Метчики гаечные с изогнутым хвостовиком. конструкция и размеры

5 Машинные метчики и особенности работы с ними на станочном оборудовании

Для формирования резьбы на токарных станках и автоматах используют метчик машинный, ГОСТ которого определяет назначение и конструкцию инструмента (некоторые ГОСТы представлены в конце статьи). Выпускают их поштучно (для формирования резьбы за 1 проход) или комплектами.

Первые обычно используют при обработке чугуна, а вторые – стали. Скорость нарезания машинным метчиком должна составлять 6–22 м/мин при работе с бронзовыми, алюминиевыми, чугунными заготовками и 5–12 м/мин – со стальными. Процесс нарезания должен обязательно сопровождаться охлаждением СОЖ.

При работе с машинными метчиками следует придерживаться дополнительных правил:

• При выборе сверла необходимо помнить, что при работе с метчиками-раскатниками для предварительного создания отверстий требуются инструменты других диаметров.
• При использовании станков с ЧПУ следует проверять скорость подачи инструмента, указанную в программе. Если установлен резьбонарезной патрон, то величина подачи метчика на 1 оборот должна иметь значение 95–97 % от шага, чтобы обеспечить самозатягивание инструмента.
• Следует по возможности пользоваться качественными патронами, имеющими компенсацию, ограничивающую крутящий момент. Такие патроны гарантируют правильное осевое перемещение инструмента и устанавливают его строго в отверстии. Это также предохранит метчик машинный от поломки, если он случайно столкнется с дном отверстия.
• Требуется следить за плавностью входа инструмента в отверстие – неравномерная, прерывистая подача, скорей всего, приведет к колоколообразной форме первых витков стружки (браку резьбы).

Применимость некоторых видов метчиков в зависимости от обрабатываемого материала:

Название метчика	ГОСТ	Обрабатываемый материал
1	2	3
Машинно-ручные метчики с прямыми канавками	ГОСТ 3266-71-71	Углеродистые стали общего назначения обычного качества и качественные низколегированные стали общего назначения, литейные и ковкие чугуны
Машинно-ручные метчики с винтовыми канавками	ГОСТ 17933-72
Машинно-ручные метчики с укороченными канавками	ГОСТ 17931-72
Гаечные метчики с прямым хвостовиком	ГОСТ 1604-71
Гаечные метчики с изогнутым хвостовиком	ГОСТ 6951-71
Машинно-ручные метчики с шахматным расположением зубьев	ГОСТ 17927-71	Нержавеющие и жаропрочные стали с сплавы
Гаечные метчики с шахматным расположением зубьев, с прямым хвостовиком	ГОСТ 17929-72
Машинно-ручные метчики с шахматным расположением зубьев	ГОСТ 17928-72	Легкие сплавы
Машинные метчики с винтовыми канавками	ГОСТ 17932-72
Машинные метчики с укороченными канавками	ГОСТ 17930-72

Разновидности и маркировка

Промышленные предприятия производят множество разновидностей гаечных метчиков, у которых свои конструктивные особенности и эксплуатационные возможности. Согласно конструкционным особенностям, выделяют следующие виды инструмента.

Стружечно-канавочный. Метчик имеет укороченную длину, другими словами его называют бесканавочным. Особенности его устройства способствуют нарезанию резьбы в предметах, сделанных из вязкой низкоуглеродистой стали, алюминиевого сплава или высокопрочной легированной стали.

По типу производимой резьбы гаечные метчики делятся на такие виды.

• Метрический. Таким инструментом нарезают метрический тип резьбы. В результате работы получаются элементы с формой треугольника. Маркировка таких деталей имеет букву «М». Чтобы подобрать метчик к определенному диаметру, специалисты советуют пользоваться определенной таблицей.
• Дюймовый инструмент характеризуется конической формой рабочей части. У этого метчика единица измерения диаметра – дюйм.
• Трубный. Инструмент данного вида может быть в форме цилиндра и конуса. Такого рода приспособления обычно применяют для формирования резьбы в трубах.

Производство удлиненных и других гаечных метчиков, которые функционируют на ручном или машинном управлении, регламентируется ГОСТ 3266-81. Изделия с изогнутым хвостовиком должны выпускать строго по специально выпущенному ГОСТу 6951-71. Маркировку приспособлений начинает тип и размер резьбы, например, М6, М8, М4, М5, М3, М2. После этих обозначений можно увидеть класс точности согласно ISO2 или DIN. Также в маркировке метчика может присутствовать марка материала.

