Проектирование режущих инструментов
..pdfСборные метчики подразделяются на три вида. Нерегулируемые, мет чики выполняются со вставными гребенками, которые закрепляются в корпусе метчика. Основное назначение такой конструкции - экономия ин струментальных Сталей. Регулируемые метчики (рис.13) имеют вставные гребенки, которые могут устанавливаться на заданный размер резьбы. Та кие конструкции Значительно увеличивают долговечность метчика. Само выключающиеся Метчики, кроме регулировки на заданный размер резьбы, позволяют в конце рабочего хода сближать гребенки так, что обратный ход производится без вывинчивания метчиков из нарезанного отверстия. Это предохраняет метчики от повреждения и сокращает время на вывод их из отверстия. Конструкция таких метчиков достаточно сложна и осуществима при диаметрах резьбы М36 и более.
Метчики комбинированные (рис. 14) используют для последовательно го выполнения нескольких переходов обработки: сверления и нарезания резьбы, развертывания и нарезания резьбы и т.п.
L
Проектирование метчиков рекомендуется проводить в следующей последовательности:
1. В соответствии с заданием выбрать тип метчика и ввести исходные данные для проектирования.
2. Определить класс точности резьбы метчика в зависимости от степе ни точности нарезаемой резьбы.
С применением ПЭВМ после вызова команды на экране появляется диалог с таблицей ввода исходных данных и выбора класса точности мет чика:
Опрелс/ ‘.мнс степени точности
|
|
Степеньтм о сп г |
Классточюст мвгчаис |
|
|
нфвааемоАреаь&с |
|
Обрабатываем^ матерная: |
|
||
|
Материал мет |
асас |
|
[ « |
НазадЦ |
Далее» ( |
|
3. |
Определить |
количество метчиков в комплекте в соответствии с |
их назначением и размерами нарезаемой резьбы.
После вызова команды на экране появляется диалог с таблицей выбо ра количество метчиков в комплекте:
Ныбор количества метчиков в комплекте |
и |
|
Одинарный меток |
Два метчика |
Три метчика |
Гаечные, плашечные, маточ |
Ручныедляметрических |
Ручныедляметрических |
ные, ка/мброеочные,машин |
резьбдиаметрами£.24 мм, |
резьбдиаметрами27..S2мм, |
ныедляметрическиерезьб |
машинныедляметрические |
именее 5мм |
с шагомР<-Змм |
резьбс шагомР>3мм |
|
« |
|
Далее» |
П р и м е ч а н и е . При нарезании резьб в труднообрабатываемых материалах коли чество метчиков может быть больше указанного в таблице.
4. Определить исходные размеры нарезаемой резьбы (рис.15) в соот- Э^гвии с ГОСТ 24705-81 или табл. 1.
^ис.15. Профиль нарезаемой резьбы гайки: D - номинальный наружный диаметр; Д -внутренний диаметр; Di~ средний диаметр; Р - шаг резьбы; а - угол профиля
резьбы; Я - высота исходного треугольника; Е{ - нижнее отклонение среднего диа метра; Гх),- допуск на внутренний диаметр; TD2- допуск на средний диаметр.
5. В соответствии с размерами и степенью точности нарезаемой резь бы рассчитать исполнительные размеры диаметров резьбы чистового (или одинарного) метчика по ГОСТ 16925-93 или табл. 2 - 4 и допуски на них:
d - наружного диаметра резьбы метчика; d2 - среднего диаметра; d\ - внутреннего диаметра.
Исполнительные размеры диаметров резьбы предварительных метчи ков в комплекте, если они необходимы, определить согласно ГОСТ 16925-93 или табл. 9 и 10. Согласно этим же источникам назначить допус ки на т я г резьбы метчика и половину угла профиля.
Метчики со шлифованным профилем резьбы должны изготовляться 1- 3-го классов точности, с нешлифованным профилем резьбы - 4-го класса.
