Геометрические параметры метчиков

Геометрические параметры метчиков представлены на рис. 10.

Угол заборного конуса определяется из треугольника abc (см. рис.10)

(25)

Здесь: - среднее значение наружного диаметра чистового метчика; D_max и D_min находятся по формулам (20) и (24).

Диаметр переднего торца d_n=d₁-c, т.е. он выполняется меньше внутреннего диаметра резьбы; величина с=0,1...0,3 и зависит от размеров резьбы.

Аналогично рассчитывается угол φ для промежуточного и чернового метчика, только в формулу (25) следует подставить соответствующие D_ср и l_з.

Углы резания измеряются в сечении, нормальном оси метчика. Передний угол определяется формой стружечной канавки и выбирается в зависимости от обрабатываемого материала по ГОСТ 3266-71 в следующих пределах:

γ=0…5⁰ - чугун, бронза, нержавеющая и жаропрочная стали, высокопрочные стали, титановые и молибденовые сплавы, хрупкие латуни;

γ=8…10⁰ - стали средней твердости, латунь, чугун отожженный;

γ=12…15⁰ - мягкая и вязкая сталь, вязкие латуни, медь;

γ=16…25⁰ - мягкие сплавы.

Задний угол образуется при заточке (затыловании) и выбирается в следующих пределах:

α=6…8⁰ - для ручных метчиков;

α=10…12⁰ - для черновых машинных и гаечных метчиков и

α=4⁰ - для чистовых машинных метчиков.

Рис. 13. Угол наклона лезвия метчика; - ширина пера

Угол наклона лезвия λ (рис. 13) выполняется только на заборной части и делается с целью лучшего отвода стружки при нарезании резьбы в сквозных отверстиях. Величина λ принимается в пределах 5...6⁰.

 

 

Некоторые новые конструкции метчиков

 За последнее время в связи с повышенными требованиями к точности изготовления резьбы и проявлением новых конструкционных материалов разработаны прогрессивные конструкции метчиков: с прерывистой резьбой, ступенчатые, бесканавочные, с винтовой стружечной канавкой, с бочкообразными зубьями на калибрующей части, твердосплавные метчики и др.

Рис. 14. Схемы метчиков с прерывистой резьбой

Метчики с прерывистой резьбой. При нарезании резьб в вязких сталях и труднообрабатываемых материалах обычные метчики часто ломаются и не дают чистой резьбы. Процесс резания сопровождается большими силами трения между витками инструмента и детали, прессованием стружки и защемлением метчика в отверстии. Для облегчения работы нарезания применяют метчики со срезанными (в шахматном порядке) зубьями. Обычно на практике применяют две схемы срезания зубьев: от витка к витку (рис. 14,а) и от пера к перу (рис. 14,б).

Срезание зубьев осуществляется, как правило, только на калибрующей части, хотя схема 14,б - допускает срезание и на режущей части. По схеме 14,а это недопустимо из-за чрезмерной нагрузки на зубья режущей части.

Число канавок у метчиков надо выбирать нечетным для уменьшения толщины среза; для уменьшения толщины среза у метчиков с четным числом зубьев не срезают зубья на одном пере.

Бесканавочные метчики (рис. 15) не имеют сквозных стружечных канавок. Обычно канавки делаются на небольшой длине l_к, равной удвоенной длине заборного конуса l_з, с углом λ в направлении, обратном направлению резьбы.

Рис. 15. Бесканавочный метчик

 

Дно канавки располагается под углом ψ=10…15⁰ к оси метчика. Иногда на калибрующей части прорезают шлифовальным кругом или фрезой узкие пазы (2...3 мм), являющиеся продолжением стружечных канавок на заборной части. Режущие кромки на калибрующей части служат для снятия заусенцев и зачистки резьбы. Во избежание заедания в отверстии и выкрашивания зубьев эти метчики имеют утонение калибрующей части (не менее 0,2 мм на 100 мм длины).

