CC BY
150
Наука к Образование
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Сетевое научное издание
Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 10. С. 74-87.
ISSN 1994-0408
Б01: 10.7463/1015.0821197
Представлена в редакцию: Исправлена:
© МГТУ им. Н.Э. Баумана
08.09.2015 24.09.2015
УДК 621.9
Определение диаметра резьбообразующей части резьбовых фрез
Древаль А. Е.1, Мальков О. В.1'", Павлюченков И. А.1, Виноградов Д. В.1
1МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
olma ■ О^таДли
В работе представлена методика расчета и выбора исходного конструктивного параметра -наружного диаметра резьбообразующей части концевой гребенчатой резьбовой фрезы, которая выбрана в качестве базовой расчетной конструкции. Анализ показал, что при выборе наружного диаметра фрезы следует назначать максимальный диаметр фрезы для улучшения характеристик процесса при наложении ограничения по точности формируемой резьбы. Разработан алгоритм выбора наружного диаметра резьбообразующей части резьбовой фрезы для обработки наружной и внутренней резьбы, позволяющий проектировать инструмент с учетом ограничения по принятой степени точности резьбы.
Ключевые слова: диаметр фрезы, резьбовая фреза, резьбофрезерование, резьба
Введение
В настоящее время наметилась тенденция увеличения доли операции резьбофрезерования среди других способов нарезания резьбы, что связано с увеличением числа станков с ЧПУ, гибкостью и универсальностью процесса. Это обуславливает проведение теоретических и экспериментальных исследований в области резьбофрезерования, включая исследование эксплуатационных характеристик и динамики процесса для поиска областей параметров режима обработки, а также расчет и проектирование инструментов, при которых параметры точности резьбы и эксплуатационные параметры инструмента имели бы наилучшие показатели.
Существующие на настоящее время в РФ разработки в области использования резьбовых фрез в основном касаются конструкций гребенчатых резьбовых фрез для обработки наружной и внутренней резьбы, с прямыми стружечными канавками, изготовленных из быстрорежущей стали [1...5].
Целью работы является разработка методики расчета и выбора наружного диаметра -исходного конструктивного параметра резьбообразующей части гребенчатой резьбовой фрезы.
Анализ конструкций концевых резьбовых фрез
В Российской Федерации стандартизованные резьбовые фрезы, изготавливаемые согласно ГОСТ 1336-77, могут быть концевыми и насадными конструкциями, изготовленными из быстрорежущей стали. Нормативная база на конструкции резьбовых фрез изготовленных из твердого сплава отсутствуют. Согласно ГОСТ 1336-77 концевые резьбовые фрезы имеют общий вид и геометрические и конструктивные параметры, которые представлены на рисунке 1 и в укрупненной таблице 1. Стандартом также регламентируются параметры насадных конструкций резьбовых фрез (указаны в таблице 1), которые конструктивно отличаются от концевых конструкций типом базовых и присоединительных частей.
Рисунок 1. Общий вид и параметры концевых резьбовых фрез. Таблица 1. Параметры резьбовых фрез по ГОСТ 1336-77.
ГОСТ Наименование й, мм Р, мм ю,град г к, мм а/А, град/мм у, град
1336-77 Фрезы резьбовые гребенчатые* 10...32 0,5...3,0 0° (допускается не более 7°) 6,8 2,5...4,5 (11°...9°)/(1...2) 5° (допускается у=0°)
32...100 1,0...6,0 8...18 4,5...8,5 9°/(2...3)
* - в верхней строке таблицы представлены параметры хвостовых фрез, в нижней - насадных фрез.
