5.2. Современные конструкции метчиков
Метчики применяются для нарезания резьбы в отверстиях и представляют собой винты, изготовленные из инструментального материала и снабженные продольными канавками, образующими режущие лезвия.
Метчики можно подразделить на следующие виды:
ручные, или слесарные, метчики Ø1...48 мм в комплекте из 2—6 штук в зависимости от размера и профиля нарезаемой резьбы. Метчиками из 4—6 штук нарезаются резьбы специальных крупных профилей, а комплектом метчиков из 2—3 штук — крепежные метрические и дюймовые резьбы;
машинные метчики, применяемые для нарезания резьб на станках. Они имеют укороченный заборный конус с увеличенным до 45...90° углом в плане 2φ;
гаечные короткие и длинные с прямым и изогнутым хвостовиками;
плашечные и маточные, предназначенные для нарезания и калибрования резьбы в плашках;
конические для нарезания обычных конических и конических трубных резьб;
специальные (калибровочные, сборные регулируемые и самоотрывающиеся, с шахматной и коррегированной резьбами, бесканавочные, бочкообразные и т. д.).
Рассмотрим конструктивные элементы и геометрические параметры метчиков (рис. 5.2).
Метчик состоит из рабочей части lраб, которая включает режущую l1 и калибрующую l2 части, служащие для вырезания и зачистки резьбы и направления метчика в отверстии. Хвостовая, или крепежная, часть необходима для закрепления метчика в патроне или воротке и для передачи крутящего момента. Из других конструктивных элементов метчика следует отметить режущие перья или зубья, снабженные резьбой, стружечные канавки и сердцевину метчика. Из элементов, характеризующих процесс резания, необходимо указать режущие лезвия, передние γ, ук и задние α, αк углы на режущей (заборной) и калибрующей частях метчика, профиль и угол наклона стружечных канавок.
Работоспособность метчика и конструкция его рабочей части во многом зависят от принятой схемы резания [4, 13]. При генераторной (цилиндрической) схеме резания (рис. 5.3, а) каждым зубом срезается плоская стружка толщиной а, а при профильной (конической) резание производится уголковым профилем (рис. 5.3,б). Это усложняет процесс резания, однако резьба получается чище. Первая схема используется у комплектных и обычных метчиков, вторая — при конструировании специальных машинных и конических метчиков, у которых резьба нарезана по конусу на заборной части.
Рис. 5.2. Конструктивные элементы и геометрические
параметры метчика
При нарезании треугольных резьб в деталях из жаропрочных и других труднообрабатываемых сталей и сплавов, а также резьб сложного крупного профиля хорошо себя зарекомендовали метчики с корригированной схемой резания (рис. 5.3, в) (см. гл. 8).
Большое влияние на нормальную работу метчика оказывают также размеры и форма стружечных канавок, объем которых должен быть достаточным для размещения стружки. К тому же зубья должны допускать наибольшее количество переточек (см. рис. 5.2). Количество зубьев должно быть оптимальным с точки зрения точности, уровня величин сил резания и наименьшего крутящего момента. Для метчиков 0 до 8 мм принимается три канавки, 8...16 мм — три или четыре, 18...36 мм - четыре и 0 свыше 36 мм — шесть и больше канавок. Форма стружечной канавки должна обеспечивать плоскую переднюю поверхность зуба и радиусную спинку зуба. При этом диаметр сердцевины dc должен быть равен 0,5d резьбы, а ширина пера b— (0,25...0,35)d. Наличие угла внешнего лезвия (η = 70...80°) предотвращает срезание стружки задним лезвием при вывинчивании метчика.
Геометрические параметры (γ = 0...30° и α = 3...12°) принимается исходя из свойств обрабатываемого материала и конструктивных особенностей метчика.
Задний угол на режущей части у нешлифованных метчиков создается за счет затылования только по наружному диаметру, а для шлифованных — затылованием пo профилю и наружному диаметру. Затылование по профилю калибрующей части метчика осуществляется при нарезании резьбы метчика на резьбошлифовальном станке.
Для увеличения количества переточек затылование обычно делается на расстоянии 1/3 ширины пера от передней поверхности, а для уменьшения трения по калибрующей части метчика имеется обратный конус с φ1 = 2'...5' исходя из расчета 0,05...0,12 мм на 100 мм длины метчика
