SU1493445A1 - Method of deforming/cutting drawing - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  деформирующе-режущего прот гивани  цилиндрических и кольцевых отверстий. Цель изобретени  - повышение стойкости инструмента за счет устранени  торможени  стружки. Стружку выт гивают из зоны обработки, а прот гивание осуществл ют инструментом, у которого деформирующие зубь  выполнены в виде цилиндрических деформирующе-т нущих роликов. Их диаметральные оси, перпендикул рные оси инструмента, расположены перед главными режущими кромками на рассто нии, минимальную величину L_мин которого из выражени  L_мин=R^.SIN(90° - γАRССОS ξ), где R - радиус деформирующе-т нущего роликаThe invention relates to mechanical engineering and can be used for deforming and cutting drawing of cylindrical and annular holes. The purpose of the invention is to increase tool life by eliminating chip braking. The chips are drawn out of the treatment area, and the drawing is carried out with a tool in which the deforming teeth are made in the form of cylindrical deforming rollers. Their diametral axis perpendicular to the tool axis, located in front of the main cutting edges at a distance, the minimum value L _min of which expression L _min = ^R. SIN (90 ° - γАRССОS ξ), where R is the radius of the deforming roller

γ - передний угол режущего зубаγ - cutting tooth rake angle

ξ - усадка стружки. Максимальную величину L_макс определ ют из услови  контакта наружной кромки стружки с момента ее образовани  и до момента отрыва от передней поверхности зуба с торцовой поверхностью ролика. При резании по предлагаемому способу за счет уширени  стружки последн   заклиниваетс  между вращающимис  деформирующе-т нущими роликами и за счет вращени  последних выноситс  из зоны резани . 3 ил.ξ - chip shrinkage. The maximum value L _{max is} determined from the conditions of contact of the outer edge of the chip from the moment of its formation until the moment of separation from the front surface of the tooth with the end surface of the roller. When cutting by the proposed method, due to the broadening of the chips, the latter is wedged between the rotating deforming rollers and, due to the rotation of the latter, is removed from the cutting zone. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быГь использовано дл  деформирующе-режущего прот гивани  цилиндрических и шлицевых отверстий ..The invention relates to mechanical engineering and can be used for the deforming-cutting drawing of cylindrical and slotted holes.

Целью изобретени   вл етс  повышение стойкости инструмента за счет устранени  торможени  стружки.The aim of the invention is to increase tool life by eliminating chip drag.

На фиг.I - прот жка, пример выполнени ; фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; . фиг.З - схема деформировани , резани  и схода стружки.In Fig. I, a drawing, an embodiment example; figure 2 - section aa in figure 1; . Fig. 3 is a schematic of the deforming, cutting, and chip flow.

Способ осуществл ют следукщим образом.The method is carried out in the following manner.

Инструменту сообщают продольную подачу вдоль поверхности обрабатыва емого отверсти  детали, установлен- йой на базовый торец.The tool is reported with a longitudinal feed along the surface of the workpiece hole that is installed on the base end.

Прот жка 1 содержит деформирующе- режущие секции, расположенные последовательно .с угловым смещением одна относительно другой на оправке 2 таким образом, что вслед за деформи- рующе-т нущим роликом 3 первой по ходу прот жки секции располагаетс  режущий зуб 4 второй секции, а за режущим зубом 4 первой секции - цилиндрический деформирующе-т нущий ролик 3 второй секции и т.д. Деформирую- ще-т нущие ролики 3 иа каждой секции чередуютс  с режущими зубь ми 4 в окружном направлении таким образом.The stretch 1 contains deforming-cutting sections arranged in series with an angular displacement one relative to the other on the mandrel 2 in such a way that, following the deforming bearing roller 3, the first section along the stretching section is the cutting tooth 4 of the second section, and the cutting tooth 4 of the first section - a cylindrical deforming-nous roller 3 of the second section, etc. The deforming pulleys 3 and each section alternate with the cutting teeth 4 in the circumferential direction in this way.

4ib4ib

00 4 00 4

4:; СПfour:; SP

что длина образующей, ролика равна длине главной режущей кромки зуба по хорде.that the length of the generator, the roller is equal to the length of the main cutting edge of the tooth along the chord.

