ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ МЕТЧИК

Двужступенчатый метчик
Полезная модель относится к машиностроению и, в частности, к технологии механической обработки внутренних резьб метчиками.
Для повышения точности резьбы используются комплекты, состоящие из двух-трех метчиков, а при обработке на станках применяются многоступенчатые метчики. Двухступенчатые, в частности, имеют на каждой ступени заборную, калибрующую часть, вынолненные с размерами как у метчиков двухштучного комплекта (Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы: Справочник. - М.: Мшпиностроение, 19S9. - 192 с.). Однако, на данных метчиках не скомпенсирована нагрузка по ступеням.
В связи с этим, такие метчики отличаются пониженной надежностью, обусловленной появлением ломающего крутящего момента на наиболее нагруженной ступени, особенно в труднообрабатываемых материалах. Кроме того, нарезанная резьба имеет сравнительно низкую точность по шагу.
Для устранения первого недостатка разработана конструкция метчика (а.с. 217180 Многоступенчатый метчик, заявлено 22.05.1967), отличающаяся тем, что средний диаметр, длина и угол заборного конуса
МПК в 23 G 5/06
У ступеней выполнены одинаковымн. Это приводит к обеспечению равномерной нагрузки на ступенях и повышению их надежности.
Однако, осевая сила у таких нетчиков остается нескеомпепсировапной, что ведет к появлепию низкой точности но шагу получаемой резьбы. Такая копструкция повлечет еще большее снижение точности при н езании резьб упорпого профиля.
Существующие конструкпии метчиков удовлетворяли требованиям точности резьбовых изделий. Современный уровень развития машиностроения потребовал получепие особоточных резьбовых поверхностей. В частности, изготавливается деталь типа «Разрезная втулка, у которой внутренняя резьбовая поверхность имеет допустимую накопленную погрешность по шагу 0,01мм на длине свинчивания 400мм. В связи с тем, что одностуненчатые метчики соответствовали требованиям промышленности, двухступенчатые метчики в последнее время не разрабатывались. Для новых условий возникла необходимость разработки таких метчиков.
Полезная модель решает задачу получения высокоточных по шагу упорных резьб путем компенсапии осевой составляющей силы резания на метчике.
Это достигается тем, что в двухступенчатом метчике, включающем первую и вторую резьбовые ступепи, расположенные последовательно на одном жестком стержне, с ршным выполнением щага
и наружного диаметра обеих стунвней, резьбовой нрофиль на нервой стунени выполнен трапецеидальным, а на второй ступени - упорным, при этом начало резьбового профиля второй ступени смещено относительно начала профиля первой ступепи на величину АР, опреденную из выражения:
iJlHfea,+Н(с-а),(. + )
HiMiri
где Н - высота резьбового профиля;
ki, k2 - коэффициенты, определяемые на основании расчетов методом конечных элементов;
oCi, оСз - углы наклона соответственно левой и правой боковой
стороны упорного нрофиля резьбы;
Од - половина угла профиля тпрапецеидального профиля резьбы;
а- основание трапецеидального профиля резьбы; с - площадка на н ужном диаметре упорпого профиля резьбы; Рос - осевая состшляющая силы резания на первой ступени, определяемая на основании расчетов методом конечных элементов.
Величина смещения резьбового профиля выводится следующим образом (фиг. 4): где X - конструктивный параметр.
AP  Htgai + X ,
Данный нараметр определяется исходя из соотношения нлощадей (Fi, F2), срезаемых второй ступенью метчика на левой и правой частей профиля, атак же с учетом осевой составляющей силы резания на нервой ступени:
Исходя из последней формулы получаем:
|-НШ5,+Н(с-а-Х)+|нШг«з-у 2 1 HHtgaj + HX+iHHt as
,1н hga, + Н ( - а)+ 1н  - У - ,(iH h&a, + 1н fgtf ,)
Таким образом, величина смещения начала резьбового профиля второй ступени относительно начала профиля первой ступени составляет:
+ Н(с- «z)+ tga - 1 - , + tga
н(.,..)
Применение разных профилей на нервой и второй ступенях позволяет обеспечить за счет перераспределения припуска такое направление осевой составляющей силы резания на второй ступени, что она противоположна осевой составляющей силы резания на первой ступени. Таким образом, решается качественно задача компенсации осевой составляющей силы резания.
.Р
р  р +
2
Н (, + ,)
Обычно, двухступенчатые метчики имеют единую винтовую линию для первой и второй ступени. Применение смещения винтовой линии второй ступени относительно винтовой линии первой ступеии позволяет получить такой припуск па зубьях второй ступени, что осевая составляющая силы резания этой ступени будет равна осевой составляющей силы резания первой ступени. Таким образом, это позволяет количественно рещить задачу компенсации осевой силы резания.
Сущность заявляемой модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид метчика, на фиг. 2 - трапецеидальный профиль первой ступени, на фиг. 3 - упорный профиль второй ступепи, па фиг. 4 схема вырезания резьбы в заготовке.
Метчик состоит из первой 1 и второй 2 резьбовых ступепей, расположенных последовательно. На первой ступени выполнен трапецеидальный профиль 3, а на второй - упорный 4.
Метчик работает следующим образом: метчик подводится к обрабатываемой детали, далее производится обработка первой ступенью метчика, которая нарезает на детали трапецеидальный профиль, далее по направляющей производится обработка второй ступенью метчика с получепием упорного профиля.
При н езании внутренней резьбы в разрезных деталях так же выполняется компенсация осевой силы резания. Кроме этого, с целью снижения радиальной деформации при обработке указанных деталей
второй ступенью расстояние L между ступенями выполняется такое, что превышает максимальное расстояние между технологическими кольцами или местом закрепления детали в патроне и технологическим кольцом. Снижение радиальной деформации при обработке второй ступенью позволяет дополнительно повысить точность нарезаемой резьбы.
Двухстуненчатый метчик применялся для нарезания упорной резьбы Уп 24x3 в детали типа Разрезная втулка.
Такой метчик помимо получения высокоточной резьбы по шагу так же обеспечивает нарезание резьбы в деталях с неременной радиальной жесткостью.
б