RU2366546C1 - Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface - Google Patents
Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366546C1 RU2366546C1 RU2008115006/02A RU2008115006A RU2366546C1 RU 2366546 C1 RU2366546 C1 RU 2366546C1 RU 2008115006/02 A RU2008115006/02 A RU 2008115006/02A RU 2008115006 A RU2008115006 A RU 2008115006A RU 2366546 C1 RU2366546 C1 RU 2366546C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardening
- milling
- milling cutter
- open surface
- cutter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлообработке, к технологии машиностроения, в частности к конструкциям металлорежущих инструментов, и может быть использовано при проектировании и изготовлении фрез, например, для чистовой и упрочняющей обработки винтов с полуоткрытой поверхностью.The invention relates to metalworking, to mechanical engineering technology, in particular to the designs of metal-cutting tools, and can be used in the design and manufacture of mills, for example, for finishing and hardening processing of screws with a half-open surface.
Известны конструкции фрез для фрезерования винтов и червяков в виде дисковых или пальцевых фрез, профиль которых определяют для каждого конкретного типа винта, с помощью которых ведется обработка на резьбофрезерных и специально-фрезерных станках [1].Known designs of mills for milling screws and worms in the form of disk or finger mills, the profile of which is determined for each specific type of screw, with which the processing is carried out on thread milling and specially milling machines [1].
Недостатками известных фрез являются ограниченность технологических возможностей, так как они не позволяют фрезерование винтов с полуоткрытой поверхностью, а для упрочнения и повышения износостойкости рабочей полуоткрытой поверхности необходимо вводить дополнительную операцию - все это делает фрезерование дорогим и малопроизводительным.The disadvantages of the known milling cutters are the limited technological capabilities, since they do not allow milling of screws with a half-open surface, and to strengthen and increase the wear resistance of the working half-open surface, an additional operation must be introduced - all this makes milling expensive and inefficient.
Задача изобретения - расширение технологических возможностей по чистовой и упрочняющей обработке тел вращения и поверхностей сложной формы, в том числе обработки винтов с полуоткрытой поверхностью, например винтов счетчиков жидкости с использованием универсальных токарных станков и комбинированного отделочно-упрочняющего инструмента, сборки и настройки его, повышение производительности, качества обработки и стойкости инструмента.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities for the finishing and hardening of bodies of revolution and surfaces of complex shape, including the processing of screws with a half-open surface, for example, screws for liquid meters using universal lathes and a combined finishing and strengthening tool, assembling and tuning it, increasing productivity , processing quality and tool life.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемой фрезы для обработки винтов с полуоткрытой поверхностью, которая выполнена в виде концевой фасонной фрезы и содержащая корпус, по периферии которого в пазах размещены обрабатывающие элементы, включающие режущие элементы в виде пучков проволочного ворса и упрочняющие элементы в виде фасонных витков проволочной пружины, поочередно размещенные в упомянутых пазах корпуса.The problem is solved using the proposed milling cutter for processing screws with a half-open surface, which is made in the form of an end shaped milling cutter and containing a housing, on the periphery of which machining elements are placed in the grooves, including cutting elements in the form of bundles of wire pile and reinforcing elements in the form of shaped coils of wire springs alternately placed in said grooves of the housing.
Сущность предлагаемой конструкции игло-упрочняющей фрезы поясняется чертежами.The essence of the proposed design of a needle-reinforcing mill is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображена схема чистовой упрочняющей обработки винта с полуоткрытой поверхностью предлагаемой концевой фрезой на токарном станке; на фиг.2 - поперечное сечение А-А фрезы на фиг.1; на фиг.3 - общий вид концевой игло-упрочняющей фрезы; на фиг.4 - частичное продольное сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - элемент В на фиг.4, вариант крепления фасонных витков проволочной пружины; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.5.Figure 1 shows a diagram of the final hardening treatment of a screw with a half-open surface of the proposed end mill on a lathe; figure 2 is a cross section aa of the cutter in figure 1; figure 3 is a General view of the end needle-reinforcing mill; figure 4 is a partial longitudinal section bB in figure 2; figure 5 - element In figure 4, an option for mounting shaped coils of a wire spring; in Fig.6 is a section GG in Fig.5.