Деформирующе-т нущие ролики без- зйорно примыкают к вспомогательным режущим кромкам соседних режущих зубьев. Диаметры но деформирующе т ну щим роликам превьщгают диаметры по ре- зкущим зубь м (фиг.З) на величину, определ емую из услови  срезани  режущим зубом сло  металла необходимой толщины d при опредепеннной высоте выступа Н,The deforming rollers openly adjoin the auxiliary cutting edges of the adjacent cutting teeth. The diameters but deforming the needles of the rollers exceed the diameters of the cutting teeth m (Fig. 3) by an amount determined from the condition of cutting a layer of metal of necessary thickness d at a certain cutting tooth at a certain height of the projection H,

Деформирующе-т нущие ролики (фиг,1 и 2) установлены в обоймах 5 и б, предохран ющих ролики от выпадани , и выполнены из антифрикционных материалов.The deforming rollers (figs, 1 and 2) are mounted in cages 5 and b, which prevent the rollers from falling out, and are made of anti-friction materials.

При прохождении деформирующе-ре- жущей секции через прот гиваемое отверстие точка А, принадлежаща  де- формирующё-т нущему ролику, перемещаетс  со скоростью V (фиг.З), равной скорости прот гивани . При этом ролик продавливает на обрабатываемой детали пазы глубиной Н, .а также увеличивает диаметр в зоне размеще ш  режущих зубьев, уменьща  тем саьым о бщий припуск на резание. Кроме того ролик механически упрочн ет поверхностный слой детали, улучща  услови  резани  дл  следующего за ним по ход прот жки режущего зуба.With the passage of the deforming-cutting section through the extending hole, the point A belonging to the deforming bearing roller moves at a speed V (FIG. 3) equal to the speed of pulling. In this case, the roller pushes grooves of depth H on the workpiece. It also increases the diameter in the zone where the cutting teeth are located, thus reducing the total allowance for cutting. In addition, the roller mechanically hardens the surface layer of the part, improving the cutting conditions for the cutting tooth that follows it.

Образующа с  стружка при обычном режущем прот гивании движетс  по передней поверхности зуба со скоростью v , меньшей чем скорость прот гивани  и кратной величине усадки стружки ;During normal cutting pulling, the forming chips move along the front surface of the tooth at a speed v less than the pulling speed and a multiple of the shrinkage of the chip;

VV

Ч..Wh ..

При резании предлагаемой деформиЭто же условие должно соблюдатьс  и у радиусной части передней поверхности режущего зуба, поэтому рассто ние от оси инструмента до центра рорующе-режущей прот жкой за счет упшре-45 ™ превышает рассто ние от оси. ни  стружки вследствие ее деформащ и ° стружечной канавки наWhen cutting the proposed deformation, the same condition should be observed at the radial part of the front surface of the cutting tooth, therefore the distance from the tool axis to the center of the rotary-cutting broach due to the upshre-45 ™ exceeds the distance from the axis. no chips due to its deformation and the chip groove on

величину, минимальное значение котогрой равноthe value the minimum value is

последн   заклиниваетс  ме зду вращающимис  деформирующе-т нущими роликами и за счет вращени  последних выноситс  из зоны их размещени .the latter is wedged between the rotating deforming rollers and, due to the rotation of the latter, is removed from the area of their placement.

При обычном режущем прот гивании сипа резани  составл ет значительную величину ввиду мапой величины переднего угла Г , а также торможени  ее мевду деформируюпщми зубь ки. Это увеличивает степень деформации стружки, а следовательно, увеличивает силовые и энергетические затраты на процесс резани .With conventional cutting, the cutting vulture is a significant amount due to the size of the rake angle T, as well as braking it out by deforming teeth. This increases the degree of deformation of the chips, and consequently, increases the power and energy costs of the cutting process.

г, R..g, r ..

50 Максимальную величину IMOKC опреде л ют из услови  контакта наружной кромки стружки (лини  СМД) с момента ее образовани  (точка С) и до момента отрьгоа (точка Д) с торцевой50 The maximum IMOKC value is determined from the condition of contact of the outer edge of the chip (SMD line) from the moment of its formation (point C) to the moment of opening (point D) from the end

55 поверхностью ролика, В этом случае обеспечиваетс  прот гивание стружки роликами по всей ее длине.55 by the surface of the roller. In this case, the chips are pulled by the rollers along its entire length.

