, the spindle head with the tool holder is given a rotation frequency of up to 2000 rpm and at the same time the machine is turned on for the thread pitch, the workpiece is informed of a speed of 20 rpm / min, then the workpiece is processed, and the cutters during processing touch the workpiece sequentially in short sections and alternately remove the metal sector from the workpiece (P.M. Money, G.M. Stiskin, I.E. Thor. "Turning", ed. "Higher School", Moscow, 1979, student allowance for the environment. prof. schools, p. 132, Fig. 221).
Недостатками данного способа являются использование при обработке дополнительно силового привода для вращения инструмента, дополнительная настройка резцовой головки при изготовлении винтовой канавки переменного шага (изменение шага винтовой канавки), невозможность одновременной обработки нескольких заготовок.The disadvantages of this method are the use of an additional power drive for processing the tool during processing, additional adjustment of the cutting head in the manufacture of a variable pitch helical groove (changing the pitch of a helical groove), and the inability to simultaneously process several workpieces.
Задачами изобретения является снижение трудоемкости обработки деталей, расширение технологических возможностей станка.The objectives of the invention is to reduce the complexity of processing parts, expanding the technological capabilities of the machine.
Поставленные задачи решаются за счет того, что в способе вихревого нарезания винтовых канавок, заключающемся в том, что заготовку устанавливают и закрепляют в приспособлении токарного станка со смещением относительно оси симметрии шпинделя, сообщают заготовке вращения, определяющие, соответственно, заданную величину шага винтовой канавки и необходимую скорость резания, при этом резец и заготовка контактируют через определенные промежутки времени и за один оборот приспособления режущей кромкой инструмента на заготовке выбирают сектор окружности, и отличающемся тем, что используют приспособление для закрепления одной или нескольких заготовок, опору которого закрепляют на станине станка, состоящее из центрального вала с жестко установленными на нем передним диском с закрепленными на нем передними центрами и их шестернями и задним диском с задними центрами, ведомой шестерни и связанной с ней через блок шестерен ведущей шестерни, жестко закрепленной на центральном валу, ступицу которой зажимают в патроне токарного станка, в приспособлении закрепляют посредством задних центров одну или несколько заготовок, установленных с возможностью вращения вокруг своих осей в передних центрах, а вращение одной или нескольких заготовок, определяющее заданную величину шага винтовой канавки, за счет передачи вращения шпинделя, ведут, соответственно, от шпинделя станка на ведущую шестерню, далее через блок шестерен на ведомую шестерню, через шестерню или шестерни переднего центра на одну или несколько заготовок, при этом при обработке резцом заготовки вращают как вокруг своих осей, так и одновременно вокруг оси шпинделя, сектора на заготовках на каждом из последующих оборотов приспособления образуют со смещением на угол подъема винтовой канавки, а при повторении этих циклов на заготовках нарезают канавку заданного шага, который получают за счет подбора передаточного отношения шестерни или шестерней переднего центра и ведущей шестерни приспособления и подачи резца.The tasks are solved due to the fact that in the method of vortex cutting of helical grooves, which consists in the fact that the workpiece is installed and fixed in the fixture of the lathe with an offset relative to the axis of symmetry of the spindle, the workpiece is rotated, which determine, respectively, the specified value of the pitch of the helical groove and the necessary cutting speed, while the cutter and the workpiece are in contact at certain intervals and for one revolution of the tool, the sectary is selected by the cutting edge of the tool on the workpiece p circumference, and characterized in that they use a device for fixing one or more workpieces, the support of which is fixed on the machine bed, consisting of a central shaft with a front disk rigidly mounted on it with front centers fixed to it and their gears and a rear disk with rear centers , the driven gear and connected through the gear block of the pinion gear rigidly fixed to the central shaft, the hub of which is clamped in the lathe chuck, is fixed in the device by means of the rear x centers, one or more workpieces installed with the possibility of rotation around their axes in the front centers, and the rotation of one or more workpieces, which determines the specified value of the pitch of the helical groove, by transmitting the rotation of the spindle, lead, respectively, from the machine spindle to the drive gear, then through the gear block to the driven gear, through the gear or gears of the front center to one or more workpieces, while when cutting with the workpiece, the workpieces are rotated both around their axes and simultaneously around the axis of the spins spruce, the sectors on the workpieces at each of the subsequent revolutions of the device form with a helical groove offset by the angle of elevation, and when these cycles are repeated, the groove of the specified step is cut on the workpieces, which is obtained by selecting the gear ratio of the gear of the front center and the drive gear of the tool and feed cutter.