Предлагаемая фреза относится к комбинированному инструменту, так как снабжена поочередно расположенными режущими и упрочняющими зубьями. Фреза предназначена для чистового фрезерования винтов 1 с полуоткрытой поверхностью, при этом она выполнена концевой 2 с коническим хвостовиком, работающей торцом и периферией. Фреза 2 установлена так, что ее центральная продольная ось расположена перпендикулярно образующей периферийной поверхности обрабатываемого витка винта 1. Предлагаемая фреза используется после черновой обработки заготовки винта 1 с полуоткрытой поверхностью, когда спрофилированы витки заготовки и оставлен припуск под чистовую обработку.The proposed cutter refers to a combination tool, as it is equipped with alternately arranged cutting and reinforcing teeth. The mill is designed for fine milling of screws 1 with a half-open surface, while it is made
Фреза 2 выполнена концевой фасонной, по периферии корпуса которой в пазах поочередно размещены режущие элементы в виде пучков проволочного ворса 3 и упрочняющие элементы в виде фасонных витков проволочной пружины 4.The
Фрезе 2 сообщают независимое вращение относительно собственной оси с частотой VФ, а заготовке 1 винта вращательное движение VЗ, согласованное с продольной подачей фрезы SПР, равной шагу Т обрабатываемого винта, и подачу врезания SВР на каждый продольный проход фрезы.The
Работа предлагаемой фрезой осуществляется следующим образом.The work of the proposed mill is as follows.
Инструмент устанавливается на шпиндель фрезерной головки (не показана), которая устанавливается, например, на поперечном суппорте токарного станка, при этом фрезе сообщается вращательное движение и продольная подача. Концы проволочного ворса, взаимодействуя с обрабатываемой поверхностью, осуществляют микрорезание. При небольшом вылете ворса (15…20 мм) инструмент работает как иглофреза.The tool is mounted on the spindle of the milling head (not shown), which is mounted, for example, on the transverse support of the lathe, while the milling rotational movement and longitudinal feed are communicated. The ends of the wire pile, interacting with the treated surface, carry out micro-cutting. With a small overhang of the pile (15 ... 20 mm), the tool works like a needle cutter.
Вслед за обработкой поверхности иглофрезерованием ведется фрикционное поверхностное упрочнение элементами в виде фасонных витков проволочной пружины 4. Инструмент вращается с окружной скоростью V=60…70 м/мин и прижимается с постоянным усилием 600…1000 H к обрабатываемой детали.Following the surface treatment by needle milling, friction surface hardening is carried out by elements in the form of shaped coils of
Деформирующие элементы 4 являются витками из стали круглого сечения винтовой фасонной пружины, отрезки которой установлены в пазах корпуса. Витки 4 закреплены в пазах корпуса, например, с помощью планок 5 винтами 6. Жесткое закрепление витков в пазах корпуса, например, с помощью сварки предпочтительнее и позволяет получать стабильное качество обработки. Винтовая фасонная пружина 4 установлена на одном наружном диаметре с иглофрезерными участками 3.The
Сущность процесса заключается в том, что при обработке комбинированной фрезой она устанавливается так, что иглофрезерные участки 3 снимают припуск, оставленный под чистовую обработку, одновременно с этим деформирующие элементы 4 оказываются установленными с некоторым натягом относительно обрабатываемой заготовки. Благодаря натягу наружная часть витков пружины, контактирующая с заготовкой, смещается в радиальном направлении к центру фрезы и эффективно упрочняет обрабатываемую поверхность. Деформирующие элементы 4 при этом оказывают выглаживающее действие по поверхности заготовки, пластически деформируя ее.The essence of the process lies in the fact that when machining with a combined mill, it is set so that the needle-
В результате пластической деформации микронеровностей и поверхностного слоя параметр шероховатости поверхности повышается до Ra=0,1…0,4 мкм при исходном значении Ra=0,8…3,2 мкм. Твердость поверхности увеличивается на 30…80% при глубине наклепанного слоя 0,3…3 мм. Остаточные напряжения сжатия достигают на поверхности 400…800 МПа.As a result of plastic deformation of microroughnesses and the surface layer, the surface roughness parameter increases to Ra = 0.1 ... 0.4 μm with the initial value Ra = 0.8 ... 3.2 μm. The surface hardness increases by 30 ... 80% with a riveted layer depth of 0.3 ... 3 mm. Residual compressive stresses reach 400 ... 800 MPa on the surface.
Иглофрезерную упрочняющую обработку применяют при изготовлении заготовок из цветных металлов и сплавов, чугуна и стали твердостью до HRC 58…64.Needle-milling hardening treatment is used in the manufacture of blanks from non-ferrous metals and alloys, cast iron and steel with hardness up to HRC 58 ... 64.