Классы точности устанавливаются в зависимости от поля допуска среднего диаметра. Допуски всех классов точности определяются в едини цах допуска /, величина которого равна допуску 7Ъ2, резьбы степени точ
ности 5.
Пример расчета размеров резьбовой части метчика приведен ниже.
Диаметр |
Шаг Я. |
Диаметры резьбы, мм |
||
рмьбы dr |
|
|
|
|
ММ |
|
d = D d 2 = D 2 |
d t = D t |
|
2 |
0.4 |
2 |
1.74 |
1,587 |
2.5 |
0.45 |
2.5 |
2.208 |
2.013 |
Э |
0.5 |
3 |
2,875 |
2.459 |
3.5 |
0.6 |
3.5 |
3.11 |
2.85 |
4 |
0.7 |
4 |
3.545 |
3.242 |
4.5 |
0,75 |
4.5 |
4.013 |
3.888 |
5 |
0.8 |
5 |
4,48 |
4,134 |
|
0.5 |
|
4.875 |
4.459 |
6 |
1 |
6 |
5.35 |
4,917 |
|
075 |
|
5.513 |
5.188 |
8 |
1.25 |
8 |
7,188 |
6,847 |
|
1 |
|
7.35 |
8.917 |
|
0,75 |
|
7,513 |
7,188 |
9 |
125 |
9 |
8.188 |
7.647 |
|
1 |
|
8,35 |
7,917 |
|
0.75 |
|
8.513 |
8.188 |
10 |
1.5 |
10 |
9.028 |
8.376 |
|
1,25 |
|
9,188 |
8,847 |
|
1 |
|
9.35 |
8.917 |
|
0,75 |
|
9,513 |
9,188 |
12 |
1.75 |
12 |
10,863 |
10,108 |
|
1 5 |
|
11.028 |
10.378 |
|
__Lr— |
|
11,188 |
10,847 |
|
1.25 |
|
||
|
1 |
|
11,35 |
10.917 |
|
0.75 |
|
11.513 |
11,188 |
14 |
2 |
14 |
12.701 |
11.835 |
|
1.5 |
|
13,028 |
12,376 |
|
1.25 |
|
13,188 |
12,847 |
|
1 |
|
13,35 |
12,917 |
|
0,75 |
|
13,513 |
13.188 |
15 |
1.5 |
15 |
14,026 |
13.378 |
|
1 |
|
14,35 |
13.917 |
18 |
2 |
18 |
14,701 |
13.835 |
|
1.5 |
|
15,028 |
14,378 |
|
1 |
|
41,35 |
40,917 |
|
0,75 |
|
15,513 |
15,188 . |
' 18 ' |
: 2.> |
18 |
18,378 |
$5.204 > |
|
2 |
|
18,701 |
15.835 |
|
1.5 |
|
17,028 |
18,376 |
|
1 |
|
17,35 |
18,917 |
|
0.75 |
|
17,513 |
17,188 |
20 |
2.5 |
20 |
18,378 |
17.294 |
|
2 |
|
18,701 |
17,835 |
|
1.5 |
|
19,026 |
18.378 |
|
1 |
|
19,35 |
18,917 |
|
0,75 |
|
19,513 |
19,188 |
22 |
2.5 |
22 |
20.378 |
19.294 |
Диаметр |
Шаг Я, |
ДиамвтрыреэЫ5ы, мм |
||
резьбы d , |
|
|
|
|
|
MM |
d - D d 2~ D i |
d , = D , |
|
24 |
3 |
24 |
22,051 |
20,752 |
|
2 |
|
22.701 |
21,835 |
|
1.5 |
|
23.026 |
22.378 |
27 |
3 |
27 |
25,051 |
23,752 |
|
2 |
|
25.701 |
24,835 |
|
1.5 |
|
26.028 |
25.378 |
|
1 |
|
26,35 |
25,917 |
28 |
2 |
28 |
28.701 |
25,835 |
|
1.5 |
|
27,028 |
28.378 |
|
1 |
|
27,35 |
28.917 |
30 |
3.5 |
30 |
27.727 |
28,211 |
|
3 |
|
28,051 |
28.752 |
|
2 |
|
28,701 |
27,835 |
|
1.5 |
|
29.028 |