Анализ зарубежных конструкций цельных концевых резьбовых фрез проводился по материалам каталогов инструментальных компаний Carmex, Emuge, Iscar, Jel, Vargus [6...10] показал следующее:
- в большинстве случаев представлены конструкции резьбовых фрез, изготовленных из твердого сплава;
- концевые фрезы выполняются цельными и сборными и используют резьбообразующую часть как однодисковую, так и многодисковую (гребенчатую);
- стружечные канавки резьбовых фрез выполняются как прямыми, так и винтовыми;
- фрезы из твердого сплава диаметром до 20...25 мм изготавливаются в виде цельных конструкций с цилиндрическим хвостовиком, что ограничено номенклатурой максимальных диаметров цилиндрических заготовок из твердого сплава;
- резьбовые фрезы могут быть леворежущими и праворежущими;
- предлагаются конструкции комбинированных резьбовых фрез с торцевой частью для подготовки отверстия под нарезание резьбы и зенковочной частью для формообразования фаски в резьбовом отверстии;
- для изготовления используются заготовки с внутренними каналами для подвода СОЖ.
В качестве базовой расчетной конструкции для определения диаметра резьбообразующей части выберем конструкцию концевой фрезы представленной на рисунке 1.
Структура проектирования резьбовых фрез для обработки наружной и внутренней резьбы в общем случае не различается, однако расчет параметров обладает рядом отличий: при обработке внутренней резьбы наружный диаметр резьбообразующей части ограничен диаметром обрабатываемой резьбы (в случае обработки наружной резьбы ограничений нет); отсутствие ограничений в пространстве при обработке наружной резьбы позволяет существенно уменьшать номенклатуру резьбовых фрез; согласно ГОСТ 9150-2002 профиль метрической резьбы имеет различную ширину вершины и впадины, что определяет различие в параметрах профиля резьбовых фрез для обработки наружной и внутренней резьбы.
Выполненный анализ показывает, что при обработке внутренних резьб в диапазоне размеров М4...М48 в заготовках корпусных деталей на станках с ЧПУ преобладает тенденция использования концевых гребенчатых фрез, поэтому основное внимание следует уделить проектированию резьбовых фрез для обработки внутренней резьбы.
Вопросам проектирования, выбора и расчета конструктивных и геометрических параметров резьбовых фрез уделено внимание в литературных источниках [1...4]. Однако, представленная информация относится к проектированию резьбовых фрез, изготовленных из быстрорежущей стали, преимущественно с прямыми стружечными канавками по типоразмерам согласно ГОСТ 1336-77, поэтому невозможно в полной мере перенести существующий процесс проектирования на современные конструкции резьбовых фрез, которые в основном изготавливаются из твердого сплава и имеют в конструкции винтовые стружечные канавки с углом подъема до 30°.
Определение диаметра резьбообразующей части резьбовых фрез
При выборе наружного диаметра резьбобразующей части концевой фрезы следует учитывать влияние диаметра фрезы на производительность процесса, точность профиля получаемой резьбы, конусность резьбы, прочность инструмента, объем стружечной канавки.
При увеличении диаметра фрезы производительность процесса увеличивается. В среднем можно считать, что при увеличении диаметра фрезы в 1,5 раза (например, с 40 мм до 60 мм) основное время уменьшается на 13%, а при увеличении диаметра фрезы в 2 раза - на 20% [2]. Поэтому, при проектировании резьбовой фрезы при заданных параметрах обрабатываемой резьбы следует стремиться к увеличению диаметра фрезы.
Резьбофрезерование осуществляется по схеме с параллельными осями нарезаемой резьбы и инструмента, при этом резьбовые фрезы имеют кольцевые витки, не имеющие угла подъема. Несовпадение направления витков фрезы и обрабатываемой резьбы приводит к расширению впадины резьбы [2], которую можно характеризовать геометрической погрешностью профиля резьбы [11...16]. Геометрическая погрешность профиля резьбы увеличивается при увеличении шага резьбы и увеличении диаметра фрезы при принятом значении диаметра нарезаемой резьбы, что можно объяснить увеличением угла контакта инструмента с заготовкой. Таким образом, с точки зрения точности получаемой резьбы, диаметр фрезы следует уменьшать.
Поскольку оси фрезы и резьбы при обработке не совпадают, это приводит к появлению радиального отжима фрезы под действием возникающей силы резания, что в итоге приводит к конусности резьбы. Проведенный литературный обзор не выявил научных работ по установлению зависимости конусности резьбы от параметров инструмента и процесса резьбофрезерования. Есть рекомендации [17] использовать встречное фрезерование и учитывать конусность в размере 0,001 мм на 1 мм длины резьбообразующей части фрезы. Следует ожидать, что с увеличением диаметра фрезы за счет увеличения ее жесткости конусность резьбы может быть уменьшена, однако, это является предметом специальных исследований.
