Зеленцова Н.Ф. - Основы процесса резания и режущий инструмент (Курс лекций), страница 15

12-2); б) сизогнутым хвостовиком (рис. 12-2).3. Машинно-ручные и гаечные метчики с вырезанной ниткой в ГОСТах —метчики с шахматным расположением зубьев (рис. 12-2).Рисунок 12-1Рисунок 12-2Области применения метчиков.В машиностроении наиболее широко используются метчики с прямымистружечными канавками. Они применяются при нарезании резьбы в конструкционныхматериалах, нержавеющих сталях и сплавах. Метчики с прямыми канавкамитехнологичнее, что определяет их более низкую себестоимость по сравнению с другимивидами.Метчики с винтовыми канавками применяются при нарезании резьбы в отверстияхс прерывистой поверхностью (с окнами, прорезями), а также для облегчения выводастружки из отверстия.Метчики состоят из следующих основных частей:1. Режущей части, которая формирует резьбовой профиль;2. Направляющей части, которая служит для центрирования, направления исамоподачи метчика и является запасом для переточек;3.

Хвостовой части, которая служит для крепления метчика в патроне, ипередачи крутящего момента.Все рассмотренные виды метчиков имеют ряд общих элементов, основными изкоторых являются:1. Зуб метчика (“перо”);2. Передняя поверхность, представляющая собой плоскость, плавносопрягающаяся с дном стружечной канавки;3. Главная задняя поверхность, — ограниченная семейством кривых, какправило, затыловочных по спирали Архимеда;4. Режущие профили — часть резьбовой нитки, заточенные под углом изатылованные. Располагаются на режущей части метчика;5.

Вспомогательная задняя поверхность — представляет собой винтовуюповерхность резьбовой нитки;946. Главные режущие лезвия метчика наклонены к оси метчика;7. Вспомогательное лезвие — образованны пересечением резьбовойповерхности винтовой нитки и передней поверхности. Они формируютрезьбовой профиль и частично участвуют в резании, в пределах толщинысрезаемого слоя на режущих профилях.Конструктивные элементы метчика, подлежащие расчету.ОбозначениеНаименование параметраLДлина метчикаlcДлина до сварного шваl1 или ϕДлина и угол режущей части метчикаl2Длина направляющей частиdтДиаметр режущей части на переднем торце метчикаα или kα1 или k 1Задний уголповерхностииливеличиназатылованияпозаднейγВспомогательный задний угол или величина затылования попрофилюПередний уголλУгол подточкиωУгол винтовой канавкиzЧисло зубьев метчикаP⋅ sin ϕ , где az≤0,02 мм, P — шаг резьбы.

Еслиzaz≥0,02 мм, то стружка будет толстой и будет сопоставима с радиусом скруглениярежущей кромки, а тогда резания не будет, а будет пластическая деформация. Угол ϕоказывает решающее влияние на стойкость метчика:Величина срезаемого слоя: az =ϕ ↑ → az ↑ → Q (сила) ↑ → θ ↑ → T ↓.d 1, 25 ⋅ P1, 75 ⋅ z 0, 2Mкр≥kMp, где M p = C ⋅; С — коэффициент учитывающий вид(tan ϕ )0,2обрабатываемого материала и определяемый по справочникам. По мере износа метчикамомент резьбонарезания возрастает и при достижении нормативного критериязатупления возрастает до 3 раз. Допустимым является, то значение ϕ, при которомвыполняется соотношение: Mкр≥kMp. Mкр — крутящий момент разрушения метчика; k— коэффициент запаса прочности метчика (k=2…2,5); Mp — момент резьбонарезанияпри затуплении до нормативной величины.

Значение критических моментов разрушенияметчиков с размерами М6…М30 определяются по формуле: Мкр=С1dc3, где С1 —коэффициент, учитывающий число стружечных канавок.Количество стружечных канавокКоэффициент С12340,0750,0790,08595Лекции по основам процесса резания и режущему инструментуЛЕКЦИЯ № 13Расчет и конструирование метчиков (продолжение).Направляющая часть: окончательное формирование резьбового профилязаканчивается после прихода первых направляющих зубьев. Последующие зубьяучаствуют в калибровании резьбы и служат для центрирования и направления, дляобеспечения подачи метчика, а также резервом для переточек.

Длина направляющейчасти метчика: l2= l2min+i∆l2, где i — число переточек; ∆l2 — величина стачивания заодну переточку. Длина резьбовой части метчика: l=l1+l2.Стружечные канавки метчиков.К ним предъявляются стандартные требования:1. Обеспечение лучшего образования и отвода стружки; обеспечениеоптимального значения переднего угла γ в пределах глубины профилянарезаемой резьбы.2.

Обеспечение достаточного пространства для свободного размещениястружки.3. Сохранение достаточной прочности рабочей части метчика (диаметрсердцевины dc).4. Сохранение метчиком достаточного центрирования и направления (шириназуба b).5. Профиль стружечной канавки должен быть очерчен плавной линией воизбежание трещин при термообработке.Передняя поверхность и передний угол γ образуются стружечной канавкойметчика.

Для плавного схода стружки по передней поверхности на ней не должно бытьуступов и резких переходов и шероховатость Ra=0,4...0,32 мкм.Угол γОбрабатываемый материалЧугуны, бронзы, нержавеющие, жаропрочные стали,хрупкие латуни, титановые сплавы0...5°Чугун отоженный, стали средней твердости, латуни8...10°Мягкие и вязкие стали, вязкие латуни, медь12...15°Легкие сплавы16...25°Задние углы метчика.Задний угол на метчике получается при радиальном затыловании по наружномудиаметру.

