5.3. Рис. Схемы резания при работе метчика
Для отвода стружки метчики имеют винтовые стружечные канавки соответствующего направления. Производится также заточка зуба прямого пера под углом λ. В последнем случае стружка отводится в направлении движения метчика, который применяется для нарезания резьбы в сквозных отверстиях.
К элементам, характеризующим резьбу метчика, относятся: шаг резьбы Р и число заходов резьбы п; половина угла профиля резьбы α/2; наружный d, средний d2 и внутренний d1 диаметры; высота профиля t и угол подъема резьбы τ, определяемый по среднему диаметру.
Для обеспечения необходимой точности резьбы детали поле допуска на основные размеры резьбы метчика значительно сужается, что связано с разбивкой нарезаемой резьбы и износом метчика (рис. 5.4). Стандартом на допуски на резьбу метчиков (ГОСТ 16925—71) предусмотрено изготовление метчиков четырех степеней точности (H1, Н2, НЗ и Н4) для метрической резьбы с посадками скольжения и двух степеней точности (G1 и G2) для резьбы с зазорными посадками. При степенях точности метчика H1, Н2, НЗ, Н4 нарезаются резьбы степеней точности 4Н5Н, 5Н6Н, 6Н, 6Н7Н, G6 и G7, а при степени точности метчика G1 и G2 — резьба степеней точности 6G и 6G7G.
По ГОСТ 7250—60 установлены также предельные отклонения на следующие элементы резьбы: половину угла профиля αо/2, три диаметра d, d1 и d2 и шаг резьбы Р метчика.
Допуск на половину угла профиля составляет ±15'...±100' и увеличивается с уменьшением шага и понижением точности резьбы метчика от степени H1 до степени Н4. Допуск на шаг резьбы также увеличивается от ±0,010 до ±0,070. Причем он имеет наибольшую величину у нешлифованных метчиков.
Погрешность среднего диаметра метчика d2 в основном определяется погрешностями шага, угла профиля и самого среднего диаметра. О методике расчета всех диаметров резьбы метчика см. § 1.7.
К специальным конструкциям метчиков относятся, например, гаечные метчики с длинным прямым и изогнутым (рис. 5.5) хвостовиками, плашечный, маточный и др. Удлиненный хвостовик гаечного метчика дает возможность нарезать много гаек, останавливая станок для снятия только партии нарезанных гаек, нанизанных на хвостовике метчика. Метчик с изогнутым хвостовиком дает возможность производить непрерывное нарезание гаек на специальном гайконарезном станке.
Шашечные и маточные метчики применяются для нарезания и калибрования точной резьбы с малой шероховатостью поверхности в плашках. Для этой цели черновой плашечный метчик (рис. 5.6, а) имеет длинную заборную часть, а чистовой маточный (рис. 5.6, б) большее число зубьев, некратное числу перьев плашки.
Рис. 5.4. Схема расположения полей допусков гайки
и метчика
Для нарезания резьб больших диаметров применяются сборные регулируемые (рис. 5.7), а также самооткрывающиеся метчики. У регулируемых метчиков за счет перемещения стержня 3 в корпусе
4 к хвостовику метчика плашки 2 расходятся. Они удерживаются в пазах корпуса метчика крышкой 1. Стержень 3 перемещается с помощью винтов 5.
При нарезании резьб в мягких цветных и вязких жаропрочных сплавах (алюминий, титановые сплавы) используются метчики с так называемой шахматной резьбой (рис. 5.8, а), у которых отсутствующие витки показаны штриховыми линиями.
Для нарезания плотных и тугих резьб повышенной точности широкое применение получили метчики В. В. Матвеева с бочкообразными зубьями на ведущей части (рис. 5.8, б).
Рис. 5.5. Схема работы гаечного метчика
с изогнутым хвостовиком
Рис. 5.6. Плашечный и маточный метчики
У них на режущей части и первых двух-трех нитках калибрующей части зубья имеют обычное одностороннее затылование, а остальные затылованы в обе стороны от середины пера с помощью специального кулачка (величина затылования К1 = 0,02... 0,06 мм). При нарезании такими метчиками поверхность резьбы дополнительно выглаживается их ведущей частью и не происходит разбивки диаметра резьбы.
Рис. 5.7. Сборный регулируемый метчик
Рис. 5.8. Специальные метчики
У бесканавочных метчиков малого диаметра (М 1,2 ...М2,6 мм) (рис. 5.8, в) вместо стружечных канавок делаются лыски. Зубья имеют нерациональную геометрию: α = 0 и отрицательный γ.
Для нарезания сквозной резьбы в мягких и вязких материалах стружечные канавки у метчиков делаются не на всей длине перьев или зубьев (l1 = l,5 l) (рис. 5.8, г). Чтобы избежать повышенного трения, калибрующая часть метчика должна иметь большой обратный конус (до 0,2 мм на 100 мм длины). Метчики такой конструкции более прочные.
Значительное повышение качества внутренней резьбы может быть обеспечено за счет применения специальных раскатников (рис. 5.8, д), работающих методом пластической деформации. Раскатник, как и метчик, имеет заборную и калибрующую части. Резьба на заборном конусе — коническая и с полным профилем, а на калибрующей — обычная цилиндрическая. Поперечное сечение раскатника имеет трехгранную форму. Резьба на раскатнике, изготовленном из сталей Х12М или Р18, образуется с помощью специальных кулачков на резьбошлифовальных станках.