Метчики, как распространенный инструмент для обработки внутренней резьбы, в зависимости от формы делятся на метчики со спиральной канавкой, метчики с наклоном кромки, метчики с прямой канавкой и метчики для трубной резьбы, а в зависимости от условий применения — на ручные и машинные метчики. Также существует разделение на метрические, американские и дюймовые метчики. Знакомы ли вы с ними всеми?
01 Классификация кранов
(1) Резка метчиков
1) Прямой канавочный кранИспользуется для обработки сквозных и глухих отверстий, в канавке для метчика может скапливаться железная стружка, качество обработанной резьбы невысокое, и чаще всего применяется для обработки материалов с короткой стружкой, таких как серый чугун и т. д.
2) Спиральный метчикИспользуется для обработки глухих отверстий глубиной менее или равной 3D; железные опилки удаляются вдоль спиральной канавки, и качество резьбовой поверхности высокое.
Метчик с углом спирали 10–20° может обрабатывать резьбу глубиной менее или равной 2D;
Метчик с углом спирали 28–40° может обрабатывать резьбу глубиной менее или равной 3D;
Метчик с углом наклона спирали 50° позволяет обрабатывать резьбу глубиной менее или равной 3,5D (в особых условиях эксплуатации – 4D).
В некоторых случаях (при работе с твердыми материалами, при большом шаге режущей кромки и т. д.), для повышения прочности кончика зуба, для обработки сквозных отверстий используется метчик с винтовой канавкой.
3) Спиральный наконечникОбычно используется только для сквозных отверстий, соотношение длины и диаметра может достигать 3D~3,5D, стружка отводится вниз, крутящий момент резания невелик, а качество обработанной резьбы высокое; также известен как угловой метчик или метчик с вершиной.
При резке необходимо убедиться, что все режущие части прорезаны, иначе произойдет скол зубьев.
(2) Экструзионный кран
Его можно использовать для обработки сквозных и глухих отверстий, а форма зубьев формируется путем пластической деформации материала, и он подходит только для обработки пластмасс.
Его основные особенности:
1) Для обработки резьбы используется пластическая деформация заготовки;
2) Площадь поперечного сечения крана большая, прочность высокая, и его нелегко сломать;
3) Скорость резки может быть выше, чем у метчиков, что, соответственно, повышает и производительность;
4) Благодаря процессу холодной экструзии улучшаются механические свойства обработанной поверхности резьбы, повышается шероховатость поверхности, а также улучшаются прочность резьбы, износостойкость и коррозионная стойкость;
5) Бесстружечная обработка.
Его недостатки заключаются в следующем:
1) может использоваться только для обработки пластмассовых материалов;
2) Стоимость производства высока.
Существует две структурные формы:
1) Метчики для экструзии без масляных канавок используются только для вертикальной обработки глухих отверстий;
2) Метчики для экструзии с маслоотводящими канавками подходят для любых условий эксплуатации, но метчики малого диаметра обычно не имеют маслоотводящих канавок из-за производственных трудностей.
(1) Размеры
1) Общая длина: Обратите внимание на некоторые условия работы, требующие специального удлинения.
2) Длина слота: передача вверх
3) Хвостовик: В настоящее время общепринятыми стандартами для хвостовиков являются DIN (371/374/376), ANSI, JIS, ISO и др. При выборе следует обращать внимание на соответствие хвостовику резьбонарезного инструмента.
(2) Резьбовая часть
1) Точность: Она определяется конкретным стандартом резьбы. Метрическая резьба уровня ISO1/2/3 эквивалентна национальному стандарту уровня H1/2/3, но необходимо учитывать внутренние стандарты контроля производителя.
2) Режущая часть крана: Режущая часть крана является частью установленного рисунка. Как правило, чем дольше используется режущий кран, тем дольше срок его службы.
3) Корректирующие зубья: Они выполняют вспомогательную и корректирующую роль, особенно в нестабильном состоянии системы нарезания резьбы; чем больше корректирующих зубьев, тем выше сопротивление нарезанию резьбы.
