167

6. Метчики

Для нарезания метрической резьбы в сквозных и глухих отверстиях деталей в качестве режущего инструмента используется метчик [10. 11, 21].

Различают следующие виды метчиков: ручные, машинно-ручные и машинные (рис. 6.1–6.4). Кроме того, в зависимости от назначения метчики бывают гаечные, плашечные и специальные [13, 14, 15].

Рис. 6.1. Ручной метчик для d до 2,5 мм

для d3 мм γ=8º

для d3 мм γ=10º

Рис. 6.2. Ручной метчик. Исполнение 1

для d3 мм γ=8º

для d3 мм γ=10º

Рис. 6.3. Машинный метчик. Исполнение 1

Рис. 6.4. Хвостовик для d₁5 мм. Исполнения 2

Основным типом метчиков, применяемых при нарезании резьбы в деталях из труднообрабатываемых сталей и сплавов, являются машинно-ручные метчики со шлифованным профилем (ГОСТ 3266-81). Исполнительные размеры чистовых метчиков приведены в ГОСТ 17039-71, а допуски на резьбу метчиков – в ГОСТ 16925-71 [17].

Метчик представляет собой винт с прорезанными канавками, образующими режущие кромки (рис. 6.5) [3].

Основными конструк­тивными и геометрическими элементами метчика являются: заборная (режущая) 1 и калибрующая 2 части, хвостовик 3, профиль, направление и число ка­навок, углы режущих и калибрующих зубьев, утонение калибрущей части, элементы резьбы, комплектность [3].

Рис. 6.5. Метчик

Конструктивные и геометрические параметры метчиков выбирают в зависимости от вида нарезаемого отверстия и свойств мате­риала детали. Они должны обеспечивать возможно большую прочность и жесткость метчика, наименьшее трение при работе, оптимальную для данного материала толщину среза.

Метчики из быстрорежущей стали применяют для нарезания резьб в деталях из углеродистых, нержавеющих и жаропрочных сталей, жаропрочных сплавов, титановых сплавов, а также из высокопрочных сталей с σ_в<1200 МПа. Метчиками из твердых сплавов нарезают резьбу в де­талях из высокопрочных сталей с σ_в>1200 МПа и деталях из специальных пластмасс.

Целесообразно использовать метчики из твердых сплавов при нарезании резьб малых диаметров (до 5–6 мм) в деталях из нержа­веющих сталей, жаропрочных сплавов, а также сталей с σ_в<1200 МПа.

Метчики из быстрорежущей стали d12 мм рекомендует­ся изготовлять сварными, причем материалом хвостовой части должна быть сталь 40Х твердостью HRC 35–50. Метчики из твер­дых сплавов d12 мм изготавливают с напайными твердосплав­ными пластинами.

Назначение конструктивных элементов метчика необходимо производить в следящем порядке:

1. Число зубьев и размеры профиля стружечных канавок выбирается согласно приложения 1 к гост 3266-81 (рис. 6.6 и табл. 6.1).

а б

Рис. 6.6: а – для диаметров резьбы до 5,5 мм;

б – для диаметров резьбы свыше 5,5 мм

Таблица 6.1

Размеры стружечных канавок метчиков

для диаметров резьбы метчика от 6 до 25мм

Диаметр резьбы метчика	Размеры в мм									№ профиля канав.
	dc	Z	x	y	r	H	x1	y1	r1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1,0	0,45	3	-	-	0,3	-	-	-	-	-
1,1	0,50
1,2	055
1,4	0,65
1,6	0,70
1,8	0,80
2,0	0,90
2,2	1,0
2,5	1,15
3,0	1,15
6,0	2,7		1,7	1,0	1,0	2,28	1,6	4,2	4,2	1
7,0	3,1		2,14	1,0	1,0	3,23	2,2	5,2	5,2	2
8,0	3,6		2,88	1,5	1,5	4,13	2,8	6,6	6,6	3
9,0	4,0
10,0	4,5
11,0	5,0		2,97	1,5	1,5	4,32	3,0	8,0	8,0	4
12,0	5,4
14,0	6,3

Окончание табл. 6.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
15,0	6,8	3	4,16	2,0	2,0	6,19	4,2	10,5	10,5	5
16,0	7,2
17,0	7,7
18,0	9,0		4,32	2,0	2,0	6,53	3,1	10,41	10,5	6
20,0	10,0
22,0	11,0
24,0	12,0		5,99	3,0	3,0	8,75	4,2	12,43	12,6	7
25,0	12,2

Диаметр хвостовиков у машинно-ручных метчиков из быстрорежущей стали и цельных метчиков из твердых сплавов рекоменду­ется выполнять увеличенным по сравнению со стандартными метчиками [13].

2. Направление канавок.

Метчики обычно изготавливают с прямыми канавками, однако для лучшего отвода стружки рекомендуется канавки выполнять винтовыми с углом наклона к оси 12–16°. При этом левое направление канавки изготавливают у метчиков для сквозных отверстий, правое – для глухих. При изготовлении метчиков для обработки легких сплавов и вязких материалов рекомендуется угол наклона винтовых канавок увеличивать до 28–36°.