При увеличении диаметра фрезы будет увеличиваться объем стружечных канавок за счет увеличения высоты зуба. Таким образом, выбирая больший диаметр инструмента можно увеличить объем стружечных канавок, увеличив тем самым производительность процесса резьбофрезерования за счет размещения большего количества стружки. И как следствие, произойдет увеличение прочности фрезы при увеличении ее диаметра.
Таким образом, можно сделать вывод о необходимости увеличения диаметра фрезы для улучшения характеристик процесса при наложении ограничения по точности формируемой резьбы.
В соответствии с вышесказанным при резьбофрезеровании внутренней резьбы для определения наружного диаметра резьбообразующей части следует исходить из следующих положений:
- максимальный наружный диаметр фрезы ограничен диаметром отверстия под нарезание резьбы, который производители резьбовых фрез [9,10] рекомендуют
рассчитывать по формуле: do = D - P, где D и P - номинальный диаметр и шаг внутренней резьбы соответственно;
- с увеличением наружного диаметра резьбообразующей части фрезы увеличивается геометрическая погрешность профиля нарезаемой резьбы [11...16], что следует учитывать при расчете этого параметра;
- минимальный наружный диаметр фрезы ограничен прочностью, возможностью размещения стружки и производительностью обработки, и в общем случае определен экономической целесообразностью обработки. Поэтому следует выбирать максимально возможный диаметр резьбообразующей части с учетом обеспечения требуемой точности обработки.
При эксплуатации резьбовых гребенчатых концевых фрез соотношение диаметров инструмента и отверстия или резьбы рекомендуется принимать в большом диапазоне значений (рисунок 2): от dр = (0,5.. ,0,75)-D [18,19] до dр = (0,85.0,9)^ [5,20...22], где dj, - диаметр резьбовой гребенчатой фрезы, D - номинальный диаметр резьбы, d^ -диаметр отверстия под резьбу. Автор [3] рекомендует принимать следующее значение: для резьбы с шагом 0,75...1,00 мм df, = 0,6-D, с крупным шагом df,= 0,9-D, что еще больше превышает указанные выше диапазоны значений. Автор [23] предлагает зависимость dp, = (0,3...0,5)-D, что существенно занижает возможности резьбовых фрез, наружный диаметр для которых выбран согласно представленной зависимости. Автор [1] предлагает для определения наименьшего допустимого значения диаметра фрезы из условий прочности пользоваться зависимостью: dp, = 6,32-P1'46, где P - шаг нарезаемой резьбы.
Для цельных концевых резьбовых фрез согласно рекомендации EMUGE [7] для того, чтобы обеспечить отклонения в пределах допустимых значений в профиле внутренней резьбы, диаметр выбираемой резьбовой фрезы не должен превышать 2/3 номинального диаметра фрезеруемой резьбы с основным шагом, и 3/4 номинального диаметра резьбы с мелким шагом.
1DD
1-С
ю
5С
30
z'
У
s '
у у
/
Номинальный диаметр резьбы, D, мм
■ 0r5D---0r75D
Диаметр отверстия,
i,85doTB
б
Рисунок 2. Зависимость диаметра резьбообразующей части dv, от номинального диаметра резьбы D и
диаметра отверстия ^отв.
а
При фрезеровании наружной резьбы диаметром до 24 мм рекомендуется использовать фрезу диаметром йр = 50...60 мм [3]. Согласно рекомендации ЕМиОЕ [7], при фрезеровании наружной резьбы, диаметр фрезы не должен превышать диаметра фрезеруемой резьбы. Такие несоответствия в рекомендациях происходят из-за того, что в отечественной литературе все рекомендации даются для резьбовых фрез, изготовленных из быстрорежущей стали, для которой сортамент прутков позволяет реализовать принятые диаметры инструмента. Для цельных резьбовых фрез, изготовленных из твердого сплава, номенклатура диаметров прутка ограничена 20 мм (реже до 25 мм), что накладывает ограничения на выбор диаметра инструмента. На основании литературного обзора установлено, что диапазоны диаметров цельных и сборных конструкций резьбовых фрез пересекаются, что следует учитывать при выборе конструкции резьбовой фрезы. Например, производители резьбовых фрез [6,10,27] предлагают сборные конструкции хвостовых резьбовых фрез в диапазоне наружного диаметра резьбообразующей части ёр = 6,8 мм...52,0 мм.