Деформирующие элементы 4 инструмента, т.е. витки пружины, изготовливают из сталей: легированных ШХ15, ХВГ, 9Х, 5ХНМ, углеродистых инструментальных У10А, У12А, быстрорежущих Р6М5, Р9. Твердость рабочей поверхности витков из сталей HRC 62…65. Параметр шероховатости рабочего профиля витков пружины Ra=0,32 мкм.The
Условия обработки, такие как: твердость поверхностного слоя, глубина наклепа и шероховатость поверхности зависят от силы упрочнения и числа упрочняюще-деформирующих элементов, приходящихся на 1 мм2 поверхности. Эти параметры, в свою очередь, зависят от окружной скорости инструмента, натяга, размера витков, их числа в корпусе, частоты вращения заготовки, величины подачи на один оборот заготовки и числа проходов.Processing conditions, such as: hardness of the surface layer, hardening depth and surface roughness depend on the strength of hardening and the number of hardening-deforming elements per 1 mm 2 surface. These parameters, in turn, depend on the peripheral speed of the tool, the interference fit, the size of the turns, their number in the housing, the rotation frequency of the workpiece, the feed rate per revolution of the workpiece and the number of passes.
В зону обработки подают смазывающе-охлаждающую среду (СОС), например масло минеральное И-12А, которое обеспечивает быстрое охлаждение упрочняемой поверхности. В результате упрочнения на поверхности детали возникают структуры слоев толщиной 100…150 мкм с повышенной микротвердостью (7…10 ГПа).A lubricating-cooling medium (SOS), for example, mineral oil I-12A, which provides quick cooling of the hardened surface, is fed into the treatment zone. As a result of hardening, layer structures with a thickness of 100 ... 150 microns with increased microhardness (7 ... 10 GPa) arise on the surface of the part.
Использование предлагаемого комбинированного инструмента позволяет повысить эффективность использования инструмента в целом, а также части его - иглофрезы с надежным креплением проволочного ворса за счет повышения набивки ворса и жесткости иглофрезы. Надежность крепления ворса позволяет высокопроизводительно и качественно удалять значительные припуски, т.е. работать в тяжелых условиях. Что касается упрочняющей части инструмента, то она проста по конструкции и надежна в эксплуатации. Получаемые на поверхности упрочняемой детали структуры слоев обладают повышенной твердостью, а соответственно износостойкостью и сопротивлением усталостному разрушению.Using the proposed combined tool allows you to increase the efficiency of use of the tool as a whole, as well as parts of it - the needle cutter with reliable fastening of the wire pile by increasing the packing of the pile and the rigidity of the needle cutter. Reliability of fixing the pile allows high-performance and high-quality removal of significant allowances, i.e. work in difficult conditions. As for the hardening part of the tool, it is simple in design and reliable in operation. The layer structures obtained on the surface of the hardened part have increased hardness and, accordingly, wear resistance and resistance to fatigue failure.
Комбинированный способ расширяет технологические возможности обработки благодаря совмещению иглофрезерования и упрочнения, сокращает вспомогательное время, повышает в 2…2,5 раза производительность обработки, улучшает качество и шероховатость обрабатываемой поверхности.The combined method extends the technological capabilities of processing by combining needle milling and hardening, reduces the auxiliary time, increases the processing productivity by 2 ... 2.5 times, and improves the quality and roughness of the processed surface.
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). Заготовки винтов изготовлены из силумина АЛ2, НВ 50. 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, а с другой стороны - технологическая шейка определенной длины, позволяющая свободный выход фрезы после очередного прохода. Технологическая шейка удалялась после полного изготовления винта. Заготовка винта на предыдущей операции подвергалась черновой обработке фрезерованием витков с оставлением припуска 0,5…1 мм под чистовую обработку. На данной чистовой операции заготовка закреплялась в патроне 7 шпинделя 8 передней бабки 9 и поджималась центром 10 задней бабки 11.Example. On a modernized lathe mod. 16K20T1 processed screws with a half-open surface of the PPV-100 liquid meter, 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 ° (figure 1). The screw blanks are made of silumin AL2, HB 50. The modernization of the machine consisted in the installation of a milling head with an individual drive on the transverse support. Before machining 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 was drilled, and on the other hand, a technological neck of a certain length, allowing the free exit of the cutter after the next pass. The technological neck was removed after the complete manufacture of the screw. Procurement of the screw in the previous operation was subjected to roughing by milling of turns with an allowance of 0.5 ... 1 mm for finishing. In this finishing operation, the workpiece was fixed in the
Испытаниями установлено, что при условии одинаковой производительности (в сравнении с технологическим процессом, действующим на ОАО «Ливгидромаш») стойкость предлагаемого инструмента возросла в 2,2…2,6 раза по сравнению с обработкой фасонными резцами, улучшилась шероховатость обработанной поверхности, повысилась производительность благодаря уменьшению количества проходов и повысилась виброустойчивость процесса.The tests established that, provided the productivity was the same (in comparison with the technological process operating at Livhydromash OJSC), the tool life of the proposed tool increased 2.2 ... 2.6 times compared to machining with shaped cutters, the surface roughness improved, and productivity increased due to reducing the number of passes and increased vibration resistance of the process.