28.378 |
33 |
3.5 |
33 |
30.727 |
29,211 |
|
3 |
|
31,051 |
29,752 |
|
2 |
|
31.701 |
30,835 |
|
1.5 |
|
32.028 |
31,378 |
38 |
4 |
38 |
33,402 1 |
31,87 |
|
3 |
|
34.051 |
32,752 |
|
2 |
|
34,701 |
33,835 |
|
1.5 |
|
35.026 |
34.378 |
39 |
4 |
39 |
38.402 |
34,87 |
|
3 |
|
37,051 |
35.752 |
|
2 |
|
37.701 |
38,835 |
|
1,5 |
|
38.028 |
37.378 |
|
40 |
38.051 |
38.752 |
|
40 |
3 |
|||
|
2 |
|
38,701 |
37,835 |
|
1.5 |
|
39,026 |
38,378 |
42 |
4.5 |
42 |
39.077 |
37,129 |
|
4 |
|
39,402 |
37.87 |
|
3 |
|
40.051 |
38,752 |
|
2 |
|
40,701 |
39,835 |
|
1.5 |
|
41,026 |
40.378 |
45 |
4.5 |
45 |
42,077 |
40,129 |
|
4 |
|
42.402 |
40,87 |
|
3 |
|
43.051 |
41,752 |
|
2 |
|
43.701 |
42,835 |
|
1.5 |
|
44.026 |
43.378 |
48 |
5 |
48 |
44,752 |
42,587 |
|
4 |
|
45.402 |
43,87 |
|
3 |
|
46.051 |
44,752 |
|
2 |
|
46.701 |
45.835 |
|
1.5 |
|
47,028 |
48,378 |
50 |
3 |
50 |
48.051 |
48,752 |
|
2 |
|
48,701 |
47.835 |
|
1.2 |
|
49.028 |
48,378 |
Диаметр
резьбы d,
мм
Шаг |
Нижнее откло |
Предельные отклонения среднего диаметре, мкм, для метчика |
резьбы |
нение каруж- |
класса точности |
Р. мы |
кого диаметре, ' |
|
1,4...2,8 |
од |
+24 |
1,4...2,8 |
0.35 |
+27 |
1,4...2,8 |
0,4 |
+28 |
1,4...2,8 |
0,45 |
+30 |
2,8...5,6 |
0Д5 |
+28 |
2,8...5,6 |
0.5 |
+32 |
2,8...5,6 |
0.6 |
+36 |
2,8...5,6 |
07 |
+38 |
2,8...5,6 |
0,75 |
+38 |
2 .8 ... 5,6 |
0,8 |
+40 |
5.6...П Д |
0.5 |
+36 |
5.6...11Д |
0,75 |
+42 |
5,6...11,2 |
1 |
+47 |
5.6...И Д |
1.25 |
+50 |
5.6..Л1Д |
U |
+56 |
11Д ...22,4 |
0.5 |
+38 |
ПД...22.4 |
0,75 |
+45 |
И Д ...22,4 |
1 |
+50 |
11Д...22.4 |
1.25 |
+56 |
И Д ...22,4 |
1,5 |
460 |
И Д ...22,4 |
1.75 |
464 |
И Д ...22,4 |
2 |
468 |
И Д ...22,4 |
2,5 |
+72 |
22,4...45 |
0,75 |
+47 |
22,4...45 |
1 |
+53 |
22,4...45 |
1,5 |
464 |
22,4...45 |
2 |
+72 |
22,4...45 |
3 |
+85 |
22,4...45 |
3,5 |
+90 |
22,4...45 |
4 |
494 |
22,4...45 |
4.5 |
+100 |
45...90 |
1 |
460 |
45...90 |
1,5 |
468 |
45...90 |
2 |
+76 |
45...90 |
3 |
490 |
45...90 |
4 |
+100 |
45...90 |
5 |
+106 |
45...90 |
5.5 |
+112 |
45...90 |
6 |
+120 |
|
|
Длина изме |
|
|
|
рения |
|
Шаг резьбы Л мм |
в количестве |
||
шагов |
|||
|
|
||
ОДО; 0Д5; 0,30; 0,40; |
12 |
||
0Г45:0.50; 0.60 |
|||
|
|||
0,70; 0,75; 0,80; 1,00; 1Д5 |
9 |
||
1 50 |
|
|
|
1 75 |
