RU2616755C1

RU2616755C1 - Torque for cutting precise threads

Info

Publication number: RU2616755C1
Application number: RU2015152986A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Викторович Максаров; Александр Игоревич Кексин
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-04-18

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: tap includes intake portion, and a leading portion of the gauge section, the gears of which are made barrel-shaped. The radii ρ of curvature the cutting edges of the intake section operate in the range of 25 to 30 microns, the rounding radii ρ the cutting edges of the sizing portion within the range of 15 to 20 microns, and the radii of the rounding ρ front and rear edges of the leading portion in the range of 30 to 40 microns.

EFFECT: increase in the durability of the tap and to improve the quality and accuracy of thread cutting.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к нарезанию резьбы в отверстиях метчиками.The invention relates to the field of metalworking, namely to threading holes in taps.

Известен метчик (авторское свидетельство СССР №182482, опубл. 25.05.1966), у которого зубья заборного участка затылованы по архимедовой спирали и имеют комбинированную форму главной задней поверхности, а зубья ведущего участка затылованы на всех задних поверхностях по архимедовой спирали. Комбинированная форма главной задней поверхности зубьев заборного участка позволяет избежать поломки метчика при его вывинчивании из нарезанного отверстия из-за защемления корней донных стружек.A tap is known (USSR author's certificate No. 182482, published May 25, 1966), in which the teeth of the intake section are backed along an Archimedean spiral and have the combined shape of the main back surface, and the teeth of the leading section are backed up on all rear surfaces along the Archimedean spiral. The combined shape of the main rear surface of the teeth of the intake section avoids breaking the tap when it is unscrewed from the cut hole due to pinching of the roots of the bottom chips.

Недостаток данной конструкции заключается в том, что радиусы скругления режущих кромок метчика, которые являются одним из наиболее важных элементов конструкции, влияющих на стойкость метчика и качество обрабатываемой поверхности, не учитываются, и соответственно, принимаются равными на всем протяжении рабочей зоны инструмента, причем рабочие участки последней имеют различные функциональные предназначения в общем ходе технологического процесса резьбонарезания однопроходным метчиком. Это ведет к снижению стойкости метчика, к невыполнению рабочими участками своих непосредственных функций и, как следствие, к искажению поверхности нарезаемой резьбы.The disadvantage of this design is that the radii of rounding of the cutting edges of the tap, which are one of the most important structural elements that affect the durability of the tap and the quality of the machined surface, are not taken into account, and, accordingly, are taken equal throughout the entire working area of the tool, and the latter have various functional purposes in the general course of the threading process with a single-pass tap. This leads to a decrease in the resistance of the tap, to the failure of the working sections to fulfill their immediate functions and, as a result, to a distortion of the surface of the cut thread.

Известен метчик для нарезания точных резьб (авторское свидетельство СССР №288519, опубл. 03.12.1970 г.), который выполнен с чередующимися режущими и ведущими перьями, причем первые выполнены без отличий от стандартных конструкций, а вторые таким образом, что форма зубьев в их продольном сечении имеет вид бочкообразности. С целью исключения резания ведущими зубьями, последние на заборной части выполнены с меньшим наружным диаметром, чем режущие.A known tap for cutting precision threads (USSR author's certificate No. 288519, published 03.12.1970), which is made with alternating cutting and leading feathers, the former made without differences from standard designs, and the latter in such a way that the shape of the teeth in them longitudinal section has the form of barrel-shaped. In order to exclude cutting with leading teeth, the latter on the intake part are made with a smaller outer diameter than the cutting ones.

Недостатком является то, что режущие и бочкообразные зубья данного метчика входят в профиль обрабатываемой резьбы поочередно, в результате чего нагрузка, приходящаяся на один зуб, значительно возрастает. Это ведет к снижению стойкости инструмента, качества и точности нарезаемой резьбы.The disadvantage is that the cutting and barrel-shaped teeth of this tap are included in the profile of the processed thread alternately, as a result of which the load per tooth increases significantly. This leads to a decrease in tool life, quality and accuracy of the cut thread.

