Метчики, являющиеся распространённым инструментом для обработки внутренней резьбы, по форме делятся на метчики со спиральной канавкой, метчики с наклонной кромкой, метчики с прямой канавкой и метчики для трубной резьбы, а по условиям применения — на ручные и машинные. Метчики делятся на метрические, американские и дюймовые. Знакомы ли вы со всеми из них?
01 Классификация метчиков
(1) Метчики для резки
1) Прямой метчик: используется для обработки сквозных и глухих отверстий, в канавке метчика присутствует железная стружка, качество обработанной резьбы невысокое, и чаще всего используется для обработки материалов, образующих короткую стружку, таких как серый чугун и т. д.
2) Метчик со спиральной канавкой: используется для обработки глухих отверстий глубиной менее или равной 3D, железные опилки выводятся по спиральной канавке, качество поверхности резьбы высокое.
Метчик с углом наклона винтовой линии 10–20° может обрабатывать резьбу глубиной не более 2D;
Метчик с углом наклона винтовой линии 28~40° может обрабатывать резьбу глубиной не более 3D;
Метчик с углом наклона винтовой линии 50° может обрабатывать резьбу глубиной не более 3,5D (специальное рабочее условие 4D).
В некоторых случаях (твердые материалы, большой шаг и т.п.) для повышения прочности вершины зуба для обработки сквозных отверстий применяют метчик с винтовой канавкой.
3) Метчик спиральный: обычно используется только для сквозных отверстий, соотношение длины к диаметру может достигать 3D~3,5D, железная стружка отводится вниз, крутящий момент резания небольшой, а качество поверхности обработанной резьбы высокое, также известно как метчик с углом кромки или метчик с вершиной.
При резке необходимо следить за тем, чтобы все режущие части были заточены, в противном случае произойдет выкрашивание зубьев.
(2) Экструзионный кран
Его можно использовать для обработки сквозных и глухих отверстий, а форма зуба формируется путем пластической деформации материала, что применимо только для обработки пластмасс.
Его основные особенности:
1) Для обработки резьбы использовать пластическую деформацию заготовки;
2) Площадь поперечного сечения крана большая, прочность высокая, его нелегко сломать;
3) Скорость резания может быть выше, чем у метчиков, а производительность соответственно увеличивается;
4) Благодаря процессу холодного выдавливания улучшаются механические свойства обработанной поверхности резьбы, повышается шероховатость поверхности, повышается прочность резьбы, износостойкость и коррозионная стойкость;
5) Обработка без образования стружки.
Его недостатки:
1) может использоваться только для переработки пластиковых материалов;
2) Стоимость производства высокая.
Существуют две структурные формы:
1) Метчики выдавливающие без масляных канавок применяются только для вертикальной обработки глухих отверстий;
2) Метчики для экструзии с масляными канавками подходят для любых условий эксплуатации, но обычно метчики малого диаметра не имеют масляных канавок из-за сложностей производства.
(1) Размеры
1) Общая длина: обратите внимание на некоторые условия работы, требующие особого удлинения.
2) Длина слота: пропустить
3) Хвостовик: в настоящее время общепринятыми стандартами хвостовиков являются DIN (371/374/376), ANSI, JIS, ISO и т. д. При выборе обратите внимание на соответствие хвостовику метчика.
(2) Резьбовая часть
1) Точность: определяется конкретным стандартом резьбы. Метрическая резьба уровня ISO1/2/3 эквивалентна национальному стандарту H1/2/3, но необходимо учитывать внутренние стандарты контроля производителя.
2) Метчик: режущая часть метчика является частью фиксированного шаблона. Как правило, чем длиннее метчик, тем выше его срок службы.
3) Корректирующие зубья: играют вспомогательную и корректирующую роль, особенно при нестабильном состоянии системы нарезания резьбы, чем больше корректирующих зубьев, тем больше сопротивление нарезанию резьбы.
