Метчик

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к нарезанию внутренних резьб. Метчик содержит перья и стружечные канавки. По меньшей мере одна стружечная канавка выполнена с угловым сдвигом, обеспечивающим увеличение ширины по меньшей мере одного пера. В результате обеспечивается повышение стойкости метчика и качества нарезаемой резьбы. 2 ил.

 

Изобретение относится к металлообработке, а именно к обработке внутренних резьб.

Известен метчик бесстружечный [Металлорежущие инструменты: Уч. для вузов. Сахаров Г.Н. и др., М.: Машиностроение, 1989. - 328 с. - стр.175, рис.3.9]. У таких метчиков вместо стружечных канавок рабочая часть в сечении имеет многогранник, на заборном конусе резьба шлифована на конус, затылование отсутствует. В процессе формирования резьбы происходит выдавливание по всему профилю. Поэтому такой метчик имеет ограниченное применение, а именно при обработке легкообрабатывающихся металлов и сплавов, характеризующихся коэффициентом относительного удлинения δ>10-12%.

Известны также метчики со стружечными канавками [там же, стр.174]. Стружечные канавки у них служат для размещения срезаемой стружки и выполняют с равномерным окружным шагом. Число канавок принимается равным 2-6 при изменении наружного диаметра I пределах 2-52 мм.

При обработке коррозионно-стойких сталей и сплавов и др. материалов, при резании которых образуется сливная стружка, стружка забивает канавки, смазочно-охлаждающая жидкость трудно поступает в зону резания, увеличивается крутящий момент резания, ухудшается качество резьбы, инструмент заклинивается и происходит его поломка. Увеличение объема стружечных канавок приведет к уменьшению диаметра сердцевины, следовательно, к уменьшению жесткости, снижению стойкости инструмента.

Целью заявляемого изобретения является повышение стойкости инструмента, качества обработанных поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что у метчика со стружечными канавками, хотя бы одна стружечная канавка выполнена с угловым сдвигом. Данное техническое решение отвечает критерию «новизны», поскольку у прототипа отсутствуют признаки, изложенные в отличительной части формулы изобретения. Авторам неизвестны другие технические решения, в том числе метчики, у которых хотя бы одна стружечная канавка выполнена с угловым сдвигом и перья имеют разные ширины. Поэтому можно сделать вывод, что предложенное решение отвечает критерию «существенные отличия».

На фиг.1 показана форма затылования зубьев стандартного метчика с тремя перьями.

Метчик содержит три стружечные канавки I, II, III, соответственно три пера I_n, II_n, III_n. У стандартного метчика задний угол получают затылованием задней поверхности по архимедовой спирали AE. Величина затылования EL определяется по известной формуле:

$$EL=\frac{\pi d}{z}tg\alpha ,(1)$$

где d - диаметр метчика, α - величина заднего угла заточки, z - число перьев.

На фиг.2 показано поперечное сечение предлагаемого метчика с тремя перьями.

Одна стружечная канавка, в нашем случае I, выполнена с угловым сдвигом θ по часовой стрелке с сохранением диаметра сердцевины d_c. В таком случае объем стружечных канавок не меняется, ширина пера III_n увеличивается. Затылование зубьев по задней поверхности предлагаемого метчика производится как у обычного стандартного метчика.

Выполнение стружечной канавки I с угловым сдвигом θ по часовой стрелке приводит к смешению режущей кромки из точки A в точку C, что приводит к уменьшению толщины среза зубьями первого пера I на величину BC

$$BC=\frac{\pi d}{360}\theta tg\alpha (2)$$

Толщина среза зубьями третьего пера a_IIIn метчика определяется по известной формуле

$$a_{IIIn}=\frac{P}{z}tg\varphi (3)$$

где P - шаг резьбы, z - число перьев, соответственно, стружечных канавок, φ угол заборного конуса метчика.

Толщина срезаемого слоя зубьями первого пера In будет на величину BC меньше, чем a_IIIn, т.е.

$$a_{In}=a_{IIIn}-\frac{\pi d}{360}\theta tg\alpha =\frac{P}{z}tg\varphi -\frac{\pi d}{360}\theta tg\alpha (4)$$

Толщина срезаемого слоя зубьями второго пера II_n соответственно будет на величину BC больше, чем a_IIIn Т.е.

$$a_{IIn}=\frac{P}{z}tg\varphi +\frac{\pi d}{360}\theta tg\alpha (5)$$

Метчик работает следующим способом. В процессе резания зубья разных перьев работают с разными толщинами среза. Из-за неоднородности обрабатываемого материала, наличия в нем твердых и мягких включений, различной толщины среза разными зубьями в процессе обработки резьбы метчик будет совершать вынужденные крутильные колебания. Так как сила трения уменьшается с увеличением скорости, эти колебания будут способствовать уменьшению трения в зоне резания, облегчается подача в нее смазочно-охлаждающей жидкости, облегчается формирование и удаление стружки (образуется элементная стружка), устраняется налипание ее на режущие кромки. Все это значительно снижает момент трения и, соответственно, величину крутящего момента. В результате улучшается качество обработанных поверхностей, повышается стойкость инструмента. Кроме того, образование элементной стружки дает возможность несколько уменьшить объем стружечных канавок за счет увеличения величины диаметра сердцевины d_c. Это повысит жесткость инструмента, соответственно, стойкость инструмента и качество резьбы.

Литература

Металлорежущие инструменты: Уч. для вузов. Сахаров Г.Н. и др., М.: Машиностроение, 1989. - 328 c. - стр.175, рис.3.9.

Метчик для обработки внутренних резьб, содержащий перья и стружечные канавки, отличающийся тем, что по меньшей мере одна стружечная канавка выполнена с угловым сдвигом, обеспечивающим увеличение ширины по меньшей мере одного пера.