Известен метчик для нарезания точных резьб (авторское свидетельство СССР №814615, опубл. 23.03.1981 г.), в котором все зубья, начиная с витка, расположенного за витком, диаметр которого равен диаметру обрабатываемого отверстия, выполнены с бочкообразной формой.A tap is known for cutting precision threads (USSR author's certificate No. 814615, publ. March 23, 1981), in which all the teeth, starting from a turn located behind a turn, the diameter of which is equal to the diameter of the hole being machined, are made with a barrel-shaped shape.

Недостаток данной конструкции метчика заключается в том, что в результате резкого перехода от режущих зубьев заборного конуса к бочкообразным зубьям калибрующей части, которые, в сущности, еще предназначены для резания, происходит неравномерное распределение нагрузки между витками, что ведет к снижению стойкости метчика и к искажению поверхностного слоя нарезаемой резьбы.The disadvantage of this design of the tap is that as a result of a sharp transition from the cutting teeth of the intake cone to the barrel-shaped teeth of the calibrating part, which, in essence, are still designed for cutting, there is an uneven load distribution between the turns, which leads to a decrease in the resistance of the tap and to distortion surface layer of the cut thread.

Известен метчик для нарезания точных резьб (авторское свидетельство СССР №912420, опубл. 15.03.1982 г.), у которого ведущие участки на всех зубьях заборного конуса выполнены удлиненными и расположенными наклонно, начиная от передней грани вдоль боковой поверхности зубьев.A tap is known for cutting precision threads (USSR author's certificate No. 912420, publ. March 15, 1982), in which the leading sections on all the teeth of the intake cone are elongated and inclined, starting from the front face along the side surface of the teeth.

Недостатком является то, что учтены не все функциональные особенности рабочих частей метчика, в связи с чем микрогеометрические параметры на различных участках (радиусы скругления режущих кромок) имеют одинаковые значения, что в результате сказывается на качестве и точности нарезаемой резьбы, а также на стойкости инструмента.The disadvantage is that not all functional features of the working parts of the tap are taken into account, and therefore the microgeometric parameters in different areas (the radius of the rounding of the cutting edges) have the same values, which as a result affects the quality and accuracy of the cut thread, as well as the tool life.

Известен метчик для нарезания точных резьб (авторское свидетельство СССР №139906, опубл. 01.01.1961 г.), принятый за прототип, содержащий заборный участок, калибрующий участок, ведущий участок, зубья которого выполнены в виде бочкообразной формы. Бочкообразная форма зубьев ведущего рабочего участка метчика исключает подрезание уже готовой резьбовой поверхности изделия кромками этих зубьев. При этом обеспечивается высокое качество нарезаемой резьбы, которую можно нарезать одинарным метчиком за один рабочий ход.A known tap for cutting precision threads (USSR author's certificate No. 139906, publ. 01.01.1961), adopted as a prototype, containing a sampling section, a calibrating section, a leading section, the teeth of which are made in the form of a barrel-shaped. The barrel-shaped shape of the teeth of the leading working portion of the tap eliminates the cutting of the finished thread surface of the product with the edges of these teeth. This ensures high quality of the thread being cut, which can be cut with a single tap in one working stroke.

Недостаток данной конструкции заключается в том, что рабочие участки метчика выполнены без учета радиусов скругления ρ режущих кромок, в связи с чем равнозначно сформированные микрогеометрические параметры рабочих участков метчика не позволяют последним полноценно осуществлять предназначенные им функции, что сказывается на точности нарезаемой резьбы и стойкости метчика.The disadvantage of this design is that the working parts of the tap are made without taking into account the radii of rounding ρ of the cutting edges, and therefore the equally formed microgeometric parameters of the working sections of the tap do not allow the latter to fully carry out the functions intended for them, which affects the accuracy of the thread and the resistance of the tap.

Техническим результатом является повышение стойкости метчика и повышение качества и точности нарезаемой резьбы.The technical result is to increase the resistance of the tap and improving the quality and accuracy of the cut thread.

