Виды комбинированных инструментов

Примеры вставных ножей

 

Расточной инструмент

Для расточных операций применяют следующие типы инструментов:

стержневые резцы с одной режущей кромкой;

двусторонние пластинчатые резцы (резцы-блоки) с двумя или более режущими кромками;

расточные головки с одной или несколькими режущими кромками.

Стержневые резцы с одной режущей кромкой

Их применяют для растачивания отверстий как при вращающейся, так и при неподвижной заготовке. Резцы крепят непосредственно в суппорте стола или устанавливают на оправке. Резцы оснащают пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава, а также многогранными пластинами из твердого сплава с отверстием или без него.

Державки выполняют различной формы: круглой, квадратной, прямоугольной

Способы крепления расточных резцов в оправках

При расположении резца относительно оси отверстия под некоторым углом углы в плане у резца меняются. Это надо учитывать при проектировании резца.

двухсторонние резцы и блоки

Пример расточного инструмента

 

Инструменты для формообразования резьбы

Способы образования резьбы

Наружную и внутреннюю резьбу на деталях получают следующими основными способами:

nвырезанием профиля резьбы режущим инструментом;

nвыдавливанием профиля резьбы выдавливающим инструментом;

nнакатыванием профиля резьбы накатным инструментом

При выдавливании и накатывании профиль резьбы образуется за счет пластического деформирования металла

Режущие инструменты

Обработку резьбы резанием осуществляют резьбовыми резцами, гребенками, метчиками, резьбовыми плашками, резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами, шлифовальными кругами.

Процесс резания характеризуется вырезанием слоев металла по профилю впадины.

 

Выдавливающие инструменты

Процесс выдавливания характеризуется наличием больших сил трения, так как инструмент и деталь работают по принципу пары скольжения без зазора.

На этом принципе работают бесстружечные метчики для внутренних резьб и выдавливающие сборные плашки для наружных резьб.

 

Резьбонакатные инструметы

Накатывание профиля резьбы осуществляют при силовом качении инструмента по поверхности заготовки. Накатывание отличается от выдавливания тем, что инструмент и деталь образуют пару качения, а не пару скольжения, что значительно уменьшает силы трения.

К инструментам для накатывания относятся резьбонакатные плоские и сегментные плашки, резьбонакатные ролики, резьбонакатные головки аксиального, тангенциального и радиального типа.

 

Метчики

предназначены для нарезания или калибрования резьбы в сквозных и глухих отверстиях.

 

Различают метчики ручные, машинные, гаечные (для нарезания резьбы в гайках) и плашечные (для нарезания резьбы в плашках).

Виды резьб и способы их нарезания метчиками

Метчиками нарезаются метрическая, трапецеидальная, трубная, цилиндрическая резьбы. Наиболее распространенной является метрическая резьба.

Резьбонарезание метчиками осуществляется ручным способом или машинным способом на сверлильных, револьверных и агрегатных станках, токарных многошпиндельных полуавтоматах и автоматах, автоматических линиях, специализированных гайконарезных и других станках.

Возможные кинематические схемы нарезания резьбы метчиками

Нарезание резьбы с непрерывным вращением производится на гайконарезных автоматах метчиками с изогнутыми хвостовиками. Гайки проходят одна за другой вдоль оси метчика через рабочую часть на хвостовик. Каждая новая гайка продвигает вдоль оса хвостовика предыдущую. По мере заполнения хвостовика гайка сходят с него в накопитель без останова процесса.

С периодическим вращением нарезается резьба в гайках метчиками с прямыми удлинёнными хвостовиками. Гайки проходят одна за другой рабочую часть и накапливаются на хвостовике метчика. По мере заполнения хвостовика необходимо освобождать его от гаек что достигается прекращением процесса резьбонарезания и изъятием метчика из патрона.

С реверсированием работают обычно машинно-ручные метчики. Реверсирование необходимо для вывинчивания метчика из отверстия, В некоторых случаях инструменту и детали придается разное число оборотов в одном направлении, что приводит к обгону метчика деталью и к вывинчиванию первого из отверстия.

Фото метчиков

Гаечные метчики

Специальные метчики

Конструктивные элементы метчиков

Все рассмотренные виды метчиков имеют ряд общих конструктивных элементов:

Зуб метчика ("перо")

Главная задняя поверхность, очерченная семейством затыловочных кривых, чаще всего спиралью Архимеда

Режущие профили, представляют собой часть резьбовой нитки, заточенной под углом и затылованной, располагается на режущей части метчика

Направляющие профили, представляют собой часть резьбовой нитки, ограниченной стружечными канавками

Вспомогательная задняя поверхность, представляет собой винтовые поверхности резьбовой нитки

Вспомогательные лезвия, образованы пересечением винтовой поверхности резьбовой нитки и передней поверхности, формируют резьбовой профиль и частично участвуют в резании в пределах толщины срезаемого слоя на режущих профилях

Главные режущие лезвия, наклонены к оси метчика под углом

Режущая часть

Режущая часть метчика формирует профиль резьбы чаще всего по генераторной схеме. Каждый режущий профиль метчика срезает стружку определенного вида и сечения и одинаковой толщины

Оптимальная толщина срезаемого слоя для метчиков различных диаметров определяется с учетом их вида и назначения, требований к точности и шероховатости резьбы, свойств обрабатываемого материала и т.д.

Направляющая часть

Окончательное формирование резьбового профиля заканчивается после прохода первых направляющих зубьев. Последующие зубья не участвуют в калибровании резьбы, а служат для центрирования и направления, обеспечения подачи метчика, а также является запасом для переточек.

