Способы установки резьбового резца.

Способы установки резьбового резца. Проектирование резьбовых резцов

У чистовых резьбовых резцов передний угол γ часто равняется нулю, и его передняя поверхность совмещается с осевой плоскостью детали, в этом случае форма режущей кромки резца будет тождественна профилю впадины нарезаемой резьбы в осевом сечении.

Однако у твердосплавных резьбовых резцов угол при вершине ε делается меньше угла профиля резьбы на 30’ - 1°, это объясняется тем, что при скоростном нарезании резьбы на практике наблюдается некоторое разрушение её профиля (из-за нароста, вибрации, температурных изменений).

Задний угол на вершине резцов α=8°÷15°.

Задние углы на боковых кромках в статическом положении можно определить

.

Однако в процессе нарезания резьбы углы на боковых кромках изменяются в связи с тем, что обрабатываемая поверхность является винтовой. На кромке находящейся впереди по ходц резца задний угол α₁ уменьшается на угол τ до α_1Д, а на другой боковой кромке α₂ увеличивается на угол τ до α_2Д (τ – угол подъёма нарезаемой резьбы).

 

У треугольных резьб уклон профиля 55°÷60°. Углы подъёма τ не большие (τ=3°÷4°) и на практике их влияние обычно не учитывают, т.е. делают резцы с одинаковыми задними углами α₁ и α₂ (8°÷10°).

Для многозаходных и трапециидальной резьб угол τ уже большой и его надо учитывать при назначении задних углов резца.

При нарезании резьбы установка передней поверхности резца параллельно оси (γ=0° в статическом положении) даёт возможность получить точный профиль резьбы, однако в процессе обработки действительные передние углы γ₁ и γ₂ изменяются на угол τ – это приводит к ухудшению условий резания на режущей кромки с передним углом γ₂, а при очень больших τ, так же к ослаблению режущей кромки с положительным передним углом γ₁, поэтому данный способ установки применяется (схема а), только при чистовом нарезании с небольшим сечением стружки.

Установка передней поверхности перпендикулярно витку фрезы (схема б) создаёт благоприятные и равные условия резания на обеих сторонах профиля , но для обеспечения точного прямолинейного профиля резьбы режущей кромке необходимо предать криволинейную форму, что усложняет проектирование и его изготовление, поэтому такая схема применяется только при черновом нарезании.

Чаще всего применяют установку резцов расположение передней поверхности параллельно оси детали, но с равными действительными задними углами , т.е. при проектировании и изготовлении резца учитывается конкретный угол τ подъема нарезаемой резьбы .

Задние углы у резьбовых резцов с угловым профилем резьбы (треугольный, трапециидальный) имеют переменные значения вдоль режущей кромки, из-за зависимости угла τ от диаметра, на котором находится рассматриваемая точка.

Из построения видно, что при неизменном шаге Р, с увеличением диаметра от внутреннего d_ВН до наружного d угол τ уменьшается.

14. Комплекты метчиков. Схемы вырезания профиля резьбы при комплектном изготовлении метчиков.

Основными расчетными параметрами режущей части метчика является:

- длина l₁ от торца до начала калибрующей части (длина режущей части, длина заборного конуса);

- угол заборного конуса φ;

Эти параметры связаны между собой зависимостью: ,где d – наружный диаметр метчика; d_т – диаметр по торцу.

Диаметр по торцу и фаска обеспечивают плавный вход метчика в отверстие, поэтому должна соблюдаться зависимость: , где D₁ – диаметр отверстия под резьбу.

Длина L₁ режущей части в основном задается в зависимости от вида отверстия (сквозное, глухое), типа метчика (машинный, гаечный и т.д.) и номер метчика в комплекте.

Конструкция и работоспособность комплектных метчиков зависит от схемы распределения нагрузки между ними.

По первой схеме (а) припуск предусмотрен по наружному и среднему диаметрам, резание по всему профилю резьбы каждый последующий метчик защищает резьбу по сторонам, поэтому предварительные метчики не нуждаются в точном исполнении, как чистовой.

