RU2366545C1 - Method to mill screws with semi-open surface - Google Patents
Method to mill screws with semi-open surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366545C1 RU2366545C1 RU2008113509/02A RU2008113509A RU2366545C1 RU 2366545 C1 RU2366545 C1 RU 2366545C1 RU 2008113509/02 A RU2008113509/02 A RU 2008113509/02A RU 2008113509 A RU2008113509 A RU 2008113509A RU 2366545 C1 RU2366545 C1 RU 2366545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutter
- cutters
- damping element
- cutting
- screw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлообработке, к технологии машиностроения, в частности к обработке фрезерованием винтов с полуоткрытой поверхностью, например винтов счетчиков жидкости.The invention relates to metal working, to mechanical engineering technology, in particular to milling of screws with a half-open surface, for example, screws of liquid meters.
Известен способ фрезерования винтов и червяков дисковыми или пальцевыми фрезами, профиль которых определяют для каждого конкретного типа винта, при этом обработка ведется на резьбофрезерных и специально-фрезерных станках [1].A known method of milling screws and worms with disk or finger mills, the profile of which is determined for each specific type of screw, while processing is carried out on thread-milling and special-milling machines [1].
Недостатками известного способа являются ограниченность технологических возможностей, так как фрезы, реализующие способ, не позволяют фрезерование винтов с полуоткрытой поверхностью, при этом способ отличается большой трудоемкостью и невысокой точностью, а инструмент - не реагирующий на изменение величины припуска и термомеханические повреждения обрабатываемой поверхности, кроме того, способ не позволяет обеспечивать плавность и виброустойчивость процесса врезания и последующей обработки - все это делает фрезерование дорогим и малопроизводительным.The disadvantages of this method are the limited technological capabilities, since the milling cutter that implements the method does not allow the milling of screws with a half-open surface, while the method is very labor intensive and has low accuracy, and the tool is not responsive to changes in the allowance and thermomechanical damage to the treated surface, in addition , the method does not allow for smoothness and vibration resistance of the embedding process and subsequent processing - all this makes milling expensive and small productive.
Известен способ фрезерования поверхностей вращения, при котором заготовке и фрезе, содержащей корпус с резцами с механическим креплением режущих круглых пластин твердого сплава, сообщают вращательные движения и движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности, при этом фрезу снабжают демпфирующим элементом, выполненным в виде шайбообразной гофрированной пружины, при этом корпус фрезы выполнен с радиальными пазы трапецеидальной формы с расширением к оси фрезы, в которых размещены упомянутые резцы с закрепленными на них режущими пластинами из твердого сплава, взаимодействующие с демпфирующим элементом, поверхности радиальных пазов облицованы бронзовыми пористыми самосмазывающимися пластинами, выполняющими функции подшипников скольжения, при этом пластины, кроме одной боковой, выполнены плоскопараллельными и закреплены на корпусе неподвижно, а упомянутая боковая пластина выполнена подвижной в виде клина и предназначена для регулирования зазоров между ней и резцом с помощью винта, ввернутого в резьбовое отверстие, ось которого проходит по плоскости касания боковой пластины в виде клина с корпусом и половина просверлена в пластине, а другая половина - в корпусе, при этом резьба нарезана только в корпусной половине отверстия, при этом резцы выполнены трапецеидальной формы, ответной форме радиальных пазов корпуса фрезы, установлены в них по скользящей посадке и удерживаются в корпусе с одного торца крышкой, а с другого - демпфирующим элементом и второй крышкой, при этом крышки прикреплены к корпусу винтами, завертывая или вывертывая которые производят регулирование упругости демпфирующего элемента для повышения виброустойчивости и надежности работы фрезы [2].A known method of milling surfaces of revolution, in which the workpiece and the milling cutter, comprising a body with cutters with mechanical fastening of the cutting round carbide inserts, give rotational movements and a feed movement along the surface to be machined, while the mill is equipped with a damping element made in the form of a washer-shaped corrugated spring, this case of the cutter is made with radial grooves of a trapezoidal shape with an extension to the axis of the cutter, in which the said cutters are placed with cutting plasters fixed to them hard alloys interacting with the damping element, the surfaces of the radial grooves are lined with bronze porous self-lubricating plates that perform the functions of sliding bearings, while the plates, except for one side, are made plane-parallel and fixed to the body immovably, and the said side plate is movable in the form of a wedge and designed to control the gaps between it and the cutter with a screw screwed into a threaded hole, the axis of which passes along the plane of contact of the sides wedge in the form of a wedge with the body and half drilled in the plate, and the other half in the body, while the thread is cut only in the body half of the hole, while the cutters are trapezoidal, the reciprocal form of the radial grooves of the cutter body, installed in them on a sliding fit and are held in the housing from one end by a lid, and from the other by a damping element and a second lid, while the lids are attached to the housing by screws, wrapping or unscrewing which regulate the elasticity of the damping element to increase vibration resistance and reliability of the cutter [2].
