МЕТЧИК Российский патент 2004 года по МПК B23G5/06 

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к нарезанию резьб.

Известен метчик, зубья которого имеют угол профиля, меньший угла профиля нарезаемой резьбы, а средний диаметр лежит на обратном конусе /см. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов. Коллектив авторов. М.: Машиностроение, 1972, 200 с., рис.17/.

Однако данный метчик не обеспечивает достаточной геометрической точности профиля резьбы. Это обусловлено тем, что при нарезании резьбы такими метчиками на обработанной поверхности остаются несрезанные гребешки. Кроме того, выполнение угла профиля зубьев меньше угла профиля нарезаемой резьбы существенно уменьшает суммарную длину опорных боковых кромок, ухудшая надежность ориентации зубьев метчика в витках резьбы, следовательно, уменьшая точность резьбы на всей длине рабочей части на обратном конусе. Это приводит к уменьшению площади сечения метчика, следовательно, уменьшению стойкости повышению процента поломок инструмента.

Известен также метчик /А.С. 1222443, B 23 G 5/06, 1986, БИ №13/, у которого зубья заборной части и первый калибрующий зуб выполнены с занижением по боковому профилю. Занижение боковою профиля производится за счет удаления участков зубьев, не участвующих при работе данного зуба в срезании слоя металла толщиной где Р - шаг резьбы, Z - количество перьев метчика, ϕ - угол заборного конуса.

Анализ работы метчика показывает, что удаление участков зубьев, не участвующих при работе данного зуба в срезании металла, приводит к тому, что работа инструмента будет сопровождаться осевыми колебаниями, вызванными скачкообразным изменением толщины зуба от зуба к зубу. Осевые колебания инструмента приводят к уменьшению точности резьбы, ухудшению качества поверхностей нарезаемой резьбы и снижению стойкости метчика.

Следует указать также, что с занижением бокового профиля выполнен только первый /один/ зуб калибрующей части метчика. Это приводит к тому, что второй и далее третий калибрующие зубья с полным профилем будут работать в тяжелых условиях, вызванными тем, что будут первыми воспринимать неравномерные нагрузки по всем своим поверхностям, а осевые колебания еще более ухудшат работу этих зубьев, что в конечном счете приведет к интенсивному износу этих зубьев, ухудшению качества резьбы, точности, а также стойкости инструмента.

С точки зрения технологичности конструкция такого метчика нетехнологична в изготовлении, поскольку требует большого набора шлифовальных кругов, количество которых равно количеству зубьев заборного конуса плюс один калибрующий зуб, отличающихся друг от друга толщиной, соизмеримой с точностью правки шлифовального круга и точностью базирования инструмента.

Известен выбранный в качестве ближайшего аналога метчик, имеющий рабочую часть с заборной и калибрующей частями, при этом боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен, а их внутренние диаметры расположены на конусе, обратном конусу заборной части (см. RU 93032134, B 23 G 5/06, 1995).

Задачей настоящего изобретения является повышение стойкости метчика и качества обрабатываемой резьбы.

Поставленная задача решается тем, что у метчика, имеющего рабочую часть с заборной и калибрующей частями, боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен, а их внутренние диаметры расположены на конусе, обратном конусу заборной части. При этом на рабочей части выполнена направляющая часть, а боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен с обоих сторон.

Поставленная задача может также решаться тем, что боковой профиль зубьев остальных витков калибрующей части занижен с обоих сторон, при этом внутренние диаметры упомянутых зубьев расположены на цилиндре, диаметр которого равен внутреннему диаметру одного из витков заборной части или первого витка калибрующей части.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого метчика.

Метчик состоит из рабочей части и хвостовика 1. Рабочая часть состоит из заборного конуса 2 с зубьями 3, калибрующей части 4 с зубьями 5, 6 и направляющей части 7 с зубьями 8. Зубья метчика 3, 5 на длине заборного конуса 2 и первого витка калибрующей части 4 выполнены с дополнительным углом α₁ по профилю, меньшим, чем угол профиля α нарезаемой резьбы /α>α₁/. Внутренний диаметр резьбы метчика с дополнительным углом на длине заборного конуса 2 и первого витка зубьев калибрующей части 4 лежит на обратном конусе с углом δ. Зубья 6 калибрующей части 4, примыкающие к зубьям 5 первого витка калибрующей части 4, а также зубья 8 направляющей частя 7, в свою очередь, также выполнены с дополнительным углом α₁ по профилю, причем резьба с дополнительным углом на этом участке лежит на цилиндре, имеет внутренний диаметр d₁, равный внутреннему диаметру d_1i одного из витков заборного конуса 2 или первого витка калибрующей части. Угол обратного конуса δ выбирается в зависимости от угла заборного конуса метчика ϕ и угла профиля зубьев.

При резьбонарезании за счет шлифования резьбы с дополнительным углом α₁ на профиле основной резьбы метчика на обратном конусе удаляются неработающие части зубьев, и так как трение этих частей об обрабатываемый материал отсутствует /отсутствует также трение удаленных участков зубьев цилиндрической части/, это уменьшает момент трения, температуру резания, увеличивает объем стружечных канавок, устраняет защемление зубьев метчика во впадинах резьбы и способствует лучшему проникновению смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания.

Метчик работает следующим образом.

Зубья 3 заборного конуса 2 метчика и зубья 5 первого витка калибрующей части 4 последовательно формируют профиль резьбы при резьбонарезании. Так как неработающие частя зубьев сошлифованы /удалены/, уменьшается трение скольжения при работе, следовательно, уменьшается крутящий момент, снижается температура резания, повышается виброустойчивость, стойкость инструмента, качество резьбы.

Испытания метчиков показывают повышение стойкости метчика более 3...7 раз, повышается качество резьбы.

Изобретение относится к области металлообработки, нарезанию резьб. Метчик имеет рабочую часть с заборной и калибрующей частями, при этом боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен, а их внутренние диаметры расположены на конусе, обратном конусу заборной части. Для повышения стойкости метчика и качества нарезаемой резьбы на рабочей части выполнена направляющая часть, а боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен с обоих сторон. Боковой профиль зубьев остальных витков калибрующей части может быть занижен с обоих сторон. При этом внутренние диаметры упомянутых зубьев расположены на цилиндре, диаметр которого равен внутреннему диаметру одного из витков заборной части или первого витка калибрующей части. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Метчик, имеющий рабочую часть с заборной и калибрующей частями, при этом боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен, а их внутренние диаметры расположены на конусе, обратном конусу заборной части, отличающийся тем, что на рабочей части выполнена направляющая часть, а боковой профиль зубьев заборной части и первого витка калибрующей части занижен с обоих сторон.2. Метчик по п.1, отличающийся тем, что боковой профиль зубьев остальных витков калибрующей части занижен с обоих сторон, при этом внутренние диаметры упомянутых зубьев расположены на цилиндре, диаметр которого равен внутреннему диаметру одного из витков заборной части или первого витка калибрующей части.