3. Толщина среза а определяется радиусом режущей кромки зу­ба метчика и не должна быть меньше 0,015–0,02 мм

а=sinφ, (6.1)

где φ – угол заборного конуса, ограниченный сбегом резьбы по стандарту;

Р – шаг резьбы, мм;

Z – число перьев (канавок) метчика.

При назначении толщины среза рекомендуется пользоваться табл. 6.2 [13].

4. Число метчиков в комплекте.

Вследствие затрудненных условий процесса резьбонарезания обычно используют комплект метчиков. Один метчик целесообразно применять лишь при нарезании сквозных отверстий глубиной до (1,5…2)d диаметром до 12 мм в деталях из труднообрабатываемых сталей и сплавов; диаметром до 6 мм в деталях из титановых сплавов с σ_в<1000 МПа. Рекомендуемое число метчиков в комплекте зависит от шага резьбы, мате­риала детали и выбирается по табл. 6.3 [13]

Таблица 6.2

Толщина срезаемого слоя зубом метчика

в зависимости от свойств обрабатывае­мого материала

	Обрабатываемый материал	σв, МПа	Толщина среза а, мм
	Углеродистые, хромоникелевые, нержавеющие стали	<1000	0,04–0,06
		>1000	0,03–0,04
	Кислотостойкие, жаропрочные жаростойкие стали, жаропрочные деформируемые и литейные спла­вы	600–1000	0,04–0,06
	Титановые сплавы	<1000	0,04–0,056
		>1000	0,03–0,04
	Высокопрочные стали	<2000	0,025–0,03
	Алюминиевые и магниевые сплавы	185–250	0,05–0,06

Таблица 6.3

Число метчиков в комплекте в зависимости от шага резьбы

и свойств обрабатываемого материала

Материал детали	σв, МПа	Шаг резьбы Р, мм	Число метчик. в компл.	Материал метчика
1	2	3	4	5
Углеродистые, хромоникелевые, нержавеющие стали	<950	0,25–0,40 0,50–1,5 1,75–2,5	1 2 3	Быстрорежущая сталь
	>950	0,25–0,50 0,70–1,25 1,5–2,5	2 3 4	Быстрорежущая сталь, твердый сплав
Кислотостойкие и жаростойкие стали	600–980	0,25–0,70 0,80–1,5 1,75–2,5	1 2 3	Быстрорежущая сталь
Жаропрочные деформируемые и литейные стали и спла­вы	880–1200	0,25–0,50 0,70–1,75 2,0–2,5	2 3 4	Быстрорежущая сталь, твердый сплав
Титановые сплавы	<980	0,25–0,50 0,70–1,5 1,75–2,5	1 2 3	Быстрорежущая сталь

Окончание табл. 6.3

1	2	3	4	5
Титановые сплавы	>980	0,25–0,80 1,0–1,5 1,75–2,5	2 3 4	Быстрорежущая сталь
Высокопрочные стали	<1200	0,25–0,50 0,70–1,25 1,5–2,5	2–3 3 4	Быстрорежущая сталь, твердый сплав
	>1200	0,25–0,40 0,50–1,25 1,5–1,75 2,0–2,5	2–3 3 4 4	Твердый сплав

4. Угол заборного конуса φ

Угол заборного конуса рассчитывается по формуле:

sinφ=, (6.2)

где а – заданная толщина среза, мм,

Z – число перьев (канавок) метчиков;

Р – шаг резьбы, мм.

4. Длина заборного конуса l_з.к определяется по формуле

l_з.к=(d₀–d_з.к)/2tgφ, (6.3)

где d₀ – наружный диаметр метчика (наименьшый, т.е. с учетом нижнего отклонения);

d_з.к – диаметр торца заборного конуса.

Диаметр заборного конуса d_з.к на переднем торце метчика делается меньше внутреннего диаметра резьбы для метчи­ков диаметром до 18 мм на 0,1–0,15 мм; диаметром 20–30 мм на 0,2–0,25 мм; диаметром 42–52мм на 0,3–0,4 мм.

В общем случае

d_з.к= d_св–(0,1…0,4), мм, (6.4)

где d_св – диаметр сверла под резьбу.

Одинарные метчики для сквозных отверстий выполняются с длиной заборного конуса l_з.к=6Р; для глухих отверстий l_з.к определяется сбегом резьбы по стандарту. Рекомендуемое число ниток на заборном конусе машинно-ручных комплектных метчиков для глухих отверстий выбирают по табл. 6.4 [13].

Таблица 6.4

Число ниток на заборном конусе машинно-ручных

комплектных метчиков

Число метчиков в комплекте	№ метчика в комплекте	Число ниток
2	I	4
	II	3
3	I	4
	II	3
	III	3
4	I	5
	II	4
	III	3
	IV	3