проектирование метчиков

Радиус дна канавки R, диаметр дна канавки dз и расстояние от торца до середины дна канавки Lз принимаем по ГОСТ 3266–81 (R = 6 мм, dз = 18 мм,

Lз = 28 мм).

Результаты расчета метчика представлены в табл. 1.28.

1.6.Метчики-протяжки

1.6.1.Назначение и область применения

Всовременном машиностроении используется много деталей с внутренней резьбой круглого, трапецеидального, прямоугольного и других профилей. Например, трапецеидальная резьба диаметром 8–640 мм предназначена для передачи движения в различных винтовых механизмах: ходовых винтах станков и различных отсчетных устройствах, винтах суппортов, грузовых винтах домкратов, прессов и т. д. Такое применение объясняется малым углом профиля (30 вместо 60° у метрической резьбы), что обеспечивает повышение КПД за счет снижения коэффициента трения.

Профиль трапецеидальной резьбы регламентирован ГОСТ 9484–81 (СТСЭВ 146–78). Диаметры и шаги – ГОСТ 24738–81 (СТСЭВ 639–77), [10,

табл. 4.39], основные размеры – ГОСТ 24737–81 [10, табл. 4.40]. Для нарезания таких резьб используется метчик-протяжка. Особенностями этого инструмента являются: расположение хвостовика впереди режущей части; длина режущей части (заборного конуса) в 10–20 раз больше, чем у ручных и машинно-ручных метчиков, зубья не затылуются, а затачиваются по задней поверхности по двум

плоскостям под углами: α1 = 12–15°; α2 = 30–40°.

Нарезание резьбы метчиком-протяжкой производится на токарновинторезных станках при скорости резания 3–5 м/мин. Заготовку надевают на хвостовик метчика-протяжки и закрепляют в трехкулачковом патроне станка

(рис. 1.13).

Рис. 1.13. Нарезание резьбы при креплении заготовки в патроне

Хвостовик вставляют в отверстие державки, закрепленной в резцедержателе суппорта, и соединяют их с помощью клина. Устанавливают на станке величину продольной подачи, соответствующую шагу нарезаемой резьбы (Sпрод = Р), соединяют продольный суппорт с ходовым винтом и

1.6.2. Конструктивно-геометрические параметры

Хвостовик (рис. 1.15)

Диаметр хвостовика равен начальному диаметру отверстия под резьбу

припуска (формирование впадины) происходит по одинарно-генераторной схеме резания.

где d – наружный диаметр метчика

d = (D + eid + 2aC)–Td, (1.52)

где aC – зазор между наружным диаметром винта и внутренним диаметром резьбы гайки [10, табл. 4.40].

Число перьев Z выбирается по табл. 1.29.

54

Подача на зуб aZ определяется по формуле

aZ = (P/Z)·sin φ, (1.53)

где φ – угол заборного конуса (см. табл. 1.29).

Таблица 1.29

57

Для нарезания высоких (Н/d≥1,2) и особо высоких (Н/d≥1,5) гаек из труднообрабатываемых материалов применяют метчики-протяжки с прерывистой режущей частью (рис. 1.16). Наличие дополнительного конуса с углом φ1 на каждом участке создает лучшие условия для смазки, выхода стружки и снижает трение. Наименьший диаметр дополнительного конуса равен наибольшему наружному диаметру зубьев на предыдущем участке режущей части метчика.

Калибрующая часть

Длина калибрующей (цилиндрической) части – lK принимается равной (0,6–1)d, но не менее трех шагов (3Р)

lK = (0,6 – 1)d. (1.54)

Резьба на калибрующей части делается с обратной конусностью (уменьшение диаметров: d, d2, d1 в направлении к задней направляющей) 0,16–0,2 мм на 100 мм длины.

Направление, угол наклона и профиль стружечных канавок Метчики-протяжки делают с винтовыми стружечными канавками.

Для нарезания правой резьбы направление канавок левое, а для левой резьбы – правое.