Посредством данного способа можно получать винтовые канавки как на разной длины заготовках, так и винтовые канавки различного направления - левые и правые. Для обеспечения обработки заготовок разной длины на центральном валу приспособления предварительно закрепляют распорные втулки. При получении на заготовках правой винтовой канавки подбирают ведущую шестерню приспособления, делительный диаметр которой меньше делительного диаметра ведомой шестерни, а при получении на заготовках левой винтовой канавки подбирают ведущую шестерню приспособления, делительный диаметр которой больше делительного диаметра ведомой шестерни.Using this method, it is possible to obtain helical grooves both on different lengths of workpieces, and helical grooves of various directions - left and right. To ensure the processing of workpieces of different lengths on the central shaft of the device pre-fix spacers. Upon receipt of the right helical grooves on the blanks, the leading gear of the device is selected whose pitch diameter is smaller than the pitch diameter of the driven gear, and upon receipt of the left helical grooves on the blanks, the leading gear of the gear is selected whose pitch diameter is larger than the pitch diameter of the driven gear.
Способ позволяет обрабатывать одновременно заготовки с разными шагами винтовых канавок за счет изменения передаточного отношения на шестернях переднего центра приспособления.The method allows to process simultaneously workpieces with different pitch helical grooves by changing the gear ratio on the gears of the front center of the device.
Еще одним преимуществом по сравнению с прототипом является то, что имеется возможность обработки валов большой длины и малого диаметра, ограниченных только длиной станины станка за счет того, что на валу приспособления дополнительно жестко закрепляют как минимум два упора, выполняющих функцию люнета.Another advantage compared with the prototype is that it is possible to process shafts of large length and small diameter, limited only by the length of the machine bed due to the fact that at least two stops performing the function of a rest are rigidly fixed to the shaft of the device.
Величину шага винтовой канавки заготовок также подбирают исходя из следующей зависимости: Т=S×N/ N1, гдеThe pitch of the helical groove of the workpieces is also selected based on the following relationship: T = S × N / N1, where
Т - шаг винтовой канавки (в мм),T is the pitch of the helical groove (in mm),
S - подача на один оборот заготовки вокруг оси приспособления,S - feed per revolution of the workpiece around the axis of the device,
N - количество оборотов заготовок вокруг оси приспособления,N is the number of revolutions of the workpieces around the axis of the device,
N1 - количество оборотов каждой заготовки вокруг собственной оси.N1 - the number of revolutions of each workpiece around its own axis.
Сущность изобретения характеризуется на примере вихревого нарезания винтовых канавок на шнеках. На фиг.1 и на фиг.2 показано приспособление для закрепления одной или нескольких заготовок шнеков и вихревого нарезания винтовых канавок на данных заготовках и дан поперечный разрез приспособления. Приспособление состоит из следующих деталей. На центральном валу 1 приспособления жестко закреплены передний диск 9 и задний диск 10. В зависимости от длины обрабатываемых заготовок на валу установлен набор распорных втулок 11. По диаметрально расположенным отверстиям переднего диска закреплены несколько передних центров 5, в зависимости от количества обрабатываемых заготовок, с возможностью вращения вокруг своих осей. С передними центрами и их шестернями 5 жестко связаны или выполнены заедино шестерни передних центров 4. Все шестерни передних центров 4 находятся в кинематической связи с шестерней ведомой 3, которая имеет возможность свободно вращаться относительно оси вала 1 приспособления. Шестерня ведущая 2 жестко закреплена на валу 1 и кинематически связана с шестерней ведомой 3 через блок шестерен 6, ось которых через опору 7 закреплена на станине токарного станка. Аналогично переднему диску 9 по диаметрально расположенным отверстиям заднего диска 10 закреплены несколько задних центров 8, предназначенных для закрепления в приспособлении заготовок шнеков. На распорных втулках 11 устанавливаются, по меньшей мере, два упора 12 (фиг.2) для обработки шнеков большой длины и малого диаметра, закрепленные винтами 13 и жестко зафиксированные относительно вала 1 винтами 14.The invention is characterized by the example of vortex cutting of helical grooves on screws. Figure 1 and figure 2 shows a device for securing one or more blanks of screws and vortex cutting of helical grooves on these blanks and given a cross section of the device. The device consists of the following parts. On the central shaft 1 of the device, the front disk 9 and the rear disk are rigidly fixed. Depending on the length of the workpieces being machined, a set of spacer sleeves is installed on the shaft 11. Several front centers 5 are fixed along diametrically located openings of the front disk, depending on the number of workpieces being processed, with the possibility of rotation around its axes. The gears of the front centers 4 are rigidly connected or connected together with the front centers and their gears 5. All the gears of the front centers 4 are in kinematic connection with the driven gear 3, which can rotate freely relative to the axis of the device shaft 1. The drive gear 2 is rigidly fixed to the shaft 1 and kinematically connected to the driven gear 3 through a block of gears 6, the axis of which through the support 7 is fixed on the bed of the lathe. Similarly to the front disk 9, several rear centers 8 are fixed along the diametrically located openings of the rear disk 10, which are intended for fixing screw blanks in the device. At the spacer sleeves 11 are installed, at least two stops 12 (figure 2) for processing screws of large length and small diameter, fixed with