Чистовой метчик снимает металл по всей длине профиля резьбы, что приводит при сравнительно не большой длине заборной части значительным толщинам среза и способствует повышению интенсивности износа инструмента. Эта схема (а) получила наибольшее распространение для метрических резьб.

Схема (б) предусматривает сохранение неизменным среднего диаметра резьбы, по этой схеме припуск между метчиками распределяется только за счёт понижения наружного диаметра резьбы. Преимущества этой схемы заключается в разгрузке чистового метчика, она применяется при обработке трапециидальных резьб, имеющих довольно широкие допуски, также при обработке высокопрочных и жаропрочных материалов.

В случаях нарезания резьбы с жёсткими (маленькими) допусками можно рекомендовать комбинированную схему (в), при которой черновой и промежуточный метчики имеют припуск только по наружному диаметру, а чистовой метчик калибрует резьбу по всему диаметру.

При нарезании трапециидальных резьб важно обеспечить самозатягивание метчика в начальный период его работы.

На схеме (г) одна из возможных комбинированных схем резания для комплектных метчиков для обработке крупных резьб, которая реализуется с помощью чернового комбинированного метчика.

 

В соответствии со схемой (г) наружный диаметр первого метчика близок к среднему диаметру нарезаемой резьбы и он снабжён двойной заборной частью, первая – нарезает двухзаходную резьбу (слой 1), а второй – заборной частью срезает лишнюю нитку резьбы (слой 2) и создаётся впадина с припуском на последующую обработку. Данная схема обеспечивает лучшие условия для самозатягивания за счёт уменьшения ширины вершинной режущей кромки. Второй и третий метчики комплекта имеют обычные конструктивные выполнения рабочей части и срезают соответственно слои 3 и 4.

Количество метчиков в комплекте зависит от размеров профиля нарезаемой резьбы и свойств обрабатываемого материала.

15. Конструктивное оформление режущей части комплектных метчиков.

Длина l₁ и угол заборного конуса φ определяется количеством шагов Р и наружным диаметром d для каждого метчика комплекта: у первого метчика , у второго , у третьего . Диаметр по торцу d_Т и внутренний диаметр d₁ одинаковы для всех метчиков комплекта.

Поперечное сечение метчика зависит от числа перьев (стружечных канавок), наружного диаметра метчика, материала заготовки, условия работы (без вывинчивания, с вывинчиванием), способа подачи СОЖ.

Число канавок назначается от 2 до 6, при изменении наружного диаметра d от 2 до 52 мм.

Форма поперечного сечения канавки в общем случае должна обеспечивать:

- достаточное пространство для размещения стружки;

- достаточную прочность зуба и метчика в целом;

- оптимальные геометрические параметры;

- отсутствие среза стружки при выворачивании.

Основные параметры профиля канавки являются:

- передний угол γ; - диаметр сердцевины d_сер; - радиус у основания зуба R; - радиус по спинке зуба r; - ширина пера F; - угол не рабочей кромки μ.

Для стандартных метчиков сечение стружечной канавки на всём протяжении рабочей части остаётся постоянным или несколько уменьшается к хвостовику.

Передний угол γ выбирается в зависимости от обрабатываемого материала.

В зависимости от числа перьев назначают диаметр сердцевины и ширину пера F:

z=3 F=0,3d; d_сер=(0,35÷0,4)d

z=4 F=0,2d; d_сер=(0,4÷0,5)d

z=6 F=0,16d; d_сер=(0,5÷0,55)d

Угол не рабочей кромки μ=80 º ÷85º, что позволяет при вывинчивании метчиков из отверстия срезать корки стружек и устранять возможность заклинивания.

Хвостовик метчика может иметь для передачи крутящего момента – квадрат (для ручных метчиков) или лыски (для машинных метчиков).

Диаметр хвостовика , для диапазона диаметров от 7 до 52 мм. При таком соотношении метчик свободно проходит через обработанное отверстие. Для метчиков меньшего диаметра от 2 до 7 мм , что уменьшает количество.

Метчики меньшие или равные М10 не затылуют.

Гаечные метчики затылуют на 2/3 ширины пера, в остальных случаях затылуют по всей ширине пера.