Поскольтку ролики обеспечивают движение стружки со скоростью V,Since the rollers provide chip movement at speed V,

34453445

Деформирующе-т нущие ролики захватывают своей торцовой поверхностью стружку и прот гивают ее со скоростью V., большей чем скорость V схода стружки в обычных услови х. Дп  этой цели ролики располагают между режущими зубь ми, причем диаметральную ось ролика, перпендикул р- 10 ную оси прот жки, располагают перед режущим зубом на рассто нии 1, минимальную величину которого 1дццн опрв дел ют из следующего услови : скорость ролика в зоне схода стружки и 15 в направлении её схода должна быть не меньще, чеМ - ск орость схода стружки в обычных услови хThe deforming rollers seize chips with their end surface and pull them at a speed V, greater than the speed V of chip flow under normal conditions. Dp of this purpose, the rollers are placed between the cutting teeth, and the diametrical axis of the roller, perpendicular to the axle of the broach, is positioned in front of the cutting tooth at a distance of 1, the minimum value of which is 1 dtstsn oprvv from the following condition: and 15 in the direction of its descent should be no less than: the speed of chip flow under normal conditions

VV

Ч;H;

причем V - скорость ролика в направлении схода стружки - определ етс  как проекци  абсолютной скорости этой же точки ролика на переднюю поверхность зуба (фиг.З), т.е.moreover, V is the speed of the roller in the direction of chip flow — defined as the projection of the absolute velocity of the same point of the roller onto the front surface of the tooth (Fig. 3), i.e.

V.V.

V COS соV cos with

где СО иwhere sb and

- угол между вектором скорости- the angle between the velocity vector

О) 90O) 90

-У-/5.-Y- / 5.

где J - передний угол режущего зуба; 1Ь - угол равный углу с 0,АВwhere J is the rake angle of the cutting tooth; 1b - angle equal to the angle with 0, AB

|Ь | B

arc arc

. ОА, R. OA, R

sin -- к arc sin гsin - to arc sin g

°VMM° VMM

так как ОАк R, Отсюда получаем выражение дл  1 since OAk R, From here we get the expression dl 1

R 3(90° -y-arccos).  R 3 (90 ° -y-arccos)

Это же условие должно соблюдатьс  и у радиусной части передней поверхности режущего зуба, поэтому рассто ние от оси инструмента до центра рог , R..The same condition should be observed at the radius of the front surface of the cutting tooth, therefore the distance from the tool axis to the center of the horn, R ..

50 Максимальную величину IMOKC опрел ют из услови  контакта наружной кромки стружки (лини  СМД) с момента ее образовани  (точка С) и до момента отрьгоа (точка Д) с торцевой50 The maximum IMOKC value is determined from the condition of contact of the outer edge of the chip (SMD line) from the moment of its formation (point C) until the moment of its emergence (point D) from the end

55 поверхностью ролика, В этом случае обеспечиваетс  прот гивание стружки роликами по всей ее длине.55 by the surface of the roller. In this case, the chips are pulled by the rollers along its entire length.

Поскольтку ролики обеспечивают движение стружки со скоростью V,Since the rollers provide chip movement at speed V,

превьпиающей скорость V ее схода в обычных услови х, в зоне расположени  главной режущей кромки (в зоне точки А) в стружке в этой зоне действуют раст гивающие напр жени  (j , которые способствуют более легким услови м резани  за счет повышени  показател  напр женного состо ни .exceeding the speed V of its descent under normal conditions, in the zone of the main cutting edge (in the zone of point A) tensile stresses act in the chip in this zone (j, which contribute to easier cutting conditions due to an increase in the stress state .

Пример. При обработке втулок из стали 40Х с диаметром обрабатьша- емого отверсти  60 мм и наружным диаметром 85 мм используетс  прот жка , состо ща  из деформирующе-режу- щих сек1и5й, дёформирующе-т нущие ролики которых выполнены с диаметром, равным 10 мм. Радиальный нат г на деформирующие рйлики на каждой составл ет 0,6 мм, при этом высота образующего выступа равна 0,10 мм, а толщина срезаемого сло  - 0,04 мм. Разность диаметров по режущим и деформирующим зубь м на одной секции равна 0,22 мм. Усадка стружки при резании только одними режущими секци ми с передним углом J 15 (т.е. при обычных услови х) составл ет 0,36.. При этом 1д,„„ 0,53 мм; 1д,акс 1,22 мм - определ ютс  геометрически или прочерчиванием из услови  контакта стружки, с торцовой поверхностью роликов. Гмин мм.Example. When machining 40X steel bushings with a 60 mm diameter machined hole and an 85 mm outer diameter, a drawing consisting of deforming-cutting sections, whose deforming rollers are made with a diameter of 10 mm, is used. The radial tension on the deforming tracks on each is 0.6 mm, while the height of the forming protrusion is 0.10 mm, and the thickness of the cutting layer is 0.04 mm. The difference in diameters for cutting and deforming teeth in one section m is 0.22 mm. The shrinkage of the chips during cutting with only one cutting section with a front angle J 15 (i.e., under normal conditions) is 0.36. At the same time, 1e, 0.53 mm; 1e, ax 1.22 mm — are determined geometrically or by drawing from the condition of contact of the chips, with the end surface of the rollers. Gmin mm