|
|
|
2 00; |
2,50 |
|
|
Т оо |
|
7 |
|
7 5 |
|
||
_£г:---------------------------------- |
|
||
4 00 |
|
|
|
а 50 |
________—------— |
||
5 ОО |
_ |
|
|
5 50 |
|
|
|
6Т00 |
|
|
Предельные отклонения шага резьбы, мкм, для метчика класса точности
1. |
2.3 |
|
4 |
± |
8 |
± |
25 |
± |
8 |
± |
25 |
± |
8 |
|
|
± |
9 |
±45 |
|
± |
10 |
||
±12 |
|
|
|
±13 |
±50 |
||
±14 |
±60 |
||
±15 |
±60 |
||
±16 |
±70 |
||
±17 |
±80 |
||
±18 |
±80 |
Примечание. Предельные отклонения шага для любого числа шагов
у с т а н а в л и в а е т с я равным ± 0 , 0 5 % базовой длины, но не менее ± 0 , 0 0 8 мм.
Таблица 4. Предельные отклонения половины угла профиля резьбы метчика
П р и м е ч а н и е Допуск на а /2 принят равным 10% допуска на средний диаметр W 2 резьбы степени точности 5 для шага до 0,4 мм и 8% для шага свыше 0,4 мм.
Пример: рассчитать резьбовую часть метчика M l4, класс 2.
Обозначение метчика |
М14, класс 2 |
D - номинальный диаметр, равный 14 мм; Характеристика метчика шаг - 2 мм;
длина резьбовой части - 30 мм
Основные данные, по ГОСТ 24705-81 (см. табл.З)
Наименьший наружный д и а м етр ^
Наименьший средний диаметр d2win
Наибольший средний диаметр d2nux
Внутренний диаметр
Предельное отклонение половины угла профиля а /2
Накопленная ошибка шага
^2==/^г=12,701 мм
d ^= D + Js(0 A t)\
0 = 14,000мм;
Js(p,4t) = 0,068 мм (см. табл.4); 4™,= 14,000 + 0,068 = 14,068 мм
^2пив =d2 +Em(093t); d2(ном.) = 12,701 мм;
Ет (0,3/) = 0,051 мм (см. табл.4); d2a6a= 12,701+0,051=12,572 мм
d2tmx =d2 +Es(0t5t); d2(ном.) = ... 12,701 мм;
Es (0,5/) = ... 0,085 мм (см. табп.4); d2nmx = 12,701 + 0,085 = 12,786 мм
Не устанавливается. Наибольший внутрен ний диаметр не должен превышать номи нального внутреннего диаметра резьбы Di.
Для шага 2 мм ±20' (см. табл.6)
Для шага 2 мм ±10 мкм (см. табл.5)
П р и м е ч а н и е : / = TD2 (величина допуска среднего диаметра резьбы степени точ ности 5)
6. Построить профиль резьбы метчика со всеми необходимыми раз мерами и допусками (рис. 16). При этом диаметры метчика следует рас сматривать как диаметры вала в системе отверстия и соответственно про ставлять исполнительные размеры. Так, например, средний диаметр резь бы метчика М14 класса точности 2, равный 12,701^1* следует предста вить как 12,786^^.
