РЕЖУЩЕ-ВЫДАВЛИВАЮЩИЙ МЕТЧИК

Полезная модель относится к инструментам для изготовления резьбы, в частности, к метчикам для изготовления внутренней резьбы резанием и без снятия стружки.
Изготовление точной внутренней резьбы осуществляется метчиками различных специальных конструкций (Матвеев В.В. Нарезание точных резьб. М.: Машиностроение, 1968. 116 с.) и бесстружечными метчиками (Меньшаков В.М., Урлапов Г.П., Середа B.C. Бесстружечные метчики. М.: Машиностроение, 1976. 167 с.). Режущие метчики имеют сложную конструкцию с ведущими перьями, бочкообразным зубом и не всегда обеспечивают необходимую надежность в работе и качество получаемой резьбы. Бесстружечные (выдавливающие) метчики, работающие методом пластического деформирования без снятия стружки, обеспечивают высокое качество резьбы, но имеют ограниченное применение по размерам обрабатываемой резьбы (шагу) и обрабатываемым материалам, которые должны обладать достаточной пластичностью (как правило, цветные сплавы, конструкционные и низколегированные стали).
Известен режуще-выдавливающий метчик (А.С. 952490 МПК B23G 5/06), содержащий рабочую часть, в виде заборной и калибрующей частей, выполненный в поперечном сечении в форме правильного овального многоугольника с расположением полного профиля резьбы только по вершинам рабочих выступов. При этом на рабочей части одновременно расположены режущие зубья и выдавливающие гребни. Предварительное вырезание металла осуществляется с его последующим пластическим деформированием. В этом случае становится возможным обрабатывать резьбы большого шага, а также малопластичные материалы с высоким качеством получаемой резьбы.
Однако надежность работы таких инструментов снижена, во-первых, из-за возможности попадания стружки с режущей части на выдавливающую и, во-вторых, из-за неточного направления режущей части в начале работы метчика.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является метчик (А.С. 213547 МПК В23G 5/06, 7/02), содержащий заборный конус, калибрующую часть с резьбой полного профиля и хвостовик. Особенность описанного устройства состоит в том, что на заборном конусе выполнены стружечные канавки переменного сечения, в результате чего первая часть заборного конуса вырезает металл из впадин изготавливаемой резьбы, а вторая - пластически деформирует оставшийся металл по заданному профилю и размерам.
Недостаток известного устройства заключается в том, что при работе метчика возможно попадание стружки, образующейся на режущей части заборного конуса, на выдавливающую часть заборного конуса и калибрующую часть инструмента. Это снижает качество получаемой резьбы, увеличивает усилие деформирования и снижает надежность работы инструмента. Другой недостаток известного устройства связан с разбивкой резьбы режущей частью, при которой соответствующие размеры резьбы получаются больше размеров метчика вследствие неточного направления метчика в начальный момент работы (до входа в работу выдавливающей части).
Задачей заявляемой полезной модели было повышение надежности работы инструмента и качества изготавливаемой им резьбы.
Поставленная задача решается тем, что режуще-выдавливающий метчик, содержащий хвостовик и рабочую часть, выполненную в виде заборной и калибрующей частей, снабженную деформирующими выступами и имеющую резьбу полного профиля по периметру многогранного поперечного сечения, при этом заборная часть снабжена стружечными канавками переменного профиля по числу граней, согласно заявляемому техническому решению, стружечные канавки расположены под углом к плоскости, проходящей через ось метчика и ряд деформирующих выступов, и смещены относительно деформирующих выступов.
a
Длина l режущей части заборного конуса определяется соотношением угла ω наклона стружечных канавок и угла α поворота в поперечном сечении из соотношения:
где d - диаметр торца метчика, мм;
α - угол поворота стружечных канавок относительно деформирующих выступов в поперечном сечении, градус;
ω - угол наклона стружечных канавок относительно осевой плоскости метчика, градус.
Технический результат применения заявляемого устройства заключается в повышении надежности работы инструмента за счет снижения вероятности попадания стружки с режущей части на выдавливающую и в повышении качества изготавливаемой резьбы за счет уменьшения влияния разбивки резьбы на окончательные размеры резьбы, так как режущая часть имеет заниженные размеры по сравнению с выдавливающей.
Заявляемое устройство поясняется чертежами: фиг.1 - конструкция режуще-выдавливающего метчика, основной вид, поперечные сечения, фиг.2 - сечение рабочей части метчика (продольное сечение), фиг.3 - схема формообразования (продольное сечение одного витка резьбы).
d
с
b
Режуще-выдавливающий метчик содержит рабочую часть 1, включающую заборную 2 и калибрующую 3 части, и хвостовик 4 (фиг.1). Рабочая часть 1 снабжена деформирующими выступами 5 по числу граней метчика. На чертеже показан четырехгранный метчик, имеющий соответственно четыре деформирующих выступа 5 в поперечном сечении. Рабочая часть 1 длиной l выполнена с резьбой полного профиля по периметру многогранного сечения: конической с углом φ - на заборной части 2 длиной l и цилиндрической - на калибрующей части 3. На длине l заборная часть 2 имеет стружечные канавки 6 переменного профиля по числу граней рабочей части 1, расположенные под углом ω к плоскости, проходящей через ось метчика и ряд деформирующих выступов 5. Стружечные канавки 6 смещены относительно деформирующих выступов 5 на угловую величину α в поперечном сечении (фиг.1, сечение А-А). Режущая часть начинается с торца метчика и заканчивается в месте пересечения стружечной канавки с рядом деформирующих выступов. Остальной участок заборной части является выдавливающим.
b
a
a
Стружечные канавки 6 выполнены длиной l, равной или большей длины l режущей части заборной части 2 метчика. Длина l режущей части заборной части 2 (фиг.2) определяется соотношением угла ω наклона стружечных канавок 6 и угла поворота α в поперечном сечении по зависимости:
где d - диаметр торца метчика, мм;
α - угол поворота стружечных канавок относительно выдавливающих гребней в поперечном сечении, градус;
ω - угол наклона стружечных канавок относительно оси метчика, градус.
b
a
При работе предложенного режуще-выдавливающего метчика стружку отводят вперед за счет наклонного расположения стружечных канавок 6, предохраняя от попадания на выдавливающую часть. Если длину l стружечных канавок 6 выполняют больше длины l режущей части, то создается дополнительное пространство для размещения стружки, что также благоприятно влияет на надежность работы метчика.
Расположение стружечных канавок 6 под углом ω к осевой плоскости метчика и их смещение относительно деформирующих выступов 5 приводит к изменению схемы образования резьбы (фиг.3). Режущая часть заборного конуса метчика срезает переменные слои металла площади Sp - вначале большей толщины, а затем - меньшей. Выдавливающая часть пластически деформирует слои металла площади Sв по контуру резьбы одинаковой толщины.
Резьбовой профиль на режущей части выполняют заниженным по сравнению с деформирующими выступами 5. В результате, возможная в начале работы разбивка резьбы, при которой соответствующие размеры резьбы получают больше размеров метчика, не приводит к снижению качества изготавливаемой резьбы, так как выдавливающая часть заборного конуса исправляет эту неточность. Затем при входе в работу выдавливающей части метчику сообщают точное направление и окончательно формируют размеры резьбы.
Таким образом, режуще-выдавливающий метчик обеспечивает надежную работу и высокое качество изготавливаемой резьбы.