Предлагаемый инструмент расширяет технологические возможности, обеспечивает иглофрезерование как перед поверхностным пластическим деформированием, так и после него, повышает параметры шероховатости обработанной поверхности, увеличивает ее твердость на значительную глубину благодаря выглаживающему действию за счет периодического, совмещенного и последовательного воздействия на обрабатываемую поверхность иглофрезерных и деформирующих элементов, увеличивает производительность за счет увеличения пятна контакта деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, длительность работы и срок службы инструмента, а также сокращает расходы на изготовление инструмента и снижает себестоимость процесса иглофрезерной и упрочняющей обработки.The proposed tool expands the technological capabilities, provides needle milling both before and after surface plastic deformation, increases the roughness parameters of the treated surface, increases its hardness to a considerable depth due to the smoothing effect due to the periodic, combined and consistent exposure of the needle-milling and deforming elements to the treated surface, increases productivity by increasing the contact spot of deforming ele cops with the processed surface, the duration of the work and the service life of the tool, and also reduces the cost of manufacturing the tool and reduces the cost of the process of needle-milling and hardening processing.
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. Гавриленко И.Г. Способ совмещения предварительной и окончательной иглофрезерной зачистки цилиндрических деталей // Автоматизация и современные технологии. - 1992. - №9. - С.27-30.2. Gavrilenko I.G. A method of combining preliminary and final needle-milling stripping of cylindrical parts // Automation and modern technology. - 1992. - No. 9. - S.27-30.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115006/02A RU2366546C1 (en) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115006/02A RU2366546C1 (en) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2366546C1 true RU2366546C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41166486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008115006/02A RU2366546C1 (en) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366546C1 (en) |
-
2008
- 2008-04-16 RU RU2008115006/02A patent/RU2366546C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9555485B2 (en) | Diamond plated grinding endmill for advanced hardened ceramics machining | |
US20140169895A1 (en) | Precision bore machine and method of producing a precise bore | |
US7527548B2 (en) | System and method for precision machining of high hardness gear teeth and splines | |
RU2366546C1 (en) | Hardening milling cutter to machine screws with semi-open surface | |
RU2363564C1 (en) | Combined method for needle milling with strengthening of screws with semi-open surface | |
RU2412027C1 (en) | Worm cutter for gear milling and worm gear hardening using combined feed and intaking cone | |
RU2366545C1 (en) | Method to mill screws with semi-open surface | |
RU2306203C1 (en) | Method for planetary working with use of needle milling cutter | |
RU2303516C1 (en) | Strengthening method by means of elastic tool | |
RU2303515C1 (en) | Strengthening head provided with elastic tool | |
RU2297317C1 (en) | Method of the multi-component shafts rolling | |
RU2334596C1 (en) | Method of orbital pin cutting of screws | |
RU2366547C1 (en) | Milling cutter to machine screw with semi-open surface | |
RU2334595C1 (en) | Device for orbital pin milling of screws | |
RU2457926C1 (en) | Cutting tool | |
RU2306217C1 (en) | Spring tool for strengthening | |
RU2303512C1 (en) | Combination diamond-abrasive dwelling tool | |
RU2434732C2 (en) | Method of needle-milling and hardening | |
RU2334590C1 (en) | Combined method of needle turning treatment of screws | |
RU2334591C1 (en) | Device for combined pin turning processing of screws | |
RU2298461C1 (en) | Screw grinder | |
RU2306216C1 (en) | Strengthening method | |
RU2438850C2 (en) | Combined needle milling-hardening tool | |
RU2303513C1 (en) | Combination type finish-strengthening method | |
RU2303509C1 (en) | Flat surface working method with use of needle milling cutter and grinding wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100417 |