Двухступенчатые метчики

Применение двухступенчатых метчиков со второй ступенью несколько большего диаметра, т. е. две ступени метчика работают по схеме метчиков в комплекте (см, рис. 6, а), значительно уменьшает явление подрезания боковыми кромками зубьев метчика витков резьбы.

В этом случае подрезанный первой (черновой) ступенью профиль резьбы будет в значительной мере исправлен второй (чистовой) ступенью, работающей в основном только боковыми сторонами и срезающей сравнительно небольшой припуск—от 0,04 до 0,07мм.

Для увеличения стойкости (производительности) и улучшения качества нарезаемой резьбы метчики конструируются из расчета толщины срезаемого слоя а = 0,008 — 0,015 мм и с винтовыми канавками с левым направлением (для правой резьбы) для получения одинаковых передних углов на боковыхкромках.

Поскольку качество резьбы по точности и шероховатости определяется главным образом работой второй ступени, на главных режущих кромках ее предусмотрен передний уголγ = 20 ° (рис. 9), обусловливающий на боковых режущих кромках переднийугол γ_б≈10^˚, обеспечивающий хорошие условия резания для гаммы обрабатываемых материалов с различными физико-механическими свойствами.

Рис. 9. Двухступенчатый метчик

Передний угол на первой ступени принимается равным6—8 °. Середина профиля резьбы первой и второй ступеней должна быть расположена на одной винтовой линии.

Применение двухступенчатых метчиков при нарезании всквозных отверстиях различных видов резьб как в обычных, так и в труднообрабатываемых материалах обеспечивает нарезание резьбы с полем допуска 4 Н, шероховатость поверхности R _z≤10 мкм, повышение производительности не менее чем в два раза.

Методика расчета двухступенчатых метчиков состоят из следующих этапов:

1. Определение номинальных размеров резьбы второй ступени метчика и допускаемых отклонений наружного, среднего и внутреннего диаметров d _нар, d ср и d _вн, шага Р и половины угла профиля резьбы α/2.

В случае метрической резьбы используютсяСТ СЭВ 182—75, СТ СЭВ 842—78,ГОСТ 16925—71 (назначение верхнего отклонения наружного диаметра).

Допуски на средний диаметр метчика должны соответствовать первому классу по СТ СЭВ 842—78.

Наружный, средний и внутренний диаметры первой ступени метчиков равны этим диаметрам второй ступени за вычетом следующих величин:0,16 мм — Р =0,75÷2,0; 0,20мм — Р = 2,5 ÷ 3,0; 0,24 мм— Р =3,5÷4,0; 0,28— Р =4,5÷5,0.

2. Установление параметров и количества стружечных канавок (табл.5 ).

Таблица 5

Ширина пера первой и второй ступеней F ₁ и F ₂ определяется

размерами стружечных канавок F ₂=0,3 d.

3. Расчет угла уклона φ заборной части первой и второй ступеней (см, формулу 3), с учетом толщин срезаемого слоя: 0,008 мм—для метчиков МЗ—Мб; 0,01 мм—для метчиков М8— М10; 0,012—0,015 мм—для метчиков М12—МЗЗ; 0,015—0,02 мм— для метчиков М36—М52.

Рекомендуемые значения толщин срезаемого слоя могут быть изменены в большую сторону для сокращения длины метчика, но в этом случае обязательна проверка условий размещения стружки [см. формулу (1)].

4. Определение длины заборной части первой и второй ступеней [см. формулу (2)].

5. Определение основных размеровметчика (см. рис. 9): начальные диаметры: заборного конуса d _к1, [см. формулу ( 4 )];

d _к2 = d _к1 +Δ d (Δ d для шагов 0,75—0,1мм; 1,0÷4,0—0,2 мм;4,5 ÷ 5,0—0.3мм);

длина рабочей части каждой ступени; l = l _з+10 Р, диаметр хвостовика d ₄ и размеры квадрата h и а поГОСТ 3449—71; ширина и диаметр выточки b =5 Р; d ₃= d ₄; общая длина метчика при длине нарезаемого отверстия ≤13 Р:

6. Определение угла подъема винтовых канавок:

7. Установление величин затылования по наружному диаметру заборной части К и по профилю К ₁ из расчета получения задних угловα=3º÷3º30´ и α_б=7º÷10º (для обычных материалов).

Двухступенчатые метчики изготовляют с обратной конусностью (уменьшением диаметров в направлении к хвостовику), которая на 100 мм длины должна быть по среднему и внутреннему диаметрам 0,03—0,05 мм и по наружному диаметру 0,05— 0,10мм (для обычных материалов).

ВНИИ разработаны двухступенчатые метчики для нарезания резьбы в круглых плашках с резьбой МЗ—М52 (Р =0,5÷5 мм) и ¹/₈" труб.—1¹/₂" труб. (Р =0,907÷2,309мм).

Методика расчета двухступенчатых метчиков для нарезания резьбы в плашках имеет следующие отличительные особенности.

Этап 1. Наружный диаметр d _нар2, метчиков принимается для метрической резьбы равным номинальному наружному диаметру резьбы по СТ СЭВ 182—75 и для трубной резьбы—номинальному наружному диаметру за вычетом допускаемого нижнего отклонения на наружный диаметр резьбы по ГОСТ 6357—73.

Средний диаметр d _ср2, метчиков определяется по формуле

где d ₂ и Δ d ₂ —номинальный средний диаметр резьбы и половина допускаемого нижнего его отклонения соответственно.

Для метрической резьбы нижнее отклонение соответствует полю допуска 6 h (Р =0,75÷2,0 мм) и 6g (Р =2,5÷5,0мм ), для трубной резьбы — классу А.

Для резьб с полем допуска 8 h —8 g и класса В целесообразно иметь метчики с отклонением, соответствующим данным полям допусков.

Для метрической резьбы внутренний диаметр d _вн= d ₁– 0,216 Р +δ₂, мм (d ₁—номинальный внутренний диаметр резьбы, мм; δ₂ — допуск на изготовление метчика, равный 0,01—0,02мм (Р =0,5÷1,5) и 0,02—0,035 мм (Р =2÷5).

Для трубной резьбы внутренний диаметр метчиков равен номинальному внутреннему диаметру резьбы за вычетом допускаемого нижнего отклонения на наружный диаметр резьбы ( ГОСТ 6357—73).

Этап 2. Количество канавок метчика

где z_пл—количество перьев плашки;

С=3—для метчиков М45Х4,0; М45Х4.5; М48Х5; 1¹/₈" труб. и 1¹/₂" труб.

С=2—для метчиков 1 ";1¹/₄" и 1³/₈″труб.;

С= 1 —для всех остальных метчиков.

Ширина пера второй ступени F₂ принимается из расчета перекрытия просвета между перьями плашки по внутреннему диаметру на 5% и более.

Этап 4. При расчетах длины заборной части метчиков высота для трубной резьбы принимается t = 0,72 Р (с учетом занижения диаметра начального конуса относительно внутреннего диаметра резьбы).

Этап 5. Диаметр начального конуса первой ступени определяется по формуле d _к1 = d _вн1 —0,15 Р мм.

Длина калибрующей части каждой ступени равна высоте плашки Н _п.

Расстояние между ступенями b ≈ Н _пл/2 —1,4 Р мм.