МЕТЧИК

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к конструкциям метчиков и может быть использована для нарезания резьбы в высокопрочных полимерных композиционных материалах.
Известен метчик, содержащий хвостовик, калибрующую и режущую части с полным резьбовым профилем (Суворов А.А. и др. Металлорежущие инструменты. - М.: Машиностроение, 1979, с.45).
Недостатком описанного метчика является низкая стойкость при обработке высокопрочных полимерных композиционных материалов, обусловленная невозможностью изменения конструктивно-геометрических параметров режущей части метчика, что приводит к снижению периода стойкости метчика.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях, содержащий хвостовик, калибрующую часть и режущую часть, которая со стороны торца метчика, включая заборный конус, имеет две перпендикулярные щелевидные прорези глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей части, и шириной, равной 0,1-0,5 мм, при этом меньшее значение соответствует метчикам малого диаметра (Патент РФ №2138373, МПК B23G 5/06, опубл.1999).
Недостатками описанного метчика являются малый период стойкости и низкое качество резьбы при обработке высокопрочных полимерных композиционных материалов вследствие уменьшения угла наклона заборного конуса из-за изменения динамической жесткости в процессе нарезания резьбы и разворота лепестков режущей части и обусловлено такими особенностями процесса нарезания, как физико-механические свойства, величины крутящего момента, жесткость метчика. При этом радиус округления режущих кромок становится соизмеримым с толщиной среза, что приводит к увеличению интенсивности износа метчика и ухудшению качества обрабатываемой поверхности, образованию прижогов, увеличению температуры в зоне резания вследствие увеличения площадок контакта режущих кромок и обрабатываемого материала.
Предлагаемой полезной моделью решается задача увеличения периода стойкости метчика и повышения качества резьбы.
Для получения данного технического результата в метчике, содержащем хвостовик, калибрующую часть и режущую часть, которая со стороны торца метчика, включая заборный конус, имеет две перпендикулярные щелевидные прорези глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей части, и шириной, равной 0,1-0,5 мм, в режущей части со стороны торца метчика выполнено резьбовое отверстие конической формы глубиной, равной глубине щелевидных прорезей, и диаметром, равным 0,3-0,5 меньшего диаметра заборного конуса режущей части метчика, для размещения винта, форма которого повторяет форму резьбового отверстия.
Увеличение периода стойкости метчика и повышение качества резьбы вследствие возможности осуществления изменения угла наклона заборного конуса достигается тем, что в режущей части со стороны торца метчика выполнено резьбовое отверстие конической формы глубиной, равной глубине щелевидных прорезей, и диаметром, равным 0,3-0,5 меньшего диаметра заборного конуса режущей части метчика, для размещения винта, форма которого повторяет форму резьбового отверстия.
При этом в процессе нарезания резьбы повышается жесткость метчика, не происходит разворот лепестков режущей части и дальнейшее изменение угла наклона заборного конуса режущей части метчика. Следовательно, за счет выбора оптимальной величины угла наклона заборного конуса режущей части метчика, соответствующего величине припуска, срезаемого единичным зубом, и оптимального распределения работы резания по длине метчика увеличивается период стойкости инструмента и повышается качество резьбы.
Количество оборотов винта в резьбовом отверстии режущей части метчика, соответствующих требуемому углу наклона заборного конуса режущей части метчика для конкретного высокопрочного полимерного композиционного материала, определяется аналитическим путем и выражается соотношением:
(1)
где n - количество оборотов винта;
Lзк - длина заборного конуса режущей части метчика;
р - шаг резьбы;
φ- угол наклона заборного конуса режущей части метчика;
dкч - диаметр калибрующей части метчика;
α - угол наклона резьбового отверстия режущей части метчика;
l - разница между наименьшим радиусом заборного конуса режущей части метчика и наибольшим радиусом резьбового отверстия режущей части метчика;
1
d - наименьший диаметр винта.
Выполнение в режущей части со стороны торца метчика резьбового отверстия конической формы глубиной, равной глубине щелевидных прорезей, а именно, 0,3-0,6 режущей части, является целесообразным, так как при глубине резьбового отверстия менее 0,3 длины режущей части при повороте винта не происходит существенного изменения угла наклона заборного конуса режущей части метчика вследствие значительной жесткости метчика. При выполнении резьбового отверстия конического формы глубиной более 0,6 длины режущей части увеличивается вероятность поломки метчика при нарезании резьбы вследствие снижения жесткости. Диаметр резьбового отверстия конической формы, равный 0,3-0,5 меньшего диаметра заборного конуса режущей части метчика, является оптимальным, так как выполнение резьбового отверстия диаметром менее 0,3 меньшего диаметра заборного конуса режущей части метчика не позволит изменять угол заборного конуса режущей части метчика вследствие значительной жесткости режущей части метчика, выполнение резьбового отверстия диаметром более 0,5 меньшего диаметра заборного конуса режущей части метчика увеличивает вероятность поломки метчика вследствие снижения его жесткости.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен метчик, общий вид; на фиг.2 изображено то же, вид А.
Метчик содержит хвостовик 1, калибрующую 2 часть и режущую 3 часть, которая со стороны торца метчика, включая заборный конус, имеет две перпендикулярные щелевидные прорези 4 глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей 3 части, и шириной, равной 0,1-0,5 мм. В режущей 3 части со стороны торца метчика выполнено резьбовое отверстие 5 конической формы глубиной, равной глубине щелевидных прорезей 4, и диаметром, равным 0,3-0,5 меньшего диаметра заборного конуса режущей 3 части метчика, для размещения винта 6, форма которого повторяет форму резьбового отверстия 5.
Метчик работает следующим образом.
Перед началом нарезания резьбы по нормативной литературе определяется величина угла наклона заборного конуса режущей 3 части метчика, рекомендуемая для обработки конкретной марки высокопрочного полимерного композиционного материала. Далее по соотношению (1) вычисляется количество оборотов винта 6, необходимых для получения требуемой величины угла наклона заборного конуса режущей 3 части метчика. После этого за счет поворота винта 6 в резьбовом отверстии 5 конической формы, на рассчитанное количество оборотов, обеспечивается изменение угла наклона заборного конуса режущей 3 части метчика, и, как следствие, изменение величины припуска, срезаемого единичным зубом, что за счет выбора оптимальных значений величины срезаемого слоя позволяет повысить стойкость метчика и качество резьбы. Далее хвостовик 1 закрепляется, например, в резьбонарезном патроне, установленном в шпинделе станка (на чертеже не показаны). При вхождении в отверстие под резьбу режущие зубья заборного конуса режущей 3 части метчика производят нарезание резьбы, в то время как режущие зубья калибрующей 2 части обеспечивают доводку профиля резьбы, центрирование и самоподачу инструмента.
Таким образом, применение предлагаемой полезной модели позволяет увеличить период стойкости метчика, повысить качество резьбы в высокопрочных полимерных композиционных материалах.