Недостатками известного способа является ограниченность технологических возможностей, так как фрезы, реализующие способ, не позволяют фрезерование винтов с полуоткрытой поверхностью.The disadvantages of this method is the limited technological capabilities, since the milling cutter that implements the method does not allow the milling of screws with a half-open surface.
Задача изобретения - расширение технологических возможностей по обрабатыванию тел вращения и поверхностей сложной формы, в том числе обработки фрезерованием винтов с полуоткрытой поверхностью, например винтов счетчиков жидкости с использованием универсальных токарных станков, а также упрощение конструкции инструмента, сборки и настройки его, повышение производительности, качества обработки и стойкости инструмента путем обеспечения плавности процесса врезания, виброустойчивости и перевода кинетической энергии удара в потенциальную энергию изгиба упругой пластины.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities for processing bodies of revolution and surfaces of complex shape, including milling of screws with a half-open surface, for example, screws for liquid meters using universal lathes, as well as simplifying the design of the tool, assembling and adjusting it, increasing productivity, quality processing and tool life by ensuring a smooth insertion process, vibration resistance and the translation of the kinetic energy of the impact into the potential bending energy of the elastic plate.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа фрезерования винтов с полуоткрытой поверхностью, характеризующегося тем, что концевую фрезу с центральной осью располагают перпендикулярно образующей периферийной поверхности обрабатываемого витка и сообщают независимое вращение относительно центральной оси, а заготовке винта сообщают вращательное движение, согласованное с продольной подачей фрезы, равной шагу обрабатываемого винта, и подачу врезания на каждый продольный проход фрезы, при этом используют концевую фрезу с коническим хвостовиком, содержащую корпус, в радиальных пазах которого, расположенных на торце фрезы и выполненных трапецеидальной формы с расширением к хвостовику, размещены по скользящей посадке ответной формы резцы с закрепленными на них режущими пластинами из твердого сплава, взаимодействующие с демпфирующим элементом, выполненным в виде кольцеобразной гофрированной пружины, количество выступов которой равно количеству резцов фрезы, и закрепленным на сердечнике, коаксиально установленном в глухом отверстии, выполненном в корпусе, и закрепленном винтом, при этом резцы удерживаются в корпусе планкой и демпфирующим элементом.The problem is solved using the proposed method of milling screws with a half-open surface, characterized in that the end mill with a central axis is arranged perpendicular to the peripheral surface of the workpiece being turned and independent rotation relative to the central axis is reported, and a rotary movement consistent with the longitudinal feed of the mill is reported to the screw blank, equal to the pitch of the machined screw, and the feed rate for each longitudinal passage of the cutter, using an end mill with a tapered shank containing the body, in the radial grooves of which are located on the end of the cutter and made trapezoidal with an extension to the shank, cutters are placed along the sliding fit of the reciprocal shape with carbide cutting plates mounted on them, interacting with a damping element made in the form an annular corrugated spring, the number of protrusions of which is equal to the number of cutters of the cutter, and mounted on a core coaxially mounted in a blind hole made in the body a mustache, and fixed with a screw, while the cutters are held in the housing by a strap and a damping element.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена схема обработки винта с полуоткрытой поверхностью концевой торцовой фрезой на токарном станке; на фиг.2 - общий вид концевой торцовой фрезы, с помощью которой реализуется предлагаемый способ; на фиг.3 - поперечное сечение А-А фрезы на фиг.1; на фиг.4 - частичное продольное сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - продольное сечение В-В на фиг.4; на фиг.6 - элемент Д на фиг.4 и сила, действующая на режущую кромку резца; на фиг.7 - сечение Г-Г на фиг.6 и сила, действующая на режущую кромку резца, при оптимальном припуске; на фиг.8 - сечение Г-Г на фиг.6 и сила, действующая на режущую кромку резца при завышенном припуске и которая деформирует демпфирующую пружину.Figure 1 shows a diagram of the processing of a screw with a half-open surface by an end face mill on a lathe; figure 2 is a General view of the end face mill, with which the proposed method is implemented; figure 3 is a cross section aa of the cutter in figure 1; figure 4 is a partial longitudinal section bB in figure 3; figure 5 is a longitudinal section bb in figure 4; in Fig.6 - element D in Fig.4 and the force acting on the cutting edge of the cutter; in Fig.7 is a section GG in Fig.6 and the force acting on the cutting edge of the cutter, with optimal allowance; on Fig - cross-section GG in Fig.6 and the force acting on the cutting edge of the cutter with an overestimated allowance and which deforms the damping spring.
