Заточка метчиков

 Заточка (затылование) метчиков по заборному конусу с целью получения необходимых задних углов производится на специальных станках и с помощью приспособлений. В зависимости от способа заточки и назначения метчиков форма их задней поверхности может быть криволинейной, комбинированной или прямолинейной.

Плоская заточка задних поверхностей наиболее проста, позволяет затыловать метчики со сточенными центрами и не требует специальных станков и приспособлений.

М

а б

Рис. 21. Метчики с двойной задней поверхностью

етчики с двойной плоской задней поверхностью (рис. 21,а) показали повышенную стойкость при нарезании резьб в титановом сплаве ВТ-3.

Комбинированная заточка (рис. 21,б) применяется у метчиков для нарезания резьб в относительно вязких сталях, когда одной из главных причин преждевременного выхода инструмента их строя являются сколы зубьев на заборной части.

Комбинированно-затылованная часть метчика в поперечном сечении представляет комбинацию кривых – спирали Архимеда (см.участок ab.рис. 21,б) и дуги окружности (см. участок bc, рис. 21,б). Место перехода этих кривых очерчено дугой окружности с радиусом шлифовального круга. Гарантированная величина зазора «δ» устраняет выкрашивание при вывинчивании метчика и обеспечивает 3...10-кратное увеличение стойкости.

Криволинейное затылование осуществляется по спирали Архимеда (см. рис. 10), которое обеспечивает затылование на нужную величину «К» с задним углом α. Заточка по спирали Архимеда производится шлифовальным кругом с одновременным получением угла заборного конуса φ. Величина затылования «К», отнесенная к следующему перу и необходимая для получения α, определяется по формуле:

, (26)

где d - диаметр резьбы; z - число перьев метчика; α - задний угол.

Разновидностью криволинейного затылования может служить оформление задних поверхностей зубьев метчика по дуге окружности.

Затылование по дуге окружности производится с помощью специального приспособления на универсально-заточном станке (рис. 22).

З

Рис. 22. Схема затылования метчика по дуге окружности

атылуемый метчик 1 устанавливается в центрахO₁-O₁ рамки 2, которая для получения заднего угла смещается на величину h относительно оси ОО вращения рамки в корпусе приспособления. Если оси метчика O₁O₁ и вращения рамки ОО совпадают (h=0), задний угол α=0. Для получения на заборной части угла рамка с метчиком и поворотной частью приспособления поворачиваются вокруг вертикальной оси.

Для определения заднего угла α в текущей точке по ширине пера составлена расчетная схема (рис. 23).

Из треугольника ОО₁А, видим, что

, (27)

где r – радиус метчика.

Текущий задний угол α_x точки x, определяемый углом θ, равен

, (28)

гдеμ_x - угол между радиусом-вектором точки х и касательной к затыловочной кривой; r_x - текущий радиус-вектор точки x; r’_x - производная выражения для r_x.

 Из косоугольного треугольника ОО₁Х найдем:

Рис. 23. Расчетная схема для определения заднего угла

Прибавим к левой части выражения H²sin²θ,

тогда

. (29)

В выражении (29) R – радиус окружности затылования, описанной из центра О.

Взяв производную выражения (29) и подставляя r_x и r’_x в (28), после преобразований получим

. (30)

Рассчитанные по (30) значения α_x следует брать по абсолютной величине.

Зависимость (30) не учитывает влияние на α_x угла заборного конуса φ, т.е. она действительна для определения задних углов на калибрующей части. На заборном конусе радиус-вектор точки y отличен от r и является переменной величиной. Из рис. 24 имеем:

(Δ-к АСУ);

(31)

г

Рис. 24. К определению координат точки на заборном конусе

де - текущая длина лезвия на заборном конусе, отсчитываемая от точки А перехода режущей части пера метчика в калибрующую.

Введя значение r_y из (31) в (30) вместо r и выразив радиус через диаметр метчика, получим:

(32)

Как видно, текущий угол α зависит от ширины пера, определяемой углом θ, диаметра метчика D, положения точки на заборном конусе (l_y), угла φ и величины смещения h.

Для точки профиля на радиусе R угол θ=0^o, α_x=α и зависимость (32) примет вид:

(33)

Рис. 25. Изменение текущего заднего угла метчика при переточках

(рис. 25а; метчик М18, l=0, φ=20^o)

и по длине заборного конуса

(рис. 25б, метчик М18, φ=20^o,θ=0^o)

На большинстве заводов в качестве кривой затылования применяется спираль Архимеда, сохраняющая в допустимых пределах форму профиля резьбы по ширине пера при переточках. Поэтому необходимо сравнить изменениеα_x и α со значениями, рассчитанными по формулам (32) и (33).

Из рис. 25 видно, что с увеличением угла θ, т.е. по мере стачивания метчика по передней поверхности, угол α_x при заточке по спирали Архимеда увеличивается, а при заточке по дуге окружности – уменьшается на 30’-1⁰ по сравнению с заданным α, что вполне допустимо с точки зрения сохранения профиля при переточках; с увеличением заданного α величина α_x изменяется больше.

Зависимость α_x=f(l) (рис. 25,б) показывает: α_x увеличивается к торцу метчика на величину, не превышающую 3⁰, что не оказывает существенного влияния на ослабление прочности режущего лезвия.