способ изготовления резьбы на детали

Формула изобретения

Способ изготовления резьбы на детали, включающий формирование геометрии резьбы резьбообразующим инструментом и ее упрочнение термомеханическим воздействием при вращении детали за счет прохождения через зону контакта инструмента и детали электрического тока, отличающийся тем, что термомеханическое воздействие производят двумя электропроводными инструментами, один из которых выполнен в виде инструмента-пластины, изготовленной из твердого сплава, которую устанавливают во впадину между витками и производят отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих к нему боковых поверхностей ниже среднего диаметра резьбы без вращения относительно детали, а второй - вращающийся инструмент-ролик, изготовленный из бронзы, который устанавливают между двумя соседними боковыми витками и производят поверхностное упрочнение оставшейся части боковых поверхностей, при этом на инструменты осуществляют подвод электрического тока таким образом, чтобы площади контакта детали с инструментом-пластиной и инструментом-роликом были равны между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении резьбы на деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивного износа.

Известны способы изготовления резьбы, позволяющие повысить износостойкость и усталостную прочность /Якушев А.И., Мустаев Р.Х.., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. - М.: Машиностроение, 1979-215 с./.

Указанные способы изготовления резьбы не позволяют комплексно производить упрочняющую и отделочно-упрочняющую обработку с закалкой профиля резьбы по всему периметру при одновременном благоприятном расположении волокон металла.

Известен способ изготовления резьбы на длинномерных деталях (GB 798609, B23G 1/00, 23.07.1958), включающий формирование резьбы резьбообразующим инструментом в виде токоподводящего ролика, ее упрочнение термомеханическим воздействием за счет прохождения через зону контакта ролика и детали электрического тока.

Однако данный способ не позволяет производить комбинированную обработку участков профиля резьбы, подвод электрического тока производится через деталь и инструмент, что не позволяет повысить качество деталей.

Задачей изобретения является повышение производительности и качества винтовых поверхностей за счет отделочно-упрочняющей обработки поверхностного слоя резьбы и формирования волокон металла, вытянутых вдоль профиля основания.

Использование предлагаемого способа изготовления резьбы позволяет повысить износостойкость и усталостную прочность резьбовых поверхностей после формирования геометрии.

Поставленная задача достигается тем, что термомеханическое воздействие производят двумя электропроводными инструментами, один из которых выполнен в виде инструмента-пластины, изготовленной из твердого сплава, которую устанавливают во впадину между витками и производят отделочно-упрочняющую обработку основания и прилегающих к нему боковых поверхностей ниже среднего диаметра резьбы без вращения относительно детали, а второй - вращающийся инструмент-ролик, изготовленный из бронзы, который устанавливают между двумя соседними боковыми витками и производят поверхностное упрочнение оставшейся части боковых поверхностей, при этом на инструменты осуществляют подвод электрического тока таким образом, чтобы площади контакта детали с инструментом-пластиной и инструментом-роликом были равны между собой.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

На токарно-винторезном станке модели 1В62Г производилась обработка резьбы по предлагаемому способу. Резьба М 56×6 нарезалась резцом, т.е. способ включает формирование геометрии резьбы резьбообразующим инструментом, ее упрочнение термомеханическим воздействием за счет прохождения через зону контакта инструмента и детали электрического тока. Материал детали сталь 45 ГОСТ 1050-88, длина резьбы 350 мм при общей длине детали 520 мм. Инструмент-пластину изготавливали твердого сплава Т15К6, затачивали под углом 60 градусов при вершине и радиусом скругления 0,50 мм. Инструмент-ролик изготавливали из бронзы Бр ОЦС 3-5-5, с углом по боковым поверхностям 60 градусов и плоской формой вершины с шириной 2 мм.

Технологически изготовление резьбы производилось следующим образом.

Установив инструмент-пластину во впадину обрабатываемой резьбы, а инструмент-ролик между двумя соседними боковыми витками и создав надежный контакт в соединениях инструментов с резьбой, последовательно производим включение вращение детали и источник электрического тока. Ток большой силы и малого напряжения, сосредоточенный в зоне контакта инструментов с поверхностями резьбы, приводит к мгновенному нагреву поверхностного слоя до температуры 900 1000°C. Использование инструмента-пластины, имеющего большую твердость 88 92 HRA и красностойкость 1100°C, по сравнению с обрабатываемым материалом 18 22 HRC позволяет производить отделочно-упрочняющую обработку основания и боковых поверхностей ниже среднего диаметра резьбы. Отделочно-упрочняющая обработка приводит к структурным изменениям поверхностного слоя впадины и прилегающей к ней боковых поверхностей с упрочнением на твердость 52 54 HRC глубиной до 0,2 мм при сохранении структуры и свойств внутри витка в исходном состоянии. Кроме того, инструмент-пластина приводит к изменению шероховатости и формированию текстуры волокон металла, вытянутой вдоль основания резьбы.

Инструмент-ролик при обработке производит закалку боковых поверхностей резьбы на твердость 48 54 HRC глубиной 0,2 0,5 мм

Результаты испытаний обработанных таким образом резьбовых поверхностей показали, что усталостная прочность возрастает на 15 30%, износостойкость увеличивается в 2,3 3 раза, прочность на срез резьбы увеличивается на 15 25%, усилие на разрушение стержня на 3 5%.