Затылование метчиков производится, как правило, по архимедовой спирали.Величина угла α зависит от обрабатываемого материала, вида отверстия, а также отвида метчика.Тип метчикаУгол αМашинно-ручные:для сквозных отверстий10...12°965...8°для глухих отверстий8...12°Гаечные метчикиБоковые стороны режущего и направляющего профилей метчика выполняютфункции ходового винта, то есть обеспечивают осевое продвижение на величину шагаза один оборот, и центрирование инструмента.

Пересекаясь с передней поверхностью,они образуют вспомогательные лезвия на режущих и направляющих профилях.Существуют три способа образования боковых сторон режущих кромок.Затылование по профиля отсутствует. Боковые поверхности режущего инаправляющего профилей полностью соприкасаются с нарезанной резьбовой впадиной.Такой контакт между инструментом и изделием приводит к большим усилиям трения набоковых сторонах и к большему моменту резания.

При таком виде обработкиполучается самая точная резьба.Затылование проводится “наостро” на величину k1, что приводит к возникновениювспомогательных задних углов α1. Между боковыми сторонами режущего инаправляющего профилей и нарезаемым резьбовым профилем существует зазор. В этомслучае снижается опасность заклинивания, момент резьбонарезания и устойчивость(или опасность заклинивания). Однако необходимо обеспечить оптимальное значениеугла α1, чтобы метчик не терял точность и устойчивость центрирования.Затылование по части зуба. Технологически хорош, но сложен в изготовлении.Обратная конусность метчиков.Для уменьшения трения между метчиком и нарезаемой резьбой метчикиизготавливают с обратной конусностью, которая находится в пределах 0,05...0,1 на 100мм длины.Все параметры конструкции и геометрии режущей части метчика рассчитанные порассмотренным зависимостям должны сравниваться с ГОСТами.На габаритные размеры метчиков ГОСТ 1604-71 и ГОСТ 3479-71.Нарезание резьбы плашками.Круглые плашки предназначены для нарезания наружной резьбы, а также длякалибрования резьбы, предварительно нарезанной другими методами на деталяхизготовленных из стали, цветных сплавов, пластмассы и так далее.Резьбонарезание плашками осуществляется ручным или машинным способами восновном на токарных станках, многошпиндельных токарных автоматах иполуавтоматах, револьверных станках и автоматах и другом оборудовании.

Резьбанарезается за один проход с реверсированием, которое необходимо для свинчиванияплашки с детали. Скорость резьбонарезания 2-4 м/мин — процесс малопроизводительный.97Лекции по основам процесса резания и режущему инструментуОсновные конструктивные элементы и лезвия круглых плашек (смотририсунок):1.2.3.4.5.6.7.8.9.Зуб плашки (“перо”);Стружечное отверстие;Вспомогательное лезвие;Режущие профили — часть резьбовой нитки ограниченная стружечнымиотверстиями;Передняя поверхность (цилиндрическая или плоская, плавно сопрягающаясяс поверхностью стружечного отверстия);Главное режущее лезвие.

Наклонено к оси плашки под углом ϕ;Главная задняя поверхность — ограниченная семейством затыловочныхкривых (в основном — спиралью Архимеда);Вспомогательная задняя поверхность — представляет собой винтовуюповерхность резьбовой нитки;Направляющие профили — часть резьбовой нитки, ограниченнаястружечными отверстиями.Основные конструктивные элементы плашки подлежащиерасчету.ОбозначениеэлементаDпl1 и ϕl2HdcdцzγmL или Kd o , b 1 , g, C1Наименование элементаНаружный диаметр плашкиДлина и угол режущей частиНаправляющая часть плашкиТолщина плашкиДиаметр стружечных отверстийДиаметр, определяющий положение стружечных отверстий;Число зубьев плашки (или число стружечных отверстий)Передний угол в плоскости, перпендикулярной оси плашкиШирина зуба плашкиЗадний угол или величина затылования по задней поверхностиЭлементы крепления и регулирования размеров плашки (do —диаметр зацентровки, b 1 — ширина прорези, g — толщинаперемычки, C1 — смещение центровых отверстий)Длина рабочей части: l=2l1+ l2, где l2=(4...5)P.

H=l=2l1+ l2.ГОСТ на плашки: ГОСТ 6228-80.98Плашки закрепляют или в воротке при ручной работе, или в патроне для чеговыполнены 3-4 конических углубления.ЛЕКЦИЯ № 14Нарезание резьбы плашками (продолжение).Стружечные канавки плашек являются важным конструктивным элементом. Ихконструкция, размеры и количество определяют очень важные конструктивныеэлементы плашек: передний угол γ, ширину зуба m и так далее. Все плешкиподчиняется технологическим требованиям по ГОСТ 9740-71.В виду того, что прошлифовать резьбовой профиль плашки после термообработкиневозможно, их изготавливают из легированных сталей ХГСВ и 9ХС.

Эти стали имеютболее низкую температуру закалки, чем быстрорежущие стали (БРС). Поэтому непроисходит оплавление резьбовых профилей и режущих лезвий. Коробление этихсталей меньше, чем у других инструментальных сталей.В обоснованных случаях допускается изготовление плашек из БРС, но при этомнеобходимо осуществить доводку специальными притирами.Резьбонарезные головки.Резьбонарезные головки представляют собой сложный механизм, в корпусекоторого установлен комплект гребенок имеющих режущие и направляющие элементы.В конце процесса резьбонарезания резьбонарезные головки автоматическираздвигаются и не касаясь детали, возвращаются в изначальное положение.Резьбонарезные головки применяют (кроме отдельных специальных случаев) дляоднопроходного нарезания наружной резьбы на сверлильных агрегатах, револьверных,болтонарезных станках и автоматах.