Предлагаемый способ предназначен для фрезерования винтов 1 с полуоткрытой поверхностью, при котором используют концевую фрезу 2 с коническим хвостовиком, работающей торцом и периферией. Фреза установлена так, что ее центральная продольная ось расположена перпендикулярно образующей периферийной поверхности обрабатываемого витка. Фреза содержит корпус с резцами 3 с пластинами твердого сплава.The proposed method is intended for milling of screws 1 with a half-open surface, in which an
Фрезе, реализующей предлагаемый способ, сообщают независимое вращение относительно собственной оси с частотой VФ, а заготовке винта вращательное движение VЗ, согласованное с продольной подачей фрезы SПР, равной шагу Т обрабатываемого винта, и подачу врезания SВР на каждый продольный проход фрезы.A milling cutter that implements the proposed method is informed of independent rotation about its own axis with a frequency of V F , and a rotary motion V З , coordinated with the longitudinal feed of the cutter S PR equal to the pitch T of the screw being machined, and the cut-in feed S BP for each longitudinal passage of the cutter.
При этом используют фрезу, снабженную демпфирующим элементом 4, выполненным в виде кольцеобразной гофрированной пружины, имеющим выступы и впадины. Количество выступов гофрированной кольцеобразной пружины равно количеству резцов фрезы.In this case, a cutter is used, equipped with a
На торце корпуса фрезы выполнены радиальные пазы трапецеидальной формы с расширением к хвостовику фрезы, в которых размещены резцы 3, взаимодействующие с демпфирующим элементом 4. Резцы 3 выполнены трапецеидальной формы, ответной форме радиальных пазов корпуса фрезы. Резцы установлены в пазах по скользящей посадке и удерживаются в корпусе с одного периферийного торца планкой 5, а с другого - выступом демпфирующего элемента 4.At the end of the cutter body, trapezoidal radial grooves are made with an extension to the cutter shank, in which
Демпфирующий элемент 4 впадинами закреплен на сердечнике 6, который коаксиально установлен в глухом отверстии корпуса и закреплен винтом 7. Демпфирующий элемент 4 изготовлен в виде кольца из стальной холоднокатанной термообработанной ленты (например, взятой по ГОСТ 21996-76, изготовленной из стали 60Г ГОСТ 14959-79).The
Поверхности пазов, где установлены резцы, имеющие возможность радиального возвратно-поступательного перемещения, могут быть облицованы бронзовыми пористыми самосмазывающимися пластинами, выполняющими функции подшипников скольжения (не показаны) [2].The surface of the grooves where the cutters are installed, with the possibility of radial reciprocating movement, can be lined with bronze porous self-lubricating plates that perform the functions of sliding bearings (not shown) [2].
Фреза, реализующая предлагаемый способ, позволяет самоадаптироваться к неоднородности обрабатываемого материала, к колебанию величины припуска и другим термомеханическим повреждениям и снизить ударные нагрузки на резцы инструмента в процессе обработки, что позволит повысить долговечность режущих элементов, надежность инструмента и виброустойчивость процесса. На фиг.7 показан резец 3, срезающий припуск t, допустимый упругим свойством демпфирующего элемента 4, при этом последний не деформируется. Если величина припуска tmax превысит допустимое значение t (см. фиг.8), то демпфирующий элемент 4 деформируется и резец переместится к центру фрезы в радиальном направлении. То же произойдет с резцом, если обрабатываемая поверхность имеет термомеханические и другие повреждения.A mill that implements the proposed method allows itself to adapt to the heterogeneity of the processed material, to fluctuations in the allowance and other thermomechanical damage and to reduce impact loads on the tool cutters during processing, which will increase the durability of the cutting elements, the reliability of the tool and the vibration resistance of the process. Figure 7 shows the
Дополнительная степень свободы позволяет резцу под действием силы резания РУ перемещаться по направляющим пазам в радиальном направлении, контактируя с упругим демпфирующим элементом и преодолевая его сопротивление. После выхода резца из контакта с обрабатываемой заготовкой упругий элемент возвращает резец в исходное положение.An additional degree of freedom allows the cutter to move along the guide grooves in the radial direction under the action of the cutting force P U , in contact with the elastic damping element and overcoming its resistance. After the cutter comes out of contact with the workpiece, the elastic element returns the cutter to its original position.