(3) Флейты из чипа
1. Тип канавки: он влияет на формирование и удаление железных опилок, что обычно является внутренней тайной каждого производителя.
2. Угол заточки и угол зазора: при увеличении угла заточки метчик становится острее, что может значительно снизить сопротивление резанию, но при этом уменьшается прочность и стабильность кончика зуба, а угол зазора — это угол зазора.
3. Количество канавок: увеличение количества канавок и количества режущих кромок может эффективно продлить срок службы метчика; однако это сужает пространство для удаления стружки, что неблагоприятно для процесса удаления стружки.
03 Материал и покрытие крана
(1) Материал крана
1) Инструментальная сталь: В основном используется для изготовления метчиков для ручных резцов, что в настоящее время не является распространенным явлением.
2) Быстрорежущая сталь без кобальта: В настоящее время широко используется в качестве материала для метчиков, например, M2 (W6Mo5Cr4V2, 6542), M3 и др., с маркировкой HSS.
3) Быстрорежущая сталь, содержащая кобальт: в настоящее время широко используется в качестве материала для метчиков, например, M35, M42 и др., маркировка HSS-E.
4) Быстрорежущая сталь, полученная методом порошковой металлургии: используется в качестве высокоэффективного материала для метчиков, её характеристики значительно улучшены по сравнению с двумя вышеупомянутыми. Методы наименования у разных производителей также различаются, и код маркировки — HSS-E-PM.
5) Твердосплавные материалы: обычно используются ультрамелкие частицы и марки с высокой ударной вязкостью, которые в основном применяются для изготовления метчиков с прямыми канавками для обработки коротких стружкообразных материалов, таких как серый чугун, высококремнистый алюминий и т. д.
Качество смесителей в значительной степени зависит от используемых материалов, и выбор качественных материалов позволяет дополнительно оптимизировать конструктивные параметры смесителей, делая их пригодными для высокоэффективной и более суровой эксплуатации, а также увеличивая срок их службы. В настоящее время крупные производители смесителей имеют собственные заводы по производству материалов или разрабатывают собственные рецептуры. В то же время, из-за проблем с ресурсами кобальта и ценами, появились и новые высокоэффективные быстрорежущие стали без кобальта.
(2) Покрытие крана
1) Паровое окисление: кран помещают в высокотемпературный водяной пар, где на его поверхности образуется оксидная пленка, обладающая хорошей адсорбцией охлаждающей жидкости, что снижает трение и предотвращает повреждение крана и обрабатываемого материала. Подходит для обработки низкоуглеродистой стали.
2) Азотирование: Поверхность метчика подвергается азотированию для образования поверхностного упрочненного слоя, что подходит для обработки чугуна, литого алюминия и других материалов с высоким износом инструмента.
3) Обработка паром + азотирование: Сочетание преимуществ двух вышеуказанных методов.
4) TiN: золотисто-желтое покрытие, обладающее хорошей твердостью и смазывающими свойствами, а также хорошей адгезией, подходит для обработки большинства материалов.
5) TiCN: сине-серое покрытие с твердостью около 3000 HV и термостойкостью 400 °C.
6) TiN+TiCN: темно-желтое покрытие с превосходной твердостью и смазывающими свойствами, подходящее для обработки большинства материалов.
7) TiAlN: сине-серое покрытие, твердость 3300 HV, термостойкость до 900 °C, может использоваться для высокоскоростной обработки.
8) CrN: серебристо-серое покрытие, обладает превосходными смазывающими свойствами, в основном используется для обработки цветных металлов.
Влияние покрытия смесителя на его рабочие характеристики очевидно, но в настоящее время большинство производителей и компаний, занимающихся нанесением покрытий, сотрудничают друг с другом в изучении специальных покрытий.
04 элемента, влияющих на постукивание
(1) Оборудование для врезки
1) Станки: их можно разделить на вертикальные и горизонтальные методы обработки. Для нарезания резьбы вертикальная обработка предпочтительнее горизонтальной. При использовании внешнего охлаждения в горизонтальной обработке необходимо учитывать, достаточно ли эффективно охлаждение.