(3) Стружечные канавки
1. Тип канавки: влияет на формирование и выброс железных опилок, что обычно является внутренним секретом каждого производителя.
2. Передний угол и задний угол: при увеличении угла наклона метчик становится острым, что может значительно снизить сопротивление резанию, но при этом снижаются прочность и устойчивость вершины зуба, а задний угол - это задний угол.
3. Количество канавок: увеличивается количество канавок и количество режущих кромок, что может эффективно повысить срок службы метчика; однако это приведет к сужению пространства для отвода стружки, что неблагоприятно скажется на ее отводе.
03 Материал и покрытие метчика
(1) Материал крана
1) Инструментальная сталь: в основном используется для ручных метчиков, что в настоящее время не распространено.
2) Быстрорежущая сталь без кобальта: в настоящее время она широко используется в качестве материала для метчиков, например, М2 (W6Mo5Cr4V2, 6542), М3 и т. д., код маркировки — HSS.
3) Кобальтсодержащая быстрорежущая сталь: в настоящее время широко используется в качестве материала для метчиков, например, М35, М42 и т. д., код маркировки — HSS-E.
4) Порошковая быстрорежущая сталь: используется в качестве высокопроизводительного материала для метчиков, его характеристики значительно превосходят характеристики двух предыдущих марок. Методы обозначения у каждого производителя также различаются, код маркировки — HSS-E-PM.
5) Твердосплавные материалы: обычно используют сверхмелкие частицы и марки с высокой прочностью, которые в основном используются для изготовления метчиков с прямой канавкой для обработки материалов, образующих короткую стружку, таких как серый чугун, алюминий с высоким содержанием кремния и т. д.
Метчики сильно зависят от материалов, и выбор качественных материалов может дополнительно оптимизировать их структурные параметры, делая их пригодными для высокопроизводительной работы в более тяжёлых условиях, а также обеспечивая более длительный срок службы. В настоящее время крупные производители метчиков имеют собственные заводы по производству материалов или собственные разработки. В то же время, из-за проблем с ресурсами кобальта и его ценами, появились новые высокопроизводительные быстрорежущие стали без кобальта.
(2) Покрытие крана
1) Паровое окисление: метчик помещается в высокотемпературный водяной пар, образуя на поверхности оксидную пленку, которая хорошо адсорбирует охлаждающую жидкость, снижает трение и предотвращает порезы метчика и материала. Подходит для обработки мягкой стали.
2) Азотирование: Поверхность метчика азотируется для формирования поверхностно-упрочненного слоя, который подходит для обработки чугуна, литого алюминия и других материалов, подверженных высокому износу инструмента.
3) Пар + Азотирование: объединяет преимущества двух предыдущих методов.
4) TiN: золотисто-желтое покрытие с хорошей твердостью и смазывающей способностью, а также хорошей адгезией покрытия, подходящее для обработки большинства материалов.
5) TiCN: сине-серое покрытие с твердостью около 3000HV и термостойкостью 400°C.
6) TiN+TiCN: темно-желтое покрытие с превосходной твердостью и смазывающей способностью, подходит для обработки большинства материалов.
7) TiAlN: сине-серое покрытие, твердость 3300HV, термостойкость до 900°C, может использоваться для высокоскоростной обработки.
8) CrN: серебристо-серое покрытие, отличные смазывающие свойства, в основном используется для обработки цветных металлов.
Влияние покрытия крана на его эксплуатационные характеристики весьма очевидно, но в настоящее время большинство производителей и изготовителей покрытий сотрудничают друг с другом для изучения специальных покрытий.
04 Элементы, влияющие на постукивание
(1) Оборудование для врезки
1) Станки: можно разделить на вертикальные и горизонтальные методы обработки. Для нарезания резьбы вертикальная обработка предпочтительнее горизонтальной. При использовании внешнего охлаждения при горизонтальной обработке необходимо учитывать, достаточно ли охлаждения.
