Резка промышленных проемов: www.rezkabetona.su 
Навигация
Популярное
Публикации «Сигма-Тест»  Проектирование металлорежущих инструментов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

полагаться параллельно оси детали и с наклоном под углом К = т. В последнем случае переднюю поверхность гребенки затачивают также с наклоном под углом К, чтобы она лежала в осевой плоскости детали. Задние углы с левой и правой стороны у таких гребенок получаются одинаковыми, а передние разными. Кроме того, гребенки с наклонной осью изменяют профиль. Шаг между витками гребенки равен шагу нарезаемой резьбы в нормальном сечении, т. е. Р = = Р cos т.

Проще и точнее в изготовлении являются круглые винтовые гребенки. Их профиль окончательно формируется на резьбошлифо-вальном станке. Ось винтовой гребенки устанавливается параллельно оси детали, передняя плоскость гребенки лежит в осевой плоскости детали. Действительные передние углы поэтому для левой и правой режущих кромок получаются также разными. Направление резьбы винтовой гребенки обратно направлению резьбы детали при нарезании наружных резьб и совпадает при нарезании внутренних резьб. Для образования одинаковых задних углов у гребенки на разных сторонах профиля необходимо, чтобы угол подъема витков гребенки был равен углу подъема витков резьбы детали.

МЕТЧИКИ

Метчики служат для изготовления резьбы в отверстиях. Метчик как инструмент получается из винта путем прорезания в нем стружечных канавок, образования заборного конуса и затылования зубьев для создания положительного заднего угла. Канавки образуют переднюю поверхность, режущие кромки и пространство для размещения и удаления стружки. Исходный винт должен быть изготовлен из инструментальной стали и после указанных операций пройти соответствующую термическую обработку.

Метчики работают в очень трудных условиях, так как они образуют сложную винтовую поверхность резьбы в отверстиях. Эти трудности связаны с условиями деформации металла, удаления стружки, подвода СОЖ в зону резания, ограниченной прочности инструмента.

Режущие метчики бывают следующей конструкции.

1. Слесарные или ручные, которые делаются комплектом, состоящим из двух или трех штук;

2. Машинно-ручные одинарные и в комплекте из двух штук. Служат для нарезания метрической и трубной резьб в сквозных и глухих отверстиях.

3. Машинные, которые служат для нарезания резьбы в глухих и сквозных отверстиях деталей машин. Они одиночные, работают на станках.

4. Гаечные, служащие для нарезания резьбы в гайках, работают на станках.

5. Комбинированные - для нарезания и калибрования резьбы в плашках.

6. Сборной конструкции, регулируемые по диаметру.


Рис. 6,4. Метчик

7. Внутренние резьбонарезные головки, гребенки которых автоматически сходятся и выходят из контакта после нарезания резьбы в отверстии. Несмотря на большое разнообразие метчикам присуща-общность в работе резания, и все они имеют одинаковые основные части, конструктивные элементы и геометрию.

На рис. 6.4 показан метчик, состоящий из режущей / и калибрующей 2 частей и хвостовика 3, который служит для закрепления метчика в патроне. К основным конструктивным элементам метчика относятся также число режущих перьев или канавок, размеры, форма и направления канавок, диаметр сердцевины, геометрия режущих и калибрующих зубьев.

Метчики машинные и машинно-ручные. Режущая часть метчика является одним из главных конструктивных элементов, которая выполняет основную работу резания -удэляет почти весь припуск в процессе формообразования резьбы. Для распределения работы резания на несколько режущих зубьев режущая часть выполняется в виде усеченного конуса с наклоном его образующей к оси метчика под углом ф. В этом случае каждый зуб режущей части метчика срезает слой постоянной толщины а и переменной ширины b (рис. 6.5). Для полного удаления объема металла из впадины резьбы число таких срезов п равно числу элементарных зубьев на режущей части

п = h/ui,

где h - фактическая высота профиля резьбы, удаляемая метчиком; ui - толщина срезаемого слоя в направлении, перпендикулярном оси метчика:

h = - + b, 1 = -;

здесь d р - номинальный наружный и внутренний диаметры резьбы гайки; б - верхнее отклонение допуска по наружному диаметру метчика.

Толщина срезаемого слоя должна удовлетворять двум условиям: она не должна быть меньше радиуса скругления режущих кромок, чтобы осуществить процесс резания и исключить подминание удаляемого слоя задней поверхностью зубьев. С другой стороны, наиболь-




Рис. 6.5. метчика

Элементы режущей части

этим условиям удовлетворяет Как видно из рис. 6.5,

шая толщина срезаемого слоя должна быть такая, чтобы получить необходимую шероховатость обработанной поверхности и нужное качество поверхностного слоя. Исследования показывают, что толщина Oi = 0,02-J-0,15 мкм.