Лабораторные исследовани , проведенные на стал х различных марок, показали , что применение предлагаемой деформирующе-режущёй прот жки снижает усилие реаани  в среднем на 40%. Особенно снижение усили  про вл етс  в конце прохода, осуществл емого каждой секцией. Вследствие этого стойкость режущих зубьев возрастает в 1,5- 1,6 раза.Laboratory studies carried out on steels of various grades have shown that the use of the proposed deforming-cutting stretch reduces the recovery force by an average of 40%. Especially, the reduction in force occurs at the end of the passage carried out by each section. As a result, the resistance of the cutting teeth increases 1.5-1.6 times.

Таким образом, применение предлагаемого способа позвол ет исключить торможение стружки между поверхност ми деформирующих элементов, уменьшить торможение по передней поверхности и снизить энергозатраты на деформирование в очаге деформации зоны резани , что в конечном итогеThus, the application of the proposed method eliminates the inhibition of chips between the surfaces of the deforming elements, reduces the braking on the front surface and reduces the energy consumption for deformation in the deformation zone of the cutting zone, which ultimately

00

5five

00

5five

00

Claims (1)

снижает силы резани  в 1,5 раза и увеличивает стойкость режущих зубьев. Формула изобретени  Способ деформирующе-режущего прот гивани , при котором осуществл ют поверхностное пластическое деформирование отверсти  шлицевыми деформирующими элементами со сжатием образованных выступов боковыми поверхност ми шлицев, и последовательное срезание сжатого между шлицами деформирующих элементов поверхностного сло  режущими зубь ми с главными и вспомогательными режущими кромками, размещенными между боковыми поверхност ми деформирующих элементов, о т- лич ающийс  тем, что, с целью повьшени  стойкости инструмента за счет устранени  торможени  стружки, последнюю выт гивают из зоны обработки, при этом шлицы деформирующих элементов выполнены в виде деформирующе-т нущих роликов, диаметральные оси которых, перпендикул р-; ные оси инструмента, размещают перед главными режущими кромками по ходу инструмента с возможностью беззазорного контакта со вспомогательными режущими кромками на рассто нии, минимальную величину которого определ ют из выражени reduces cutting forces by 1.5 times and increases the durability of the cutting teeth. Claim method A deforming-cutting method, in which surface plastic deformation of an orifice is carried out by spline deforming elements with compression of protrusions formed by lateral surfaces of slots, and sequential cutting of surface-layer deforming elements compressed between the splines of deforming elements of the surface layer with cutting teeth with main and auxiliary cutting edges placed between the side surfaces of the deforming elements, about the fact that, in order to increase the durability of the tool ment due to the elimination of braking chips, the latter is pulled out of the treatment area, while the splines of the deforming elements are made in the form of deforming pulleys, the diametrical axes of which are perpendicular to p-; The tool axes are placed in front of the main cutting edges along the tool, with the possibility of backlash-free contact with the auxiliary cutting edges at a distance, the minimum value of which is determined from the expression 5five 00 гдеWhere мин R R sin (90° - arccos).min R R sin (90 ° - arccos). 5five радиус деформирующе-т нущегоradius deforming b ролика;roller; У - передний угол режущего зуба; - усадка стружки,Y - the front angle of the cutting tooth; - shrinkage of chips, а максимальную величину которого определ ют из услови  посто нного контакта наружной кромки стружки с момента ее образовани  и до момента обрыва от передней поверхности зуба с торцовой поверхностью ролика, причем рассто ние от оси инструмента до центра ролика превьш1ает рассто ние от оси до дна стружечной канавки на величину, минимальное значение которой равноand the maximum value of which is determined from the condition of constant contact of the outer edge of the chip from the moment of its formation until the moment of breakage from the front surface of the tooth with the end surface of the roller, and the distance from the tool axis to the center of the roller exceeds the distance from the axis to the bottom of the chip groove the minimum value of which is 00 -АЛИИ-ALIA ..