МЕТЧИК

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована для нарезания резьбы в стальных заготовках.
Известен метчик, содержащий хвостовик, калибрующую часть со стружечными канавками, переходящую в заборную часть, имеющую переднюю и заднюю поверхности и подрезанную угловым скосом, величина которого определяется по формуле (см. пат. РФ №2179095, B23G 5/06).
Недостатком известного метчика является его низкая стойкость в результате того, что выбранный расчетным путем профиль режущих зубьев заборной (режущей) части метчика приводит к возникновению на этом участке не только напряжений сжатия, но и напряжений изгиба. Наличие последних в метчике приводит к выкрашиванию режущей кромки зубьев метчика.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является метчик, содержащий сопряженные между собой заборный конус, калибрующую часть с продольными стружечными канавками и хвостовик, при этом фаски на зубьях участка заборного конуса, расположенного у рабочего торца выполнены под углом 45-60° к передней поверхности и на глубину, превышающую высоту профиля резьбы (см. авт.св. СССР №730503, B23G 5/06).
Недостатком известного метчика является его низкая стойкость, поскольку при заявленных значениях угла наклона фаски режущих зубьев участка заборного конуса метчика возникают напряжения сжатия и изгиба. Изгибающие напряжения, в свою очередь, вызывают выкрашивание режущей кромки зубьев, а, следовательно, стойкость метчика снижается.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости метчика.
Поставленная задача решается тем, что в известном метчике, содержащим сопряженные между собой заборный конус, калибрующую часть с продольными стружечными канавками и хвостовик, причем на зубьях заборного конуса под углом к его передней поверхности выполнены фаски на глубину, превышающую высоту профиля резьбы, согласно изменению, фаски выполнены под углом, определяемым по зависимости:
,
f
где: γ- передний угол заборной части метчика, град.;
в
G - предел прочности обрабатываемого материала, МПа;
0,23 - коэффициент, характеризующий группу обрабатываемых материалов.
Угол наклона фаски режущих зубьев заборного конуса, выполненный на глубину, превышающую высоту профиля резьбы и определяемый по заявляемой зависимости позволяет уменьшить величину напряжений изгиба в режущей части метчика, предотвращая выкрашивание режущей кромки и повышая стойкость зубьев, а следовательно, и стойкость метчика.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1 - схематично изображен метчик;
на фиг.2 вид А на фиг.1;
на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1.
f
f
Метчик состоит из заборного конуса 1 (фиг.1), калибрующей части 2, хвостовика 3 и продольных стружечных канавок 4. На зубьях 5 (фиг.3) заборного конуса 1 выполнены фаски 6 под углом γ к передней поверхности 7 (фиг.2, 3). При этом величина угла γ зависит от прочности материала изделия, на котором нарезается резьба, и определяется по заявляемой зависимости.
Работает метчик следующим образом.
Первоначально метчику сообщают вращательно-поступательное движение. Под воздействием поступательного движения происходит контакт
f
метчика с заготовкой (на рис. не показано) и последующим внедрением заборного конуса 1 (фиг.1) в тело заготовки. Затем поступательное движение метчика прекращают и он путем самозатягивания внедряется полностью в тело заготовки. При этом угол наклона γ фаски 6 режущих зубьев 5 (фиг.3) заборного конуса 1, выполненный в соответствии с заявляемой зависимостью, обеспечивает качественное нарезание резьбы в заготовке за счет того, что режущие зубья 5 находясь в сложном напряженном состоянии формируют в заборной (режущей) части метчика напряжения сжатия, что способствует уменьшению склонности к выкрашиваю режущей кромки и повышению прочности зубьев.
Одновременно с этим происходит значительное снижение напряжений изгиба, что предотвращает разрушение режущей кромки зубьев метчика.
Для обоснования причинно-следственной связи отличительного признака формулы полезной модели с достижением технического результата, были проведены лабораторные испытания.
В лабораторных условиях затачивали и испытывали конструкцию метчика с учетом обрабатываемого материала и его прочностных характеристик. Причем величина угла заточки фаски режущих зубьев была различной для каждого опыта и определялась по заявляемой зависимости. Испытывали два лабораторных образца метчика заявляемой конструкции (опыт 1-2) и образец метчика, взятый за прототип (опыт 3-4). Затем в лабораторных условиях метчиками нарезались гайки М22 из марок стали 40Х и стали 30 и определяли количество нарезанных гаек при удовлетворительном качестве нарезания резьбы.
Характеристика обрабатываемого материала и результаты испытаний приведены в таблице 1.
Полученные результаты испытаний позволяют сделать вывод о том, что стойкость заявляемой конструкции метчика в зависимости от прочностных свойств обрабатываемого материала в 1,71-2,12 раз выше
стойкости метчика взятого за прототип.
Таблица 1
№опыта
Материал обрабатываемого изделия
Предел прочности обрабатываемого материала, МПа
Угол заточки фаски, °
Количество гаек нарезанных метчиком, при удовлетворит. качестве резьбы, шт
№1
Сталь 40Х
900
13°
85
№2
Сталь 30
500
10°
96
№3 (прототип)
Сталь 40Х
900
45°
40
№4 (прототип)
Сталь 30
500
45°
56