МЕТЧИК Российский патент 2002 года по МПК B23G5/06 

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к изготовлению резьб метчиками (преимущественно гаечными) методом резания, и может быть использовано для повышения точности образования резьб, главным образом в деталях со сквозными отверстиями.

Известно, что сочетание обратной конусности по резьбе метчиков с зубьями заборной части вызывает в обрабатываемых отверстиях увеличение углов профиля резьбы. Это происходит потому, что режущие зубья заборной части, увеличивающиеся по высоте в направлении калибрующей части, одновременно уменьшаются по ширине при наличии обратной конусности по резьбе. Увеличение углов профиля резьбы отверстий вызывает увеличение их собственно среднего диаметра, т. е. ухудшение точности резьбонарезания. Наиболее сильно это проявляется применительно к работе гаечными метчиками, у которых заборная часть (l_заб) выполняется удлиненной, равной, как правило, не менее 12 шагам резьбы. Для наглядности приращения ΔDR2

средних диаметров резьбы отверстий при их обработке гаечными метчиками с затылованным до остра профилем зубьев и обратной конусностью по резьбе R= 0,05-0,15 мм на 100 мм длины в пределах, задаваемых стандартами, и с незатылованным профилем зубьев и обратной конусностью по резьбе R до 0,2 мм на 100 мм длины (которые имеют место на ряде заводов) для резьб с шагом Р=0,75...3 мм представлены в таблице.

Сопоставление ΔDR2

при R= 0,15 мм для метчиков с затылованным до остра профилем зубьев и при R=0,2 мм для метчиков с незатылованным профилем зубьев с величинами части допусков по среднему диаметру резьбовых отверстий, которые остаются на разбивания резьб метчиками, показало, что ΔDR2 применительно к резьбам степени точности 4Н (наиболее точные резьбы, обрабатываемые гаечными метчиками) могут составлять от этих величин соответственно 18-31% и 22-42% в зависимости от шага резьбы. Это уже значительные величины, которые могут стать причинами выхода размеров изготовляемых резьб за верхний допускаемый предел и соответственно причинами уменьшения размерной стойкости метчиков.

Известны конструкции метчиков, содержащие заборную часть, переходной участок и калибрующую часть, у которых зубья заборной части выполнены с уменьшенным углом профиля и расположены на обратном конусе, а зубья переходного участка, окончательно формирующие профиль резьбы отверстий, расположены на прямом конусе (см. авт. св. СССР 984751 по кл. В 23 G 5/06 и 1389955 по кл. и 23 G 5/06). Уменьшение углов профиля зубьев на заборной части этих метчиков может уменьшать углы профиля изготовляемой ими резьбы.

Известна также конструкция метчика, содержащая заборную и калибрующие части, обратную конусность по резьбе и зубья с уменьшенным углом профиля по всей резьбовой длине инструмента (см. книгу "Инструмент резьбонарезной и резьбонакатной для метрической резьбы". - ч. II. - М., НИИТавтопром, 1972. - С. 38-40), выбранная в качестве прототипа, которая формирует угол профиля резьбы отверстий зубьями с уменьшенным углом профиля. При этом половины углов профиля зубьев связаны определенной зависимостью с обратной конусностью по резьбе и длиной заборной части метчика.

Недостатком прототипа является невозможность его использования для уменьшения вышеуказанных значений увеличенного угла профиля резьбовых впадин отверстий и вытекающей из этого нежелательной величины ΔDR2

.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности резьбонарезания метчиками через устранение или значительное уменьшение увеличенных углов профиля резьбовых впадин отверстий.

Для решения этой задачи у метчика, содержащего заборную и калибрующие части, обратную конусность по резьбе и зубья с уменьшенным углом профиля, половины углов профиля зубьев на заборной части выполнены уменьшенными по сравнению с зубьями калибрующей части на величину, определяемую по формуле:

а средний диаметр резьбы на зубьях заборной части выполнен заниженным на величину
ΔDR2

≤0,006•k•l_заб, мм,
где R - обратная конусность по резьбе метчика,
ϕ - угол заборной части метчика,
l_заб - длина заборной части метчика.

Уменьшение половин углов профиля зубьев и среднего диаметра резьбы на заборной части метчика по предложенным выражениям устраняют ухудшения точности резьбонарезания и связанной с ней размерной стойкости, образующихся по указанным причинам.