Проведенный анализ значений наружного диаметра гребенчатых резьбовых фрез изготовленных из твердого сплава по данным каталогов различных фирм-производителей [6...10, 24...29] позволил разработать следующие аппроксимирующие зависимости:
- для обработки резьбы с крупным шагом йр = 0,741 -Б (коэффициент корреляции Я = 0,988);
- для обработки резьбы с мелким шагом йр = 0,793-Б (коэффициент корреляции Я =
0,98).
Графическая иллюстрация указанных зависимостей представлена на рисунках 3 и 4 соответственно.
>к
<и
В
о
а |
V© 2
° <£ О
Ю 4
Л К
со н
<и о
П. св
сх »* н
<и
св
к
ч:
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
•
• .
•
1 *
1 1
•1 •• \1
0 5 10 15 20
Номинальный диаметр резьбы О, мм
25
Рисунок 3. Зависимость диаметра резьбообразующей части от номинального диаметра резьбы с крупным
шагом (й?р = 0,741-Б, Я = 0,988).
зя о
3
о, ё ю 2 о
ю ^
Л 5
со н О о
Он
н
о
<3 К
ч:
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
•
1 • *
1
1 V' 1
. 1
• 1 •
0 5 10 15 20
Номинальный диаметр резьбы Д мм
25
Рисунок 4. Зависимость диаметра резьбообразующей части от номинального диаметра резьбы с мелким
шагом (ёр = 0,793-Б, Я = 0,98).
Обзор конструкций комбинированных концевых инструментов (например, сверло-резьбофрез), используемых для сокращения номенклатуры инструментов при наличии в корпусных обрабатываемых деталях большого количества однотипных резьбовых отверстий и повышения производительности обуславливает необходимость формирования отверстия под резьбу с диаметром, близким по значению внутреннему диаметру нарезаемой резьбы. Это требование определяет диаметр сверлильной части комбинированного инструмента, и, как следствие, диаметр его резьбообразующей части, превышающий рекомендуемые в литературе значения. Например, для сверло-резьбофрез, представленных в каталоге Emuge [7], соотношение диаметра резьбообразующей части к диаметру сверлильной части достигает коэффициента 0,97, а соотношение диаметра резьбообразующей части к номинальному диаметру резьбы достигает 0,85.
Таким образом, анализ данных литературного обзора позволил сделать следующие выводы:
- при проектировании резьбовых фрез для обработки внутренней резьбы следует выбирать стартовый наружный диаметр резьбообразующей части исходя из зависимости: йр = 0,741-Б (при обработке резьбы с крупным шагом), йр = 0,793-Б (при обработке резьбы с мелким шагом); далее следует проверять геометрическую погрешность профиля резьбы соответствующую стартовому диаметру резьбообразующей части;
- при проектировании резьбовых фрез для обработки наружной резьбы следует выбирать стартовый наружный диаметр резьбообразующей части исходя из зависимости: йр = (0,7...1,0) -Б; (большие значения коэффициента соответствуют меньшим значениям диаметра резьбы из условия прочности) [7];
- при проектировании комбинированных конструкций инструментов на основе гребенчатой резьбовой фрезы наружный диаметр резьбообразующей части следует
выбирать максимальным с учетом совместного использования конструктивных частей (сверла, резьбовой фрезы, зенкера и пр.) в общей конструкции инструмента при наличии ограничения по геометрической точности нарезаемой резьбы.
На основе проведенного анализа оценки диаметра резьбообразующей части резьбовой фрезы разработана блок-схема алгоритма расчета и выбора значения наружного диаметра фрезы при обработке внутренней резьбы с учетом ограничения по точности получаемой резьбы (рисунок 5).
