1.1. Главные условия нарезания качественной резьбы метчиком
Нарезание внутренней резьбы метчиком начинают с выбора нужного инструмента. После первым шагом является просверливание отверстия. По сути, этот этап является самым главным, так как если ошибиться с подбором диаметра, то либо болт будет болтаться, либо при нарезании резьбы от перегрузки сломается метчик. Лучше всего диаметр отверстий определять по таблицам, но можно произвести и грубую оценку: отняв от диаметра резьбы ее шаг можно получить приблизительное значение необходимого диаметра отверстия.
Например, если внешний диаметр резьбы 18 мм, а шаг 1 мм, то требуется просверлить отверстие в 17 мм. Сверлить необходимо строго перпендикулярно поверхности детали (из-за отклонений возможен брак при нарезании). У просверленного отверстия желательно сделать небольшую фаску. У глухих отверстий глубина должна быть больше, чем длина нарезаемой части, чтобы инструмент при резке вышел за границы необходимой длины резьбы. Если этот запас не предусмотреть, то резьба будет неполной.
Деталь с просверленным отверстием закрепляют в тиски. Метчик фиксируют в воротке (при отсутствии используют разводной ключ) или патроне станка. На качество резьбы, скорость нарезания и стойкость инструмента значительное влияние оказывает правильный подбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Чтобы не испортить инструмент, а резьбу получить чистую и с правильным профилем, необходимо применять следующие СОЖ:
разведенную эмульсию (одна часть эмульсии, смешанная с 160 частями воды);
для деталей из латуни и стали можно использовать льняное масло;
для изделий из алюминия – керосин;
для деталей из красной меди – можно скипидар;
в изделиях из чугуна и бронзы нарезание следует проводить всухую.
Нельзя использовать минеральные и машинные масла – они способствуют значительному возрастанию сопротивления, которое инструмент преодолевают в процессе работы, оказывают отрицательное влияние на шероховатость резьбы и приводят к быстрому износу метчика.
1.2. Правила нарезания внутренней резьбы метчиком
При ручной нарезке резьбы инструмент вставляют в отверстие вертикально (без перекоса). Вороток вращают в нужном направлении (для правой резьбы по часовой стрелке) не все время, а периодически делают 1–2 оборота в обратную сторону.
При таком вращательно-возвратном движении метчика срезаемая стружка ломается, становится короткой (дробленой) и легче удаляется из рабочей зоны, а процесс формирования резьбы значительно облегчается. По окончании нарезания инструмент вывертывают вращением воротка в противоположную сторону, затем его прогоняют по готовой резьбе насквозь или до упора для глухих отверстий. Необходимо также придерживаться следующих правил:
При формировании резьбы в вязких и мягких металлах (алюминий, медь, баббиты и другие), а также в глубоких отверстиях инструмент следует периодически выкручивать из отверстия для очистки канавок от стружки.
При использовании комплекта метчиков необходимо применение всех инструментов набора. Нарезание сразу чистовым метчиком или средним, а затем чистовым без прохода черновым не ускоряет, а только замедляет и затрудняет процесс нарезания. Кроме того, резьба при этом получается некачественной, а инструмент может сломаться. Чистовой и средний метчики вкручивают в отверстие вручную (без воротка) до тех пор, пока инструмент не пойдет по резьбе правильно, и только после этого устанавливают вороток и продолжают работу.
В процессе нарезания требуется тщательно следить за правильностью врезки инструмента, чтобы не было его перекоса. Для этого необходимо через каждые вновь нарезанные 2–3 нитки стружки проверять положение метчика относительно верхней плоскости детали с помощью угольника. Особенно осторожно следует работать с глухими и мелкими отверстиями.
Конструкция метчика
Метчик (рис. 1) представляет собой закаленный винт, на котором прорезано несколько прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки инструмента. Канавки также обеспечивают размещение стружки, образующейся при резании стружка может выводиться из зоны резания.
Метчик состоит из двух частей — рабочей и хвостовика, на конце которого выполнен квадрат (у ручных метчиков). Рабочая часть метчика включает в себя: режущую (заборную) часть, которая обеспечивает удаление основной части припуска на обработку; калибрующую часть, осуществляющую окончательную обработку резьбы; стружечные канавки; перья (витки резьбы, разделенные стружечными канавками) и сердцевину, обеспечивающую метчику достаточную для обработки прочность и жесткость. Хвостовая часть метчика служит для закрепления его в воротке, которым производятся рабочие и холостые перемещения метчика.
Рабочую часть метчика изготавливают из инструментальных углеродистых сталей марок У11, У11А, быстрорежущей стали или твердого сплава. Выбор материала рабочей части зависит от физико-механических свойств обрабатываемой заготовки. У цельных метчиков материал хвостовой части тот же, а у метчиков, состоящих из двух частей, соединяемых сваркой, хвостовую часть изготавливают из конструкционной стали марок 45 и 40Х: Число стружечных канавок, выполненных на метчике, зависит от его диаметра (три канавки дтя метчиков диаметром до 20 мм и четыре — для метчиков диаметром свыше 20 мм).
Основную работу при нарезании резьбы выполняют режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей канавки с задними (затылованчыми, выполненными по архимедовой спирали) поверхностями рабочей части. Затылование задней поверхности режущих зубьев позволяет сохранить постоянным их профиль после переточки, которая осуществляется централизованно в заточных цехах.
Как правило, метчики изготовляют с прямыми канавками, однако для улучшения условий резания и получения точных и чистых резьб применяют метчики с винтовыми канавками. Угол наклона такой канавки к оси метчика составляет 8… 15°. Для получения точных и чистых резьбовых поверхностей в сквозных отверстиях при обработке мягких и вязких материалов используют бесканавочные метчики.
Рис. 1 Метчик:
а – конструкция: 1 – нитка(виток); 2 – квадрат; 3 – хвостик; 4 – канавка; 5 – режущее перо; б – геометрические параметры: 1 – передняя поверхность; 2 – режущая кромка; 3 – затылованная поверхность; 4 – задняя поверхность; 5 – режущее перо; α – задний угол; β – угол резания; δ – угол заострения; γ – передний угол; в – с винтовой стружечной канавкой: 1 – канавка; г - нарезание глухой резьбы; ω – угол наклона винтовой канавки.