На фиг.1 показана конструкция заборной (режущей) части метчика; на фиг.2 - схема резания и профиль резьбы отверстия, вырезаемого зубьями обычного метчика; на фиг. 3 - схема резания и профиль резьбы отверстия, вырезаемого зубьями метчика предлагаемой конструкции.

Метчик содержит калибрующую часть 1 и заборную (режущую) часть 2 (l_заб) с зубьями уменьшенного угла профиля. Калибрующая и заборная части расположены на обратном конусе. На калибрующей части зубья с уменьшенным углом профиля выполняются в пределах, устанавливаемых стандартами или техническими требованиями. На заборной части угол профиля зубьев и средний диаметр резьбы выполняют меньшими, чем на калибрующей части. На заборной части половины углов профиля зубьев уменьшены на величину определяемую из соотношения

а средний диаметр на величину ΔDR2

, определяемую из соотношения:
ΔDR2≤0,006•k•l_заб мм,
где R - обратная конусность по резьбе метчика,
ϕ - угол заборной части метчика,
l_заб - длина заборной части метчика.

Совместное влияние обратной конусности по резьбе метчика и зубьев заборной части, ухудшающее точность резьбонарезания, показано схематично на фиг. 2. Цифрами 4, 3, 5 даны соответственно положения первого и последнего зуба заборной части метчика и первого калибрующего зуба, 6 и 7 - участки профиля резьбовой впадины отверстия, вырезаемые первым и последним зубьями заборной части метчика. Указанное совместное влияние увеличивает углы профиля резьбы отверстия по сравнению с углами профиля зубьев метчика на и средний диаметр резьбы отверстия D₂ по сравнению со средним диаметром d₂ на зубьях метчика на ΔDR2

.
Схема резания метчиком предлагаемой конструкции и образуемый профиль резьбовой впадины отверстия изображены на фиг.3, где 4', 3', 5' - соответственно положения первого и последнего зуба заборной части метчика и первого калибрующего зуба, а 6' и 7' - участки профиля резьбы отверстия, вырезаемые первым и последним зубьями заборной части метчика. При этом величина ΔDR2 у предлагаемого метчика не должна превышать выше указанного ее значения, т.к. в противном случае первый калибрующий зуб метчика будет резать боковыми сторонами на всей их длине, что будет ухудшать условия работы зубом, затруднять стружкообразование и может вызывать ухудшение качества резьбовой поверхности отверстий и уменьшение стойкости инструмента.

Метчики предлагаемой конструкции при наибольших значениях и ΔDR2

из определяемых по приводимым выражениям полностью устраняют разбивания резьб, вызываемые увеличением углов профиля впадин отверстий и средних диаметров. Одновременно за счет уменьшения вероятности выхода размеров изготовляемых резьб за верхний предел возрастает размерная стойкость инструмента. При других меньших значениях и ΔDR2 устранение разбиваний резьб по указанным причинам будет неполным.

Резьба метчика предлагаемой конструкции может быть изготовлена следующим образом. На всей резьбовой длине инструмента изготовляются зубья, не отличающиеся от зубьев на калибрующей части. Рассчитываются величины и ΔDR2

. На величину уменьшаются половины углов профиля резьбошлифовального круга. Этим резьбошлифовальным кругом шлифуются зубья заборной части метчика с уменьшением ее среднего диаметра резьбы на величину ΔDR2.р

Изобретение относится к области металлообработки, изготовлению резьб преимущественно гаечными метчиками. Метчик имеет заборную и калибрующую части, обратную конусность по резьбе и зубья с уменьшенным углом профиля. Для повышения точности посредством устранения или значительного уменьшения увеличенных углов профиля резьбовых отверстий половины углов профиля зубьев на заборной части выполнены уменьшенными по сравнению с их значениями на калибрующей части на величину, определяемую из приведенного соотношения. При этом средний диаметр резьбы на зубьях заборной части выполнен заниженным на величину, определяемую из приведенного соотношения. 1 табл., 3 ил.

Метчик, содержащий заборную и калибрующую части, обратную конусность по резьбе и зубья с уменьшенным углом профиля, отличающийся тем, что половины углов профиля зубьев на заборной части выполнены уменьшенными по сравнению с их значениями на калибрующей части на величину, определяемую из соотношения:

а средний диаметр резьбы на зубьях заборной части выполнен заниженным на величину
ΔDk2

≤0,006•k•l_заб, мм,
где k - обратная конусность по резьбе метчика;
ϕ - угол заборной части метчика;
l_заб - длина заборной части метчика.