Провести расчет диаметра резьбообразующей части резьбофрезы при фрезеровании наружной резьбы можно аналогично блок-схеме алгоритма приведенного на рисунке 5. При этом минимальный диаметр инструмента определяется прочностью и производительностью резьбофрезерования, а максимальный -точностью профиля получаемой резьбы [16], технологической возможностью изготовления, экономическими критериями обработки и рекомендациями [7].
Рисунок 5. Блок-схема алгоритма расчета наружного диаметра резьбообразующей части фрезы при обработке внутренней резьбы: р - угол профиля резьбы, град; О - номинальный диаметр внутренней резьбы, мм; Р - шаг резьбы, мм; ТО2 - допуск на средний диаметр внутренней резьбы.
НИОКР «Участие в создании системы автоматизированного проектирования режущих инструментов с фасонной производящей поверхностью и режущей кромкой в виде винтовой линии» (Шифр «Фасон - АПМ») выполнена при финансовой поддержке Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в рамках договора № ДТ - 103/12/2011 от 07 декабря 2011 г. по подпрограмме «Развитие отечественного станкостроения и инструментальной промышленности» на 2011-2016 годы федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» на 2007-2011 годы.
Заключение
1. Анализ литературных источников позволил выявить наиболее типовые конструкции резьбовых фрез. Показано, что на основе анализа конструкций резьбовых фрез в качестве базовой расчетной конструкции для определения диаметра резьбообразующей части инструмента может быть выбрана концевая гребенчатая резьбовая фреза.
2. Проведен анализ факторов влияющих на выбор диаметра резьбообразующей части инструмента: производительности процесса, точности профиля получаемой резьбы, конусности резьбы, прочности инструмента, объема стружечной канавки.
3. Проведенный анализ позволяет определить последовательность расчета наружного диаметра инструмента. Разработана блок-схема алгоритма выбора наружного диаметра резьбообразующей части резьбовой фрезы, позволяющего проектировать инструмент с учетом ограничения по принятой степени точности резьбы.
Список литературы
1. Левицкий М.Я. Резьбофрезерование. Киев: Машгиз. Украинское отд-ние, 1950. 192 с.
2. Левицкий М.Я. Основы резьбофрезерования. Киев: Машгиз. Украинское отд-ние, 1953. 156 с.
3. Барбашов Ф.А. Резьбофрезерные работы. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1969. 256 с.
4. Карцев С.П. Инструмент для изготовления резьбы. М.: Машгиз, 1955. 252 с.
5. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962. 952 с.
6. Carmex Precision Tools Ltd. Metric 2012-13 // CARMEX: company website. Режим доступа: http://www.carmex.com/var/files/Carmex_catalogue_web.pdf (дата обращения 05.10.2015).
7. EMUGE. Threading technology, clamping technology. High performance tools 510 // EMUGE: company website. Режим доступа:
http://www.emuge.co/sites/default/files/Emuge-510-Catalog_0.pdf (дата обращения 05.10.2015).
8. Обзор продукции ISCAR // ООО «Интехника»: сайт компании. Режим доступа: http://www.intehnika.ru/files/catalogues/100/file-113-1303800392.pdf (дата обращения 10.10.2015).
9. KomPass Threading // KOMET GROUP: company website. Режим доступа: http://www.kometgroup.com/fileadmin/user_upload/pdf/products/jel/KomPass-Threading_GB.pdf (дата обращения 08.08.2015).
10. Адаптированный каталог-транслятор продукции компании VARGUS // VARGUS: company website. Режим доступа:
http://www.vargus.com/download/files/VARGUS_MAIN_web.pdf (дата обращения 10.08.2015).
11. Мальков О.В, Литвиненко А.В. Выбор наружного диаметра резьбовой части сверлорезьбофрезы // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1997. № 3. С. 78-84.
12. Мальков О.В. Исследование точности резьбы при резьбофрезеровании сверло-резьбофрезой // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2007. № 11. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/68985.html (дата обращения 15.10.2015).