2) Резьбонарезной патрон: Рекомендуется использовать специальный резцедержатель для нарезания резьбы. Станок должен быть жёстким и устойчивым, поэтому предпочтительнее использовать синхронный резцедержатель. Напротив, следует максимально использовать гибкий резцедержатель с осевой/радиальной компенсацией. За исключением метчиков малого диаметра (
(2) Заготовки
1) Материал и твердость заготовки: твердость материала заготовки должна быть однородной, и, как правило, не рекомендуется использовать метчик для обработки заготовок, твердость которых превышает HRC42.
2) Нарезание резьбы в забое: структура забоя, выбор подходящего сверла; точность размера забоя; качество стенки забоя.
(3) Параметры обработки
1) Скорость вращения: Основой данной скорости вращения является тип метчика, материал, обрабатываемый материал и его твердость, качество оборудования для нарезания резьбы и т. д.
Обычно скорость выбирается в соответствии с параметрами, указанными производителем метчика, при следующих условиях ее необходимо снижать:
- низкая жесткость станка; большое биение метчика; недостаточное охлаждение;
- неровности материала или твердости в зоне резьбы, например, паяные соединения;
- удлиняется кран или используется удлинитель;
- Лежачий плюс, наружное охлаждение;
- ручное управление, например, настольное сверление, радиальное сверление и т.п.;
2) Подача: жесткое нарезание резьбы, подача = 1 шаг резьбы/оборот.
В случае гибкой нарезки резьбы и достаточных переменных компенсации хвостовика:
Подача = (0,95-0,98) шагов/об.
05 Советы по выбору смесителей
(1) Допуски метчиков разных классов точности
Основа выбора: класс точности метчика не может быть выбран и определяется только классом точности обрабатываемой резьбы.
1) Материал и твердость обрабатываемой детали;
2) Оборудование для нарезания резьбы (например, условия работы станков, держатели зажимного инструмента, охлаждающие кольца и т. д.);
3) Точность и погрешность изготовления самого крана.
Например, при обработке резьбы 6H и стальных деталей можно использовать прецизионные метчики 6H; при обработке серого чугуна, поскольку средний диаметр метчиков быстро изнашивается, а расширение отверстий под винт небольшое, лучше использовать прецизионные метчики 6HX. Срок службы метчика увеличится.
Примечание о точности японских кранов:
1) Метчик OSG использует систему точности OH, которая отличается от стандарта ISO. Система точности OH требует, чтобы ширина всего поля допуска начиналась с наименьшего предела, и каждые 0,02 мм используются как класс точности, обозначаемый OH1, OH2, OH3 и т. д.;
2) В экструзионном метчике OSG используется система точности RH. Система точности RH заставляет ширину всего поля допуска начинаться с нижнего предела, и каждые 0,0127 мм используются как уровень точности, обозначаемый RH1, RH2, RH3 и т.д.
Таким образом, при использовании метчиков ISO для замены метчиков OH нельзя просто считать, что класс точности 6H приблизительно соответствует классу OH3 или OH4. Это необходимо определить путём пересчёта или в соответствии с фактическими условиями заказчика.
(2) Размеры крана
1) Наиболее широко используемые — DIN, ANSI, ISO, JIS и т. д.;
2) Разрешается выбирать соответствующую общую длину, длину лезвия и размер хвостовика в соответствии с различными требованиями к обработке клиентов или существующими условиями;
3) Помехи во время обработки;
(3) 6 основных элементов для выбора крана
1) Вид обработки резьбы: метрическая, дюймовая, американская и т.д.;
2) Тип резьбового нижнего отверстия: сквозное или глухое;
3) Материал и твердость обрабатываемой детали;
4) Глубина полной резьбы заготовки и глубина нижнего отверстия;
5) Требуемая точность резьбы заготовки;
6) Стандарт формы крана
Время публикации: 20 июля 2022 г.