Технический результат достигается тем, что радиусы скругления ρ режущих кромок заборного участка выполняют в пределах от 25 до 30 мкм, радиусы скругления ρ режущих кромок калибрующего участка в пределах от 15 до 20 мкм, а радиусы скругления ρ передних и задних кромок ведущего участка в пределах от 30 до 40 мкм.The technical result is achieved by the fact that the radii of rounding ρ of the cutting edges of the intake section are in the range from 25 to 30 μm, the radii of rounding ρ of the cutting edges of the calibrating section are in the range of 15 to 20 μm, and the radii of rounding ρ of the front and rear edges of the leading section are in the range from 30 to 40 microns.

Метчик для нарезания точных резьб поясняется следующими фигурами:The tap for cutting precision threads is illustrated by the following figures:

фиг. 1 - общий вид конструкции метчика;FIG. 1 is a general view of the design of the tap;

фиг. 2 - форма заборного зуба;FIG. 2 - the shape of the intake tooth;

фиг. 3 - форма калибрующего зуба;FIG. 3 - the shape of the calibrating tooth;

фиг. 4 - форма ведущего зуба;FIG. 4 - the shape of the leading tooth;

фиг. 5 - разрез зуба ведущей участка, где:FIG. 5 - section of the tooth leading section, where:

1 - заборный участок метчика;1 - intake section of the tap;

2 - калибрующий участок метчика;2 - calibrating plot of the tap;

3 - ведущий участок метчика;3 - leading plot of the tap;

4 - радиус скругления ρ режущей кромки заборного участка метчика;4 - the radius of rounding ρ of the cutting edge of the tap sampling section;

5 - радиус скругления ρ режущей кромки калибрующего участка метчика;5 - the radius of rounding ρ of the cutting edge of the calibrating portion of the tap;

6 - радиус скругления ρ передней кромки ведущего участка метчика;6 - rounding radius ρ of the leading edge of the leading portion of the tap;

7 - радиус скругления ρ задней кромки ведущего участка метчика.7 - rounding radius ρ of the trailing edge of the leading portion of the tap.

Метчик для нарезания точных резьб состоит из заборного 1, калибрующего 2 и ведущего 3 рабочих участков (фиг. 1). Заборный участок 1 и калибрующий участок 2 затылованы на определенную величину, равную стандартным конструкциям, и имеют радиусы скругления ρ режущих кромок 4 в пределах от 25 до 30 мкм (фиг. 2) и радиусы скругления ρ режущих кромок 5 в пределах от 15 до 20 мкм (фиг. 3). Зубья ведущего участка 3 выглядят в продольном своем сечении по среднему диаметру в виде бочкообразной формы (фиг. 5) и имеют радиусы скругления ρ передних 6 и задних 7 кромок в пределах от 30 до 40 мкм (фиг. 4).The tap for cutting precision threads consists of a fence 1, calibrating 2 and leading 3 working sections (Fig. 1). The intake section 1 and the calibrating section 2 are backed up by a certain amount equal to standard designs, and have rounding radii ρ of the cutting edges 4 ranging from 25 to 30 μm (Fig. 2) and radiuses of rounding ρ of the cutting edges 5 ranging from 15 to 20 μm (Fig. 3). The teeth of the leading section 3 look in their longitudinal section along the average diameter in the form of a barrel-shaped shape (Fig. 5) and have rounding radii ρ of the front 6 and rear 7 edges ranging from 30 to 40 μm (Fig. 4).

При нарезании резьбы рабочие участки метчика (фиг. 1), микрогеометрические параметры которых выполнены в технологической последовательности с учетом функциональной особенности каждого рабочего участка, вступают в работу последовательно, причем каждый из них осуществляет свою непосредственную работу в общем ходе технологического процесса резьбонарезания однопроходным метчиком. Микрогеометрические параметры рабочих участков метчика были установлены для метчиков М24-М36.When threading, the working sections of the tap (Fig. 1), the microgeometric parameters of which are made in the technological sequence taking into account the functional features of each working section, come into operation sequentially, and each of them performs its direct work in the general course of the threading process with a single-pass tap. Microgeometric parameters of the working areas of the tap were set for taps M24-M36.