С целью повышения надежности работы фрезы боковая направляющая пластина 8 выполнена клинообразной и подвижной, что позволяет выбирать и регулировать технологические зазоры.In order to improve the reliability of the cutter, the
Определения величины упругости конкретного демпфирующего элемента производится опытным путем. Согласно предлагаемого способа при вращении фрезы с постоянной скоростью в момент врезания зуба в заготовку в месте повышенной твердости происходит осевое смещение резца за счет изгиба упругой гофры демпфирующего элемента и уменьшение толщины снимаемой стружки. Этим обеспечивается плавность процесса врезания и переход кинетической энергии удара в потенциальную энергию изгиба упругого демпфирующего элемента. После выхода резца из контакта с обрабатываемой заготовкой сдеформированный до этого упругий демпфирующий элемент приходит в свое первоначальное состояние, возвращая резец в его исходное положение.Determining the amount of elasticity of a particular damping element is carried out empirically. According to the proposed method, when the cutter rotates at a constant speed at the time of cutting the tooth into the workpiece at a place of increased hardness, the axial displacement of the cutter occurs due to the bending of the elastic corrugation of the damping element and a decrease in the thickness of the chip removed. This ensures a smooth embedding process and the transition of the kinetic energy of the impact into the potential energy of the bending of the elastic damping element. After the cutter comes out of contact with the workpiece, the previously deformed elastic damping element comes to its original state, returning the cutter to its original position.
Благодаря наличию упругого демпфирующего элемента и его радиального смещения за счет изгиба выступа (фиг.8) обеспечивается плавно-прерывистый вход и выход резцов фрезы из контакта с обрабатываемой поверхностью.Due to the presence of the elastic damping element and its radial displacement due to the bending of the protrusion (Fig. 8), a smoothly intermittent entry and exit of the cutter cutters out of contact with the work surface is provided.
Пример. На модернизированном токарном станке мод. 16К20Т1 обрабатывались винты с полуоткрытой поверхностью счетчика жидкости ППВ-100, которые имели следующие размеры: общая длина - 342,5 мм; длина винтовой части - 292 мм; наружный радиус сечения винта - 60f 8 мм; внутренний радиус сечения винта - 24f 8 мм; шаг винтовой линии - Т=140 мм; количество витков - 2; угол наклона оси фрезы к плоскости, перпендикулярной продольной оси заготовки, - 14° (фиг, 1). Винты изготовлены из силумина АЛ2, НВ 50; пластины резцов фрезы - из твердого сплава ВК8. Модернизация станка заключалась в установлении на поперечном суппорте фрезерной головки с индивидуальным приводом. Перед обработкой на данной операции в заготовках были изготовлены базовые поверхности: с одной стороны подрезан торец и просверлено центровочное коническое отверстие 9, а с другой стороны - технологическая шейка 10 определенной длины, позволяющей свободный выход фрезы после очередного прохода. Технологическая шейка удалялась после полного изготовления винта. Заготовка винта 1 закреплялась в патроне 11 шпинделя 12 передней бабки 13 и поджималась центром 14 задней бабки 15.Example. On a modernized lathe mod. 16K20T1 processed screws with a half-open surface of the liquid meter PPV-100, which had the following dimensions: total length - 342.5 mm; screw length - 292 mm; outer radius of the screw section - 60f 8 mm; the internal radius of the screw section is 24f 8 mm; helix pitch - T = 140 mm; the number of turns - 2; the angle of inclination of the axis of the cutter to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece is 14 ° (FIG. 1). Screws are made of silumin AL2, HB 50; milling cutter plates - made of hard alloy VK8. The modernization of the machine consisted in the installation of a milling head with an individual drive on the transverse support. Before processing in this operation, the base surfaces were made in the blanks: on the one hand, the end face was cut and a centering conical hole 9 was drilled, and on the other hand, a
Испытаниями установлено, что при условии одинаковой производительности стойкость инструмента, работающего по предлагаемому способу, возросла в 2,1…2,5 раза по сравнению с обработкой традиционными фрезами, улучшилась шероховатость обработанной поверхности и повысилась производительность и виброустойчивость процесса.Tests established that, with the same performance, the resistance of the tool working according to the proposed method increased by 2.1 ... 2.5 times compared with the processing of traditional milling cutters, the surface roughness improved and the process productivity and vibration resistance increased.