Способ вихревого нарезания винтовых канавок на примере обработки шнеков на универсальном токарном станке с использованием приспособления для закрепления заготовок заключается в следующем. В шпинделе токарного станка закрепляют ступицу ведущей шестерни 2, а вал 1 приспособления поджимают задним центром станка. Опору 7 приспособления закрепляют на станине токарного станка таким образом, чтобы обеспечить нормальное зацепление ведущей шестерни 2 и ведомой шестерни 3 с блоком шестерен 6. Оператор закрепляет резец в резцедержателе и включает станок. За счет использования конструкции приспособления заготовки, которые оператор закрепляет, расположены со смещением относительно шпинделя токарного станка. Резец касается каждой из обрабатываемых заготовок через определенные промежутки времени. За один оборот приспособления на каждой из заготовок выбирают сектор, образуемый на следующем обороте приспособления со смещением на угол подъема винтовой канавки, при повторении этих циклов на каждой из заготовок шнеков образуется канавка заданного шага. При вращении шпинделя токарного станка вращается ведущая шестерня 2, кинематически связанная с ведомой шестерней 3 через блок шестерен 6 за счет разности делительных диаметров ведущей шестерни 2 и ведомой шестерни 3 и происходит вращение ведомой шестерни 3 относительно приспособления. Вращение ведомой шестерни 3 относительно приспособления через передние центры 5 и их шестерни 4 передается на каждую заготовку шнеков, установленных в приспособлении, поэтому кроме вращения самого приспособления внутри него каждая заготовка шнека поворачивается вокруг собственной оси с заданной скоростью. В зависимости от того, какую винтовую канавку - левую или правую - требуется получить, предварительно подбирают шестерни - ведущую 2 и ведомую 3 с разным делительным диаметром и закрепляют в шпинделе токарного станка ступицу ведущей шестерни 2 соответственно с большим или меньшим делительным диаметром по отношению к делительному диаметру ведомой шестерни 3. В процессе обработки резец за один оборот приспособления на каждом шнеке выбирает сектор окружности. За счет подачи резца, которая в десятки раз меньше шага винтовой канавки, и постепенного вращения шнеков внутри приспособления образуется винтовая канавка на каждом шнеке с шагом, который определяется подачей резца и передаточным отношением шестерен внутри приспособления. Способ позволяет одновременно получать шнеки с разными шагами винтовых канавок, предварительно, при наладке приспособления, изменяя передаточное число уже на шестернях переднего центра приспособления.The method of vortex cutting of helical grooves on the example of processing screws on a universal lathe using a device for fixing workpieces is as follows. In the spindle of the lathe, the hub of the pinion gear 2 is fixed, and the device shaft 1 is pressed by the rear center of the machine. The support 7 of the device is fixed on the bed of the lathe in such a way as to ensure normal engagement of the drive gear 2 and the driven gear 3 with the gear block 6. The operator fixes the cutter in the tool holder and turns on the machine. Due to the use of the design of the workpiece fixture, which the operator fixes, are located with an offset relative to the spindle of the lathe. The cutter touches each of the workpieces at certain intervals. For one revolution of the device on each of the workpieces, a sector is selected, which is formed on the next revolution of the device with an offset by the angle of elevation of the helical groove, when these cycles are repeated, a groove of a given step is formed on each of the screw blanks. When the spindle of the lathe is rotated, the drive gear 2 rotates kinematically associated with the driven gear 3 through the gear unit 6 due to the difference in pitch diameters of the drive gear 2 and the driven gear 3 and the driven gear 3 is rotated relative to the tool. The rotation of the driven gear 3 relative to the device through the front centers 5 and their gear 4 is transmitted to each billet of screws installed in the device, therefore, in addition to the rotation of the device itself, each billet of the screw rotates around its own axis at a given speed. Depending on which screw groove - left or right - you need to get, gears are pre-selected - drive 2 and driven 3 with different pitch diameters and the hub of the pinion gear 2 is fixed in the spindle of the lathe, respectively, with a larger or smaller pitch diameter in relation to the pitch the diameter of the driven gear 3. During processing, the cutter for one revolution of the device on each screw selects a sector of the circle. Due to the feed of the cutter, which is ten times smaller than the pitch of the helical groove, and the gradual rotation of the screws inside the fixture, a helical groove is formed on each screw with a pitch, which is determined by the feed of the cutter and the gear ratio of gears inside the fixture. The method allows you to simultaneously get screws with different steps of the helical grooves, previously, when adjusting the device, changing the gear ratio already on the gears of the front center of the device.