Заборный участок 1 (фиг. 1) производит последовательное углубление резьбового профиля витка резьбы при постепенном врезании зубьев метчика в заготовку и выполняет черновую операцию в общем ходе технологического процесса резьбонарезания. На зубьях данного рабочего участка сформированы радиусы скругления ρ режущих кромок 4 в пределах от 25 до 30 мкм (фиг. 2), причем пределы были установлены исходя из функциональной особенности данного рабочего участка и стойкости режущих кромок.The fence section 1 (Fig. 1) produces a sequential deepening of the threaded profile of the thread thread during the gradual insertion of the tap teeth into the workpiece and performs a rough operation in the general course of the thread cutting process. On the teeth of this working section, rounding radii ρ of the cutting edges 4 are formed in the range from 25 to 30 μm (Fig. 2), and the limits were set based on the functional features of this working section and the resistance of the cutting edges.

Калибрующий участок 2 (фиг. 1) еще принимает участие в резании и осуществляет окончательное формирование резьбового профиля в заготовке по форме, т.е. данный участок выполняет получистовую операцию в общем ходе технологического процесса резьбонарезания. На зубьях данного рабочего участка сформированы радиусы скругления ρ режущих кромок 5 в пределах от 15 до 20 мкм (фиг. 3), причем пределы были установлены исходя из функциональной особенности данного рабочего участка и стойкости режущих кромок.The calibrating section 2 (Fig. 1) still takes part in the cutting and performs the final formation of the threaded profile in the workpiece in shape, i.e. this section performs a semi-final operation in the general course of the threading process. On the teeth of this work area formed rounding radii ρ of the cutting edges 5 in the range from 15 to 20 μm (Fig. 3), and the limits were set based on the functional features of this work area and the resistance of the cutting edges.

Ведущий участок 3 (фиг. 1) не принимает участия в резании, но осуществляет опорную и сглаживающую функции, т.е. данный рабочий участок выполняет чистовую операцию в общем ходе технологического процесса резьбонарезания. На зубьях данного рабочего участка сформированы радиусы скругления ρ передних 6 и задних 7 кромок в пределах от 30 до 40 мкм (фиг. 4), причем задние 7 радиусы скругления ρ были сформированы с целью предотвращения искажения поверхности при остановке метчика для смены направления движения. Данные пределы также были установлены исходя из функциональной особенности данного рабочего участка и стойкости режущих кромок. Для предотвращения резания на данной операции форма зубьев ведущего участка была выполнена в виде бочки в продольном своем сечении по среднему диаметру (фиг. 5).The leading section 3 (Fig. 1) does not take part in the cutting, but carries out the supporting and smoothing functions, i.e. This work area performs a finishing operation in the general course of the threading process. On the teeth of this working section, rounding radii ρ of the front 6 and rear 7 edges ranging from 30 to 40 μm were formed (Fig. 4), and the rear 7 rounding radii ρ were formed in order to prevent surface distortion when stopping the tap to change direction. These limits were also established based on the functional features of this work area and the durability of the cutting edges. To prevent cutting in this operation, the shape of the teeth of the leading section was made in the form of a barrel in its longitudinal section along the average diameter (Fig. 5).

Метчик для нарезания точных резьб позволяет повысить стойкость метчика, улучшить качество и точность нарезаемой резьбы за счет формирования микрогеометрических параметров, присущих каждому рабочему участку метчика.The tap for cutting precision threads allows you to increase the resistance of the tap, improve the quality and accuracy of the cut thread by forming microgeometric parameters inherent in each working section of the tap.

Claims

Метчик для нарезания точных резьб, включающий заборный участок, калибрующий участок и ведущий участок, зубья которого выполнены бочкообразной формы, отличающийся тем, что радиусы скругления режущих кромок заборного участка выполняют в пределах от 25 до 30 мкм, радиусы скругления режущих кромок калибрующего участка в пределах от 15 до 20 мкм, а радиусы скругления передних и задних кромок ведущего участка в пределах от 30 до 40 мкм.A tap for cutting precision threads, including a sampling section, a calibrating section and a leading section, the teeth of which are barrel-shaped, characterized in that the radii of rounding of the cutting edges of the sampling section are in the range from 25 to 30 μm, the radii of rounding of the cutting edges of the calibrating section are in the range from 15 to 20 microns, and the radii of rounding of the front and rear edges of the leading section in the range from 30 to 40 microns.