Для обеспечения функций центрирования, направления и подачи достаточно иметь направляющую часть длиной три-четыре нитки. Рекомендуется минимальная длина направляющей части равная 0,5 диаметра резьбы. Остальные нитки направляющей части являются запасом для переточек метчика по задней поверхности.

Износ метчиков происходит в основном по задней поверхности в месте перехода режущего конуса в цилиндрическую направляющую часть и в меньшей степени по передней поверхности.

Заточка ведется в основном по задней поверхности, количество переточек будет ограничено длиной направляющей части. Метчики для глухих отверстий обычно затачиваются по передним поверхностям и количество переточек у них ограничено шириной зуба.

Хвостовая часть и габаритные размеры метчика

Хвостовая часть служит для закрепления и центрирования метчиков в патроне, шпинделе и для передачи крутящего момента.

Хвостовая часть метчика должна обеспечить быструю и удобную смену инструмента. В качестве базы для центрирования принимается поверхность цилиндрического хвостовика.

Диаметр хвостовика должен быть меньше внутреннего диаметра резьбы примерно на 0,25-1,5 мм. Это необходимо для свободного прохода хвостовика метчика через сквозное отверстие детали, а также для обеспечения возможности нарезания резьбы в отверстиях с глубиной, большей, чем длина рабочей части.

 

У метчиков, меньших М3, с целью уменьшения поломок диаметр хвостовика выполняется равным или большим наружного диаметра рабочей части метчика

С целью уменьшения номенклатуры и унификации зажимных патронов и устройств выбирается сокращенный ряд посадочных диаметров. Крутящий момент передается с помощью квадратов, лысок и других срезов на конце хвостовой части. Их размеры выбираются в соответствии с ГОСТ. Если метчик не зажимается в патроне или разжимной втулке, то на хвостовой части изготавливается кольцевая выточка, куда попадает шарик, штифт, винт патрона, предотвращающие выпадение метчика вдоль оси.

 

Метчики снабжаются центровыми отверстиями согласно ГОСТ или наружными центровыми конусами под углом 75° на обоих торцах, которые служат базой для изготовления, переточки и контрольных измерений инструмента.

Машинно-ручные метчики из быстрорежущей стали диаметром 12 мм и более, гаечные диаметром 10 мм и более изготавливаются сварными.

Метчики с вырезанной ниткой

При использовании метчиков с вырезанной резьбовой ниткой достигается:

уменьшение трения на боковых поверхностях режущих и калибрующих зубьев об обработанную поверхность, тем самым уменьшается схватывание и налипание материала детали на нитки метчика, уменьшается момент резьбонареэания;

улучшение условий стружкообразования за счет увеличения толщины срезаемого слоя, приходящейся на режущий зуб, так как срезание очень тонкой стружки на вязких материалах затруднено;

улучшение доступа СОЖ в зону резания и на поверхности трения.

Метчики с вырезанной ниткой

Схема вырезания нитки на трехканавочных метчиках представлена рис, при этом:

a) для метчиков с вырезанной ниткой на режущей и направляющей частях;

б) только на направляющей части.

Обратная конусность

Для уменьшения трения между метчиком и нарезаемой резьбой метчики изготавливаются с обратной конусностью по внутреннему, собственно среднему и наружному диаметрам. Обратная конусность является обязательным конструктивным элементом метчика, так как ее отсутствие вызывает повышенное трение и схватывание между зубьями метчика и резьбовой ниткой детали, что приводит к заклиниванию и к поломке инструмента.

Обратная конусность метчиков должна находиться в пределах 0,05-0,1 мм на 100 мм условной длины резьбовой части метчика. Метчики для малых диаметров резьб 1- 3 мм. 1 , у которых не произведено затылование по профилю, имеют увеличенную обратную конусность в пределах 0,16-0,2 мм на 100 мм длины.

Стружечные канавки

Требования к профилю стружечных канавок:

n1) обеспечение лучшего образования и отвода стружки и оптимальной величины переднего угла в пределах глубины профиля нарезаемой резьбы;

n2) обеспечение достаточного пространства для свободного размещения стружки;

n3) сохранение достаточной прочности рабочей части метчика - диаметр сердцевины ;

n4 сохранение метчиком устойчивого центрирования и направления – ширина зуба;

n5) предотвращение резания затылком зуба и защемления стружки при вывинчивании метчика;

n6) профиль стружечной канавки должен быть очерчен плавной линией во избежание появления трещин при термообработке;

n7) обеспечение простоты и универсальности технологической оснастки при изготовлении стружечных канавок

nОднорадиусный профиль

nПрямолинейный профиль

nДвухрадиусный профиль

Винтовые канавки.

Метчики с винтовой стружечной канавкой используются при нарезании резьбы в отверстиях с прерывистой поверхностью (наличие прорезей, окон в т.д.) для того. чтобы обеспечить плавное неодновременное вхождение режущих зубьев в работу. Это предотвращает радиальное смещение оси метчика при прохождении зубом прорези или окна. Другое назначение винтовой стружечной канавки - управлять направлением схода стружки.

Левое направление предназначено для сквозных отверстий, правое - для глухих. Благодаря большому углу наклона канавок стружка выводится или вниз или вверх. Величина угла наклона зависит от вида обрабатываемого материала. Для конструкционных и малолегированных сталей угол принимается равным 10-16°, для легких сплавов и вязких материалов до 25 – 30°

 

Технология изготовления метчиков