Длина шнеков, в частности шнеков, используемых в машинах пластмассового литья для перемещения пластических материалов, значительно варьируется по длине и по диаметру. Поэтому в производстве используются специальные станки для обработки данных деталей. Способ позволяет получать эти детали на обычных универсальных токарно-винторезных станках. При этом на валу 1 приспособления дополнительно жестко закрепляют как минимум два упора 12.The length of the screws, in particular the screws used in plastic molding machines for moving plastic materials, varies considerably in length and diameter. Therefore, special machines for processing these parts are used in production. The method allows to obtain these parts on conventional universal screw-cutting lathes. Moreover, at least two
Такие технические решения позволяют расширить технологические возможности токарных станков и получать детали со сложными поверхностями типа винтовых с меньшей трудоемкостью по сравнению с обработкой данных деталей на токарных автоматах с ЧПУ.Such technical solutions make it possible to expand the technological capabilities of lathes and obtain parts with complex surfaces such as screw with less laboriousness compared to processing these parts on CNC automatic lathes.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133199/02A RU2267384C2 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Method for rotational cutting of helical grooves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133199/02A RU2267384C2 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Method for rotational cutting of helical grooves |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003133199A RU2003133199A (en) | 2005-05-10 |
| RU2267384C2 true RU2267384C2 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=35746353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003133199/02A RU2267384C2 (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Method for rotational cutting of helical grooves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267384C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157812A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | 贵州黎阳航空动力有限公司 | Oil guide groove element machining method |
-
2003
- 2003-11-13 RU RU2003133199/02A patent/RU2267384C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДЕНЕЖНЫЙ П.М. и др. Токарное дело. М.: Высшая школа, 1979, с.132, рис.221. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103157812A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | 贵州黎阳航空动力有限公司 | Oil guide groove element machining method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003133199A (en) | 2005-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101484259B (en) | Device for cutting bar-shaped or tubular workpieces | |
| US8413557B2 (en) | Method and apparatus for machining roll surface | |
| KR20140085562A (en) | Device and method for producing a guide bevel on a workpiece, in particular on a cutting tool, using cnc-controlled laser and clamping devices | |
| JP2018176415A (en) | Method for gear manufacturing machining of workpiece | |
| EP1151812B1 (en) | Spinning device | |
| CN213224621U (en) | External thread machining lathe | |
| US3587385A (en) | Cutter head | |
| RU2267384C2 (en) | Method for rotational cutting of helical grooves | |
| CA2258763A1 (en) | Method and device for producing workpieces with a non-circular internal and/or external shape | |
| JPH07285024A (en) | Method and device for manufacturing gear | |
| JPH0871803A (en) | Edge preparing device | |
| TWI814479B (en) | Janggu shaped worm shaft processing device | |
| WO2021019800A1 (en) | Skiving cutter and skiving device | |
| EP3040145A1 (en) | Milling method for making grooves along a cavity which extends in a workpiece | |
| RU2267383C2 (en) | Apparatus for rotational cutting of helical grooves | |
| JPH0847817A (en) | Improved lathe for forming linear and spiral thread | |
| JP2001047162A (en) | Spinning device | |
| JPH0613817Y2 (en) | Grooving equipment | |
| JP2001105041A (en) | Spinning device | |
| CN101862869A (en) | Radial transmission system for numerical control pipe thread lathe | |
| US5193422A (en) | Multispindle automatic lathe | |
| JP2020023001A (en) | Lathe turning tool, gear processing device and gear processing method | |
| RU1808513C (en) | Device for machining workpieces by metal-cutting machine tool | |
| JP5433434B2 (en) | Pipe cutting device and pipe cutting method | |
| JPH0557513A (en) | Contouring device for multi-spindle head |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20140104 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201114 |