Источники информацииInformation sources
1. Справочник технолога - мишиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерикова. - 4-е изд., перераб. и доб. - М.: Машиностроение, 1980. С.371-373.1. Reference technologist - Mishinostroitel. In 2 vols. T.1 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Mescherikova. - 4th ed., Revised. and ext. - M.: Mechanical Engineering, 1980. S. 371-373.
2. Патент РФ 2268111, МПК B23C 3/02. Способ фрезерования адаптирующимся инструментом. Степанов Ю.С., Тарапанов А.С., Харламов Г.А и др. Заявка 2004106134/02, 02.03.2004; 20.01.2006. Бюл. 02.2. RF patent 2268111, IPC
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008113509/02A RU2366545C1 (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Method to mill screws with semi-open surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008113509/02A RU2366545C1 (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Method to mill screws with semi-open surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2366545C1 true RU2366545C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41166485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008113509/02A RU2366545C1 (en) | 2008-04-07 | 2008-04-07 | Method to mill screws with semi-open surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2366545C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447972C2 (en) * | 2010-06-24 | 2012-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method of forming shaped helical surfaces |
| CN102430934A (en) * | 2011-10-26 | 2012-05-02 | 陕西益华电子有限责任公司 | Fixture for machining shell spiral grooves and method for machining shell spiral grooves |
| CN110076382A (en) * | 2019-05-31 | 2019-08-02 | 合肥固安智能技术有限公司 | Groove at side surface finish-milling dedicated tool |
-
2008
- 2008-04-07 RU RU2008113509/02A patent/RU2366545C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447972C2 (en) * | 2010-06-24 | 2012-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method of forming shaped helical surfaces |
| CN102430934A (en) * | 2011-10-26 | 2012-05-02 | 陕西益华电子有限责任公司 | Fixture for machining shell spiral grooves and method for machining shell spiral grooves |
| CN110076382A (en) * | 2019-05-31 | 2019-08-02 | 合肥固安智能技术有限公司 | Groove at side surface finish-milling dedicated tool |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110076350B (en) | Ultrasonic stamping type cutting and extruding integrated processing method | |
| EP2015882B1 (en) | Tool holder assembly and method for modulation-assisted machining | |
| JP5433037B2 (en) | Track end mill | |
| KR100371594B1 (en) | Milling tools and methods for machining circular openings with a defined range of diameters inside solid materials | |
| US6952987B2 (en) | Method for scroll-free machining rotationally symmetrical surfaces | |
| RU2366545C1 (en) | Method to mill screws with semi-open surface | |
| CN105517744A (en) | Peripheral cutting tool utilizing stick blades | |
| JP2002292515A (en) | End mill for cutting contour line | |
| WO2015016223A1 (en) | Round hole machining method and round-hole machining device | |
| Uhlmann et al. | Turning of high-performance materials with rotating indexable inserts | |
| Kull Neto et al. | Tool life and surface roughness in the milling of curved hardened-steel surfaces | |
| RU2366547C1 (en) | Milling cutter to machine screw with semi-open surface | |
| NO145604B (en) | TURNING TOOL WITH A CIRCUIT, CIRCULAR CUTTING DISC | |
| JP5893960B2 (en) | Cutting tool for internal diameter machining with replaceable edge | |
| JP2006150535A (en) | Cutting tool | |
| JPH09192930A (en) | Thread cutter | |
| JP5534509B2 (en) | Cutting method | |
| CN105195975A (en) | Method for machining inner surface of cylinder barrel of AGC (automatic gain control) servo cylinder | |
| RU2253548C1 (en) | Adaptable milling cutter | |
| RU2363564C1 (en) | Combined method for needle milling with strengthening of screws with semi-open surface | |
| RU2366546C1 (en) | Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface | |
| JPH07148605A (en) | Rotation cutting tool for boring | |
| AU2021104543A4 (en) | Hss cutting tool with various workpieces to increase tool life | |
| RU2457926C1 (en) | Cutting tool | |
| SU891220A1 (en) | Method of dimension adjusting of two cutting tools |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100408 |