2) Держатель резьбонарезного инструмента: Рекомендуется использовать специальный держатель резьбонарезного инструмента для нарезания резьбы. Если станок жесткий и устойчивый, предпочтительнее использовать синхронный держатель. Напротив, следует по возможности использовать гибкий держатель с осевой/радиальной компенсацией. За исключением метчиков малого диаметра (
(2) Заготовки
1) Материал и твердость заготовки: твердость материала заготовки должна быть равномерной, и, как правило, не рекомендуется использовать метчик для обработки заготовок с твердостью выше HRC42.
2) Нарезание резьбы в донышке: структура донышка, выбор подходящего сверла; точность размеров донышка; качество стенок донышка.
(3) Параметры обработки
1) Скорость вращения: Основой для определения скорости вращения являются тип метчика, материал, обрабатываемый материал и его твердость, качество резьбонарезного оборудования и т. д.
Скорость потока обычно выбирается в соответствии с параметрами, указанными производителем смесителя, и ее необходимо снижать при следующих условиях:
- низкая жесткость конструкции; большое биение метчиков; недостаточное охлаждение;
- неравномерность материала или твердость в зоне нарезки, например, в местах пайки;
- кран удлиняют или используют удлинительный стержень;
- Горизонтальное положение плюс внешнее охлаждение;
- Ручное управление, например, сверлильный станок, радиально-сверлильный станок и т. д.;
2) Подача: жесткое нарезание резьбы, подача = 1 шаг резьбы/оборот.
В случае гибкой нарезки резьбы и достаточной компенсации параметров хвостовика:
Подача = (0,95-0,98) шагов/оборот.
5 советов по выбору смесителей
(1) Допуск метчиков различной степени точности
Принцип выбора: класс точности метчика нельзя выбрать и определить только на основе класса точности обрабатываемой резьбы.
1) Материал и твердость обрабатываемой детали;
2) Оборудование для нарезания резьбы (например, параметры станка, держатели зажимного инструмента, охлаждающие кольца и т. д.);
3) Точность и производственный дефект самого крана.
Например, при нарезании резьбы 6H, при обработке стальных деталей можно использовать прецизионные метчики 6H; при обработке серого чугуна, поскольку средний диаметр метчиков быстро изнашивается, а расширение резьбовых отверстий невелико, лучше использовать прецизионные метчики 6HX. Метчик прослужит дольше.
Несколько слов о точности японских кранов:
1) В метчиках OSG используется система точности OH, которая отличается от стандарта ISO. Система точности OH обуславливает начало всего диапазона допусков с самого нижнего предела, при этом каждые 0,02 мм используются в качестве класса точности, обозначаемого как OH1, OH2, OH3 и т. д.;
2) В экструзионном метчике OSG используется система точности RH. Система точности RH обуславливает начало всего диапазона допусков с нижнего предела, при этом каждое значение 0,0127 мм используется в качестве уровня точности, обозначаемого как RH1, RH2, RH3 и т. д.
Поэтому при замене метчиков класса OH метчиками ISO на метчики OH нельзя просто считать, что 6H приблизительно равен OH3 или OH4. Это необходимо определять путем пересчета или в соответствии с фактической ситуацией заказчика.
(2) Размеры крана
1) Наиболее широко используемые стандарты — DIN, ANSI, ISO, JIS и др.;
2) Допускается выбор соответствующей общей длины, длины лезвия и размера хвостовика в соответствии с различными требованиями заказчиков к обработке или существующими условиями;
3) Помехи во время обработки;
(3) 6 основных элементов для выбора крана
1) Тип обрабатываемой резьбы: метрическая, дюймовая, американская и т. д.;
2) Тип резьбового отверстия в дне: сквозное или глухое;
3) Материал и твердость обрабатываемой детали;
4) Глубина всей резьбы заготовки и глубина дона отверстия;
5) Требуемая точность резьбы заготовки;
6) Стандартная форма крана
Дата публикации: 20 июля 2022 г.