13. Мальков О.В., Головко И.М. Исследование точности резьбы при охватывающем резьбофрезеровании // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2009. № 5. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/125657.html (дата обращения 10.10.2015).
14. Древаль А.Е., Мальков О.В., Литвиненко А.В. Точность обработки внутренних резьб комбинированным инструментом // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2011. № 12. С. 44-52. DOI: 10.18698/0536-1044-2011-12-44-52
15. Мальков О.В., Головко И.М. Разработка и исследование модели точности профиля наружной резьбы при охватывающем резьбофрезеровании // Вестник машиностроения. 2012. № 2. С. 65-70.
16. Мальков О.В. Разработка модели точности профиля наружной резьбы при резьбофрезеровании // СТИН. 2012. № 8. С. 27-32.
17. Threading with Walter Prototyp. Precise, reliable, efficient. Product handbook // WALTER PROTOTYP: company website. Режим доступа: http://www.walter-tools.com/SiteCollectionDocuments/downloads/global/manuals/en-gb/handbook-prototyp-threading-2012-en.pdf (дата обращения 01.09.2015).
18. Краткий справочник металлиста / под общ. ред. А.Е. Древаля, Е.А. Скороходова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2005. 960 с.
19. Климов В.И., Лернер А.С., Пекарский М.Д. и др. Справочник инструментальщика-конструктора. 2-е изд., перераб. и доп. М.-Свердловск: Машгиз. Урало-Сибирское отд-ние, 1958. 608 с.
20. Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л. и др. Металлорежущие инструменты. М.: Машиностроение, 1989. 328 с.
21. Баранчиков В.И., Боровский Г.В., Гречишников В.А. и др. Справочник контруктора-инструментальщика / под общ. ред. В.И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1994. 560 с.
22. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. Киев: Вища школа, 1974. 400 с.
23. Фельдштейн Е.Э., Корниевич М.А. Металлорежущие инструменты: справочник конструктора. Минск: Новое знание, 2009. 1039 с.
24. Advent Tool and Manufacturing Inc. Specializing in Solid & Replaceable Thread and Form Mill Tooling // Advent Tool: company website. Режим доступа: http://www.advent-threadmill.com/pdf/Advent Catalog 2015.pdf (дата обраще-ния 21.10.2015).
25. Резьбонарезной инструмент. Нарезание, раскатывание, фрезерование резьбы высочайшего качества // GUHRING: сайт компании. Режим доступа: http://www.guhring.ru/uploads/cat/files/rezba.pdf (дата обращения 12.10.2015).
26. JBO. Thread milling cutters // JBO: company website. Режим доступа: http://www.johs-boss.de/fileadmin/user upload/johs-boss.de/4 downloads/gewinde-fraeserl.pdf (дата обращения 12.10.2015).
27. Mimatic. Thread milling // MIMATIC: company website. Режим доступа: http://www.mimatic.de/data/media/6/617 0x0 01 Gewindefraesen EN.pdf (дата обращения 19.10.2015).
28. Sandvik Coromant. Вращающиеся инструменты. 2015 // SANDVIK COROMANT: website. Режим доступа: http://sandvik.ecbook.se/SE/ru/Rotating_Tools_2015/ (дата обращения 22.10.2015).
29. Walter. General catalogue 2012 // WALTER: company website. Режим доступа: http://www.walter-tools.com/SiteCollectionDocuments/downloads/global/catalogues/ en-gb/general-catalogue-2012-en.pdf (дата обращения 22.10.2015).
Science and Education of the Bauman MSTU, 2015, no. 10, pp. 74-87.
DOI: 10.7463/1015.0821197
Received: Revised:
08.09.2015 24.09.2015
Science^Education
of the Bauman MSTU
I SS N 1994-0408 © Bauman Moscow State Technical Unversity
Determination of the Tapping Part Diameter of the Thread Mill
A.E. Dreval'1, O.V. Malkov1*, "olmaTOgjmailjn
I.A. Pavluchenkov1, D.V. Vinogradov1
:Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
Keywords: diameter of the milling cutter, thread mill, thread milling, thread
Currently, there is a tendency to increase the proportion of thread milling operations, among other ways of tapping, which is associated with increasing number of CNC machines, flexibility and versatility of the process.