1 = -tg9,

где Р - шаг резьбы; z - число перьев или канавок метчика. Можно считать, что tg ф = Л/,- тогда

а, =

Отсюда длина режущей части метчика

(6.1)

Из уравнений (6.1) видно, что для данной резьбы чем больше число режущих перьев и чем больше толщина срезаемого слоя, тем меньше длина режущей части метчика.

Практически длина определяется числом шагов резьбы на режущей части. При нарезании резьб в глухих отверстиях /j = 2Р, в сквозных li = 6Р, для гаечных метчиков, т. е. при нарезании резьбы в гайках /i = 12Рмм. В соответствии с этим и угол наклона ф изменяется от 3-4° до 18-20°.

Для создания лучших условий направления метчика в начальный момент его работы диаметр переднего торца метчика принимают на 0,1 - 0,4 мм меньше диаметра предварительно подготовленного отверстия.

Длина режущей части метчика зависит также от точности нарезаемой резьбы и качества обрабатываемого материала. Чем выше точность и ниже шероховатость резьбы, тем должна быть меньше толщина срезаемого слоя, тем, следовательно, будет больше длина режущей части. С увеличением твердости и прочности обрабатываемого материала длина режущей части должна увеличиваться, что ведет к уменьшению толщины срезаемого слоя и облегчению процесса резания. Например, для нарезания резьбы в титановых и жаропрочных сплавах 1 = (12-20) Р.

Последнее положение справедливо при нарезании резьбы в сквозных отверстиях при условии, когда длина режущей части больше длины нарезаемой резьбы. Для сквозных отверстий, в том числе и для гаек, наибольшая сила резания возникает тогда, когда длина режущей части метчика равна длине нарезаемой резьбы. В этом случае при входе всей режущей части метчика в отверстие срезается максимальная суммарная площадь сечения резьбы.

Если же режущая часть короче длины резьбы, то сила резания получается меньше, чем в предыдущем случае, вследствие уменьшения давления резания и сил трения. Давление резания уменьшается потому, что увеличивается толщина срезаемого слоя. Силы трения снижаются за счет уменьшения длины и площади контакта инструмента с изделием. Если к тому же учесть, что с уменьшением длины режущей части метчик становится короче, требуется меньше инструментального материала, снижается стоимость изготовления инстру. мента и повышается производительность резьбонарезания, то в определенных условиях целесообразность применения таких метчиков будет вполне оправдана. Недостатком метчиков с короткой режущей частью является их худшее направление в момент входа в отверстие.

Калибрующая частц метчика служит для зачистки, калибрования резьбы. Она окончательно формирует резьбу, обеспечивает необходимую точность размеров и шероховатость поверхности и является резервом для пополнения режущих зубьев за счет калибрующих по мере изнашивания и переточки метчика. По существу работу по зачистке резьбы выполняют зубья первого витка калибрующей части. Остальные витки служат для поддержания устойчивого направления метчика и способствуют перемещению метчика вдоль оси за счет процесса самозатягивания.

-Диаметр калибрующей части определяется диаметром резьбы изделия. Длина калибрующей части 1 должна обеспечивать выполнение указанных функций. Рекомендуется делать калибрующую часть длиной 1 = (1,2-1,5) d для малых диаметров резьб; lt d для средних диаметров резьб; (0,6-0,8) d для резьб большого диаметра.

Длина калибрующей части может быть выражена через число шагов резьбы. Для машинных и гаечных метчиков /з 8/*, для ручных 4 (6-8) Р. После предельного стачивания длина калибрующей части должна быть не менее 0,5D.

Калибрующая часть не является строго цилиндрической. Для снижения сил трения и уменьшения величины разбивки отверстия калибрующая часть, имеет небольшую обратную конусность, т. е. по направлению к хвостовику наружный, средний и внутренний диаметры несколько уменьшаются. Для метчиков со шлифованным профилем диаметр уменьшают на 0,05-0,1 мм на 100 мм длины; с нешлифованным профилем - на 0,08-0,12 мм.

При срезании слоев (см. рис. 6.5) на боковых.сторонах профиля резьбы остаются следы от отдельных режущих комок. Если средний диаметр резьбы режущей и калибрующей частей одинаковый, то следы не всегда могут быть удалены калибрующими зубьями. Чтобы устранить этот недостаток и повысить качество поверхностного слоя, для резьб степени точности Ш, ЪН, а иногда и для 6Я рекомендуется средний диаметр калибрующих зубьев метчика делать несколько больше среднего диаметра режущей части. В этом случае калибрующие зубья первого витка будут срезать тонкий слой по всему контуру профиля н зачйщать резьбу (рис. 6.6), ~




Рис. 6.6. Комбинированная схема резания метчиком:

/ - удаление металла режущими зубьями; 2 срезание калибрующими зубьями Рис. 6.7. Скос перьев на режущей части

Число перьев или канавок метчика. Из уравнения (6.1) видно, что при постоянной длине режущей части число канавок z влияет на толщину срезаемого слоя. Чем меньше число канавок, тем больше толщина срезаемого слоя, тем меньше давление резания. Исследования показали, что с уменьшением z снижается крутящий момент при работе метчика. С сокращением числа канавок увеличивается их площадь сечения, что ведет к более свободному размещению стружки и более легкому ее удалению. Число канавок зависит от диаметра метчика D: z = 2-ьЗ для D - 2-20 мм; z = 3-4 для D = 22--36 мм; Z = 4-f-6 для £) = 39-f-52 мм.

Ширина режущих перьев С должна быть достаточной по условиям прочности и допускать несколько переточек метчика по передней поверхности. Вместе с тем ширина пера не должна быть слишком большой, так как это приводит к увеличению сил трения. Рекомендуется делать ширину пера С = (0,3-f-0,32) D, если z = 3; С = (0,2-0,22) D, если z = 4; С = (0,16-0,18) D, при z = 6.

Вследствие конусности сечение и объем стружечных канавок на режущей части получаются меньше, чем на калибрующей. Для увеличения объема канавок, особенно в начале режущей части, ширина перьев на режущей части уменьшается. Для этого делают скос перьев, как показано на рис. 6.7. Параметры скоса следующие: длина скоса / = + (2-4-10) мм, угол Я =5-6°, ширина пера в начале режущей части = (0,3-0,5) С. Такое конструктивное изменение рекомендуется производить только для метчиков, нарезающих резьбу в сквозных отверстиях. В этом случае стружка будет направляться скосом вперед и легче удаляться из отверстия.

Форма и направление канавок. Канавки являются также важным элементом метчиков. Они образуют переднюю поверхность и режущие кромки, а также пространство для размещения и удаления стружки, должны быть достаточными по размерам, не должны ослаблять сердцевину и режущие перья метчика, обеспечивать рациональную геометрию зубьев и быть сравнительно простыми в изготовлении.

Существующие формы канавок можно подразделить на два вида: канавки, имеющие радиусную переднюю поверхность, и канавки, образующие плоскую переднюю поверхность. 116


Рис. 6.8. Форма канавок метчика

На рис. 6.8 показаны эти формы канавок. По технологическим признакам они одинаковы, но с точки зрения изменения переднего угла зубьев по высоте профиля и вдоль оси метчика эти канавки

разные. У канавок с радиусной передней поверхностью (рис. 6.8, а) передний угол в точке / всегда будет меньше, чем в точке 2, т. е. Yi <72- Передний угол может быть даже отрицательным (рис. 6.8,6). Точка / лежит на внутреннем диаметре резьбы метчика и соответствует началу его режущей части. Первые зубья режущей части удаляют больший объем металла, чем другие, а вся режущая часть выполняет основную работу резания. Для уменьшения силы резания следовало бы иметь на режущей части положительный передний угол с увеличением его к началу метчика. В действительности же у этой формы канавки передний угол по высоте профиля и вдоль режущей части изменяется наоборот. В начале режущей части он получается меньше, чем в конце (рис. 6.9, а). В то же время на калибрующей части передний угол 72 является положительным, наибольшее значение которого получается в точке 2 на. вершине резьбы. По условиям резания этого не требуется, так как калибрующая часть только зачищает резьбу и передний угол у ее зубьев может быть равен нулю или небольшим положительным.

Расчеты показывают, что при нарезании метрической резьбы метчиками, имеющими диаметр D = 50 мм, Yi = Г, У2 = 14°; для Й = 6 мм Yi = -15°, Ya = 14°. Отсюда видно, что криволинейная форма передней поверхности создает неудовлетворительную геометрию переднего угла.

На рис. 6.8, б показана канавка с прямолинейной передней поверхностью, а на рис. 6.9, б эпюра изменения переднего угла по высоте профиля и вдоль оси метчика для этой формы. Из рисунков видно, что в этом случае в начале режущей части, в точке 1, лежащей на внутреннем диаметре резьбы метчика, передний угол Yi является наибольшим положительным, а в конце режущей части и на всей калибрующей части (в точке 2) он остается положительным, но по


! I I I


Рис. 6.9. Изменение переднего угла у метчиков с криволинейной (а) и прямолиней-црй (б) передней поверхностью



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44



© 2010 www.sigma-test.ru Санкт-Петербург: +7 (812) 265-34-48, +7 (812) 567-94-10
Разработка и поддержка сайта: +7(495)795-01-39 после гудка 148651, sigma-test.ru(my_love_dog)r01-service.ru
Копирование текстовой и графической информации разрешено при наличии ссылки.