Рис. 16. Профиль резьбы метчика: d = D - номинальный наружный диаметр метчика; dmm - допустимый минимальный наружный диаметр; J S - нижнее отклонение наруж
ного диаметра; dj = Ог - средний диаметр; d ln6si - минимальный средний диаметр;
d 2jmxмаксимальный средний диаметр; E s- верхнее отклонение среднего диаметра;
Ет - нижнее отклонение среднего диаметра; Td2 - допуск на средний диаметр.
7. Определить диаметр метчика на переднем торце (рис. 17):
0 )
Для метчиков диаметром до 18 мм Л = 0,1...0,15 мм; диаметром 20...38 мм Л = ОД...0,25 мм; диаметром 42.. .52 мм А = 0,3.. .0,35 мм.
8. В зависимости от вида обрабатываемого материала и диаметра резьбы выбрать число стружечных канавок метчика. Число стружечных канавок влияет на толщину среза, усилие и мощность, затрачиваемые на резание, на объем пространства для размещения стружки.
Число канавок назначается 2 - 6 при изменении наружного диаметра в пределах 2...52 мм. Их число выбрать в соответствии с ГОСТ 3266-81 или табл. 5. Угол наклона канавок у ручных метчиков, как правило, равен ну лю.
Таблица 5. Число стружечных канавок метчиков
Обрабатываемый ма |
|
|
|
Диаметры метчиков, мм |
|
|
|
||||||
2 |
6 |
8 |
14 |
16 |
20 |
22 |
24 |
27 |
36 |
39 |
52 |
||
териал |
|||||||||||||
Чугун, сталь |
|
|
|
|
Число стружечных канавок |
|
|
||||||
2 |
3 |
|
3 |
|
3 |
3 |
4 |
|
4 |
4 |
6 |
||
|
|
|
|
||||||||||
Легкие сплавы |
|
2 |
2 |
3 |
|
3 |
3 |
4 |
|
4 |
4 |
6 |
|
|
|
|
|
9. Назначить величину толщины сечения среза аг (мм). В целях упро щения расчетных формул на рис.18 эта величина показана в сечении, пер пендикулярном оси метчика.
При нарезании резьбы метчиками из быстрорежущих сталей в различ ных обрабатываемых материалах величину а, следует принимать: для ста ли —0,2...0,05 мм, для чугуна - 0,04...0,07 мм, для титановых и жаро прочных сплавов —0,015...0,02 мм, для легких сплавов —0,05...0,06 мм.
При нарезании резьбы метчиками из твердых сплавов аг принимают равной 0,03...0,04 мм.
10. Рассчитать длину режущей части метчика 1\ (см. рис. 18) по фор
муле
P{d
(2)
2Q2 *
где Zu - число перьев метчика, равное числу стружечных канавок.
Рис.18. Определение величин ах и 1\
Рассчитанную по формуле (2) величину 1\ следует округлить до целого числа шагов резьбы (пР) и обозначить на чертеже. Например, при /j = 24 мм и Р = 3 мм следует обозначить lx= SP. Для гаечных метчиков длина режу щей части обычно ограничивается величиной 1\ = 12Р.
Данная методика расчета длины режущей части метчика оправданна для нарезания резьб в сквозных отверстиях. Для нарезания резьб в глухих отверстиях длина режущей части должна быть не более длины сбега резь бы детали, обычно принимают 1\ - (1,5...2)Р,
Формула (2) справедлива при нарезании резьбы одним метчиком. При нарезании резьб как в сквозных, так и в глухих отверстиях комплектом метчиков 1\ назначается в соответствии с табл. 6.
Таблица 6. Длина режущей части метчика в комплекте
Количество |
Длина //, выраженная в числе шагов |
|||
метчиков в |
1-й метчик |
2-й метчик |
3-й метчик |
|
комплекте |
||||
|
|
|
||
2 |
6Р |
2Р |
- |
|
3 |
5Р |
2,5Р |
1.5Я |
11. Назначить геометрические параметры метчика