Developments presently existing in the RF and used in the thread mills deal, mainly, with the thread milling cutter designs, to process internal and external thread with straight flutes made from high-speed steel.
The paper presents a technique to calculate and select the initial design parameters, i.e. the external diameter of the tapping part of thread milling cutter, which is chosen as a basic computational design.
The analysis of directories of tool companies containing foreign de-signs of solid thread end-milling cutters has shown that most of them rep-resent the thread cutter designs made of solid carbide. There are solid and interlocking side milling cutters, which use a tapping part both as a single-disk and as a multi-disk one; chip flutes are made to be both as direct and as screw; solid designs of cutters are made from carbide with a diameter of up to 20 ... 25 mm; thread cutters can be left- and right-hand cutting; Designs of the combined thread mills are proposed; internal channels are used for coolant supply.
It is shown that the purpose of the external diameter of the tapping part of the thread mill should take into account the effect of the thread mill diameter on the milling process performance, precision of thread profile received, taper thread, tool strength, and the volume of flutes.
The analysis has shown that when choosing the external diameter of the thread mill it worth taking its maximum diameter to improve the char-acteristics of the process under the restrictions imposed on the accuracy of the formed thread.
References
1. Levitskiy M.Ya. Rez'bofrezerovanie [Thread milling]. Kiev, Mashgiz Publ., 1950. 192 p. (in Russian).
2. Levitskiy M.Ya. Osnovy rez'bofrezerovaniya [Basics of thread milling]. Kiev, Mashgiz Publ., 1953. 156 p. (in Russian).
3. Barbashov F.A. Rez'bofrezernye raboty [Thread milling operations]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1969. 256 p. (in Russian).
4. Kartsev S.P. Instrument dlya izgotovleniya rez'by [Tool for manufacturing thread]. Moscow, Mashgiz Publ., 1955. 252 p. (in Russian).
5. Semenchenko I.I., Matyushin V.M., Sakharov G.N. Proektirovanie metallorezhushchikh instrumentov [Design of metal-cutting tools]. Moscow, Mashgiz Publ., 1962. 952 p. (in Russian).
6. Carmex Precision Tools Ltd. Metric 2012-13. CARMEX: company website. Available at: http://www.carmex.com/var/files/Carmex catalogue web.pdf , accessed 05.10.2015.
7. EMUGE. Threading technology, clamping technology. High performance tools 510. EMUGE: company website. Available at: http://www.emuge.co/sites/default/files/Emuge-510-Catalog 0.pdf , accessed 05.10.2015.
8. ISCARproduct overview. LLC "Intehnika": company website. Available at: http://www.intehnika.ru/files/catalogues/100/file-113-1303800392.pdf , accessed 10.10.2015. (in Russian).
9. KomPass Threading. KOMET GROUP: company website. Available at: http://www.kometgroup.com/fileadmin/user upload/pdf/products/jel/KomPass-Threading GB.pdf , accessed 08.08.2015.
10. Adaptirovannyi katalog-translyator produktsii kompanii VARGUS [Adapted catalog-translator of products of VARGUS company]. VARGUS: company website. Available at: http://www.vargus.com/download/files/VARGUS MAIN web.pdf , accessed 10.08.2015.
11. Litvinenko A.V., Malkov O.V. Outside Diameter Selection for Threaded Part of Drill Thread Milling Cutter. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Mashinostroenie = Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Ser. Mechanical Engineering, 1997, no. 3, pp. 78-84. (in Russian).
12. Malkov O.V. Research of accuracy of a carving at carving-milling with the help of drill thread milling. Nauka i obrazovanie MGTU im. N.E. Baumana = Science and Education of the Bauman MSTU, 2007, no. 11. Available at: http://technomag.bmstu.ru/doc/68985.html , accessed 15.10.2015. (in Russian).