Угол наклона канавок ω принимается равным углу наклона винтовой линии резьбы – τ, который рассчитывается по формуле

Передний и задний углы У метчиков-протяжек зубья не затылуются, а затачиваются по задней

поверхности по двум плоскостям под углами α1 и α2 (см. рис. 1.14). Численные значения переднего – γ и задних углов α1 и α2 приведены в табл. 1.29.

Диаметр сердцевины, ширина пера и ленточки выбираются по табл. 1.29. Диаметр задней направляющей принимается равным диаметру

хвостовика

Параметры метчика-протяжки для нарезания трапецеидальной резьбы, подлежащие выбору или расчету, представлены в табл. 1.30.

59

1.6.3. Пример расчета метчика-протяжки для нарезания трапецеидальной резьбы

Исходные данные: резьба Tr 30×6-6H; α = 30°; материал заготовки – сталь 45, 220 НВ; длина заготовки (гайка) – 60 мм.

Номинальный средний – D2 и внутренний – D1 диаметры трапецеидальной резьбы гайки определяем по формулам [10, табл. 4.40].

D2 = D – 0,5 P = 30 – 0,5·6 = 27 мм

D1 = D – P = 30 – 6 = 24 мм Длина хвостовика (расстояние до сварного шва)

lСШ = lХ = 60 + 12 + 20 + 12 = 104 мм.

По [10, табл. 4.29] находим допуск на средний диаметр резьбы гайки степени точности 6Н – ТD2(6) = 0,355 мм.

60

По табл. 1.15 в зависимости от степени точности нарезаемой резьбы – 6Н, находим степень точности метчика – 3.

Для метчика степени точности 3 по табл. 1.18 находим формулу расчета нижнего отклонения на среднем диаметре метчика

eid2 = 0,5·ТD2(6) = 0,5 · 0,355 = 0,177.

Средний диаметр резьбы метчика

d2 = 27 + 0,177 + 0,07 = 27,247–0,07.

Верхнее отклонение на средний диаметр метчика определяется по формуле (1.19)

esd2 = 0,177 + 0,07 = 0,247 мм.

Гарантированный запас на износ по среднему диаметру

2 = esd2 – eid2 = 0,247 – 0,177 = 0,07 мм.

По формуле (1.23) находим нижнее отклонение на наружный диаметр метчика

eid = 0,4 · 0,355 = 0,142 мм.

Определяем допуск на наружный диаметр резьбы метчика по формуле (1.24)

Td = 0,3 · 0,355 = 0,106 мм.

По формуле (1.52) находим наружный диаметр метчика

d = (30 + 0,142 + 2·0,5)–0,106 = 31,142–0,106.

Внутренний диаметр резьбы метчика

d1 = D1 = 24+0,5 мм.

Высоту профиля нарезаемой резьбы определяем по формуле (1.51)

h = 31,142 - 24 = 3,571 мм.

2

Подачу на зуб рассчитываем по формуле (1.53)

аz = (6/4) · sin 1°20' = 1,5 · 0,0232 = 0,035 мм.

Подставив в формулу (1.50) численные значения величин, найдем длину режущей части метчика

lР = (6 · 3,571)/(4 · 0,035) = 153 мм.

Длина калибрующей части (1.54)

lК = 0,8 d = 0,8 · 31,142 = 25 мм.

Длина задней направляющей (табл. 1.29)

lЗН = 20 мм.

Диаметр сердцевины dс (табл. 1.29)

dс = 0,5 · d = 0,5 · 31,142 = 16 мм.

Ширина пера b (табл. 1.29)

b = 0,24 · d = 0,24 · 31,142 = 7,5 мм.

Ширина ленточки f = 0,6 мм (табл. 1.29). Передний угол γ = 9° (табл. 1.29).

Задние углы: α1 = 14°; α2 = 35° (табл. 1.29).

Общую длину метчика-протяжки определяем по формуле (1.57) L = 104 + 153 + 25 + 20 = 302 мм.

Угол наклона стружечных канавок рассчитываем по формуле (1.55)