Бесканавочные метчики имеют большую прочность, обеспечивают лучшее качество резьбы, облегчают условия резания и отвод стружки вперед, более полное использование материала из-за многократного удлинения канавки после стачивания пера по ширине. Предпочтительная область применения бесканавочных метчиков – для обработки легких сплавов, цветных металлов, вязкой стали, нержавеющей стали и чугуна.

Метчики с двойной рабочей частью (ступенчатые) (рис. 16) применяются только для нарезания сквозных отверстий. Передняя, черновая, ступень нарезает резьбу предварительно, а последующая – окончательно. Такая конструкция инструмента облегчает условия резания и отвод стружки.

Р

Рис. 16. Ступенчатый метчик

азмеры первой ступени (см.рис. 16) рекомендуется выбирать следующим образом:а=3р, l₀=3p, к=p, но не менее 1,5...2мм; l₁=a+l₀+к, но не менее 10 мм. Размеры чистовой части l₁, l₁ и φ следует выбирать из стандартов. Исполнительные размеры d₁, d₂ и d черновой части метчика определяются по формуле:

d_черн = d_чист - 0,32p

Метчики с винтовой канавкой (рис.17) применяются для обработки высокопрочных и вязких материалов. Такая конструкция обеспечивает лучший отвод стружки при нарезании цилиндрических резьб в отверстиях с прерывистой поверхностью, в длинных глухих отверстиях.

Винтовые стружечные канавки уменьшают осевые силы, обеспечивают лучший доступ СОЖ и без уменьшения прочности повышают фактические передние углы.

Рис. 17. Метчик с винтовой стружечной канавкой

Направление стружечных канавок совпадает с направлением рабочего вращения метчика. Углы наклона канавки ω рекомендуется принимать в следующих пределах: ω=20⁰ - для нарезания резьб М12...М18 в стали; ω=30⁰ - для обработки резьбы в чугуне и алюминиевых сплавах (данные МАЗ); ω=8…12⁰ - для метчиков М20...М27 при обработке стали 20 (данные ГАЗ).

Рис. 18. Метчик с бочкообразными зубьями

М етчики с бочкообразными зубьями на калибрующей части (рис. 18) уменьшают подрезание боковых сторон витков резьбы, увеличивают площадь опоры витков резьбы метчика, обеспечивая надежное базирование. Такие метчики рекомендуется применять для нарезания точных резьб.

Твердосплавные метчики позволяют в 2...5 раз повысить производительность при нарезании резьб в чугунных и стальных (закаленных) деталях и в 5...10 раз повысить стойкость при обработке закаленных и высокопрочных сталей.

По конструкции твердосплавные метчики бывают цельными твердосплавными (монолитными), с монолитной твердосплавной рабочей частью, с напаянными пластинами твердого сплава, насадными с припаянными пластинами твердого сплава и сборными с монолитной твердосплавной рабочей частью.

Монолитные твердосплавные метчики М8...М10 из пластифицированных заготовок целесообразно использовать в особо тяжелых условиях резьбонарезания с большим тепловыделением, когда применение напайных метчиков с пластинами твердого сплава нецелесообразно.

Метчики М8...М12 с монолитной рабочей частью, припаянной к стальному хвостовику, целесообразно применять для обработки чугунов, высокопрочных сталей и материалов с повышенными физико-механическими свойствами.

На рис. 19 показаны насадные метчики Сестрорецкого инструментального завода с пластинами ВК8 для трубных резьб 1 ¼” (рис. 19,а) и 1” (рис. 19,б). Метчик 1” выполнен двухсторонним, что позволяет использовать вторую рабочую часть перестановкой метчика в оправке.

а) б)

Рис. 19. Конструкции насадных твердосплавных метчиков для трубных резьб

В настоящее время Сестрорецкий инструментальный завод освоил выпуск сборных метчиков М16...М20 с крестообразной вставкой (рис. 20) из твердого сплава.

Рис. 20. Крестообразная вставка из твердого сплава к сборному метчику