13. Malkov O.V., Golovko I.M. Research of accuracy of a carving at covering carving-milling. Nauka i obrazovanie MGTU im. N.E. Baumana = Science and Education of the Bauman MSTU, 2009, no. 5. Available at: http://technomag.bmstu.ru/doc/125657.html , accessed 10.10.2015. (in Russian).
14. Dreval A.E., Malkov O.V., Litvinenko A.V. Accuracy of machining internal threads with a combined tool. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Mashinostroenie = Proceedings of Higher Educational Institutions. Machine Building, 2011, no. 12, pp. 44-52. DOI: 10.18698/0536-1044-2011-12-44-52 (in Russian).
15. Mal'kov O.V., Golovko I.M. Development and investigation of the external thread profile model accuracy at female milling. Vestnik mashinostroeniya, 2012, no. 2, pp. 65-70. (in Russian).
16. Mal'kov O.V. Precision of the external-thread profile in thread cutting. STIN, 2012, no. 8, pp. 27-32. (English version of journal: Russian Engineering Research, 2013, vol. 33, iss. 3, pp. 172-175. DOI: 10.3103/S1068798X1303012X ).
17. Threading with Walter Prototyp. Precise, reliable, efficient. Product handbook. WALTER PROTOTYP: company website. Available at: http://www.walter-
tools.com/SiteCollectionDocuments/downloads/global/manuals/en-gb/handbook-prototyp-threading-2012-en.pdf , accessed 01.09.2015.
18. Dreval A.E., Skorokhodov E.A., eds. Kratkii spravochnik metallista [Quick reference guide of metalworker]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2005. 960 p. (in Russian).
19. Klimov V.I., Lerner A.S., Pekarskii M.D., et al. Spravochnik instrumental'shchika-konstruktora [Handbook of toolmaker-designer]. Moscow-Sverdlovsk, Mashgiz Publ., 1958. 608 p. (in Russian).
20. Sakharov G.N., Arbuzov O.B., Borovoi Yu.L., et al. Metallorezhushchie instrumenty [Metal cutting tools]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1989. 328 p. (in Russian).
21. Baranchikov V.I., Borovskii G.V., Grechishnikov V.A., et al. Spravochnik kontruktora-instrumental'shchika [Handbook of designer- toolmaker]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1994. 560 p. (in Russian).
22. Rodin P.R. Metallorezhushchie instrumenty [Metal cutting tools]. Kiev, Vishcha shkola Publ., 1974. 400 p. (in Russian).
23. Fel'dshtein E.E., Kornievich M.A. Metallorezhushchie instrumenty: spravochnik konstruktora [Metal cutting tools: Handbook of designer]. Minsk, Novoe znanie Publ., 2009. 1039 p. (in Russian).
24. Advent Tool and Manufacturing Inc. Specializing in Solid and Replaceable Thread and Form Mill Tooling. Advent Tool: company website. Available at: http://www.advent-threadmill.com/pdf/Advent Catalog 2015.pdf (дата обраще-ния 21.10.2015.
25. Rez'bonareznoi instrument. Narezanie, raskatyvanie, frezerovanie rez'by vysochaishego kachestva [Threading tool. Cutting, rolling, milling thread of the highest quality]. GUHRING: company website. Available at:
http://www.guhring.ru/uploads/cat/files/rezba.pdf , accessed 12.10.2015. (in Russian).
26. JBO. Thread milling cutters. JBO: company website. Available at: http://www.johs-boss.de/fileadmin/user upload/johs-boss.de/4 downloads/gewinde-fraeser1.pdf , accessed 12.10.2015.
27. Mimatic. Thread milling. MIMATIC: company website. Available at: http://www.mimatic.de/data/media/6/617 0x0 01 Gewindefraesen EN.pdf , accessed 19.10.2015.
28. Sandvik Coromant. Rotating tools. 2015. SANDVIK COROMANT: website. Available at: http://sandvik.ecbook.se/SE/ru/Rotating Tools 2015/ , accessed 22.10.2015.
29. Walter. General catalogue 2012. WALTER: company website. Available at: http://www.walter-tools.com/SiteCollectionDocuments/downloads/global/catalogues/ en-gb/general-catalogue-2012-en.pdf , accessed 22.10.2015.