Если на инструменте присутствует обозначение HSS, то это значит, что он изготовлен из закаленной стали. На хвостовом участке гаечного метчика можно увидеть информацию о сбеге резьбы, угле наклона канавок, шаге спиральных канавок, вращении канавок, группы применения, внутреннего охлаждения.

Метрическая резьба

Массово применяется с номинальным диаметром от 1 до 600 миллиметров, с шагом от 0,25 до 6 миллиметров. Профиль метрической резьбы- равносторонний треугольник (с углом при вершине 60 градусов и теоретической высотой профиля Н= 0,866..Р (шаг)).

Все параметры метрической резьбы измеряются в миллиметрах. При маркировке, метрическая резьба обозначается буквой М (metric) с числовым значением наружного диаметра прутка (цилиндра), на котором эта резьба нарезана.

Также может указываться мелкий шаг и обозначение (LH) для левой резьбы.

Геометрия резьб

В зависимости от предназначения и условий работы, геометрия резьб может быть:

• трапецеидальная (Tr) (ходовые винты, грузовые винты, винтовые пресса и т.д.);
• упорная (пилообразная) (артсистемы, нажимные винты прокатных станов и т.д.);
• круглая с радиусами при вершинах и впадинах (вентили, водопроводные краны и т.д.)
• дюймовая, великобританского стандарта (BSW) с углом при вершине 55 градусов и т.д.

Нарезание резьбы

Направление резьбы может быть левой или правой, наружной или внутренней.

При массовом изготовлении крепежных изделий используются автоматизированные линии, с минимальным участием человека.

Для изготовления мелкосерийных и уникальных крепежных элементов, резьба нарезается вручную, при помощи резьбонарезного инструмента.

При изготовлении наружной резьбы используют плашки (лерки) и клуппы, для реализации внутренней резьбы применяют метчики.

Процесс нарезания резьбы ускоряется и облегчается при использовании классического, универсального оборудования, то есть токарного станка.

Обычно, резьбонарезной инструмент изготовляют из быстрорежущей стали, твердых сплавов, но резьбу можно нарезать и высокоуглеродистыми инструментами, при соответствующей смазке и охлаждении.

Способы изготовления

• резанием (резцом на токарном станке);
• абразивная обработка;
• накатывание (пластическая деформация);
• выдавливание прессованием;
• литье;
• электрохимическая обработка и т.д.

Метчик ЗУБР «Эксперт» машинно-ручной, 4-28005-18-2.5

К числу самых универсальных способов нарезания резьбы относятся:

• нарезание наружных резьб плашками (лерками);
• нарезание внутренних резьб метчиками;
• нарезание внутренних и наружных резьб резцами и гребенками;
• нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками и т.д.

1 Метчики – основные виды инструмента для нарезки внутренних резьб

Метчиками называют специализированный металлорежущий инструмент, единственное назначение которого заключается в нарезании различных внутренних резьб диаметром до 50 мм в глухих и сквозных отверстиях. Изготавливают их из быстрорежущей стали (Р9, Р18, Р6М5) или инструментальной (9ХС, У11А, У12А), а иногда используют твердый сплав.

Метчик состоит из хвостовика и рабочей части, которая делится на режущую (конической формы) и калибрующую. Хвостовик предназначен для фиксации инструмента в воротке или патроне станочного оборудования. Он цилиндрической формы, а для установки в соответствующий приводной инструмент имеет квадрат на конце у ручных метчиков и поводок или лыску – у машинных.

Существуют следующие основные виды метчиков:

• Ручные – служат для нарезки резьб вручную.
• Машинные – предназначены для изготовления резьб машинным способом (на токарных станках). Отличаются от ручных особой геометрией, обеспечивающей возможность существенно ускорить процесс резания резьбы.
• Машинно-ручные – могут использоваться как для машинного, так и ручного нарезания.
• Гаечные – с удлиненным или изогнутым хвостовиком. Используются для нарезки резьб в гайках, их конструкция позволяет не выворачивать инструмент после завершения рабочей операции. С изогнутым хвостовиком применяют в гайконарезных автоматах.

По направлению формируемой резьбы все метчики делятся на:

• обычные – для правосторонней резьбы;
• специальные – для нарезки левосторонней резьбы, маркируются LH.

По геометрии резьбы:

• метрические – М;
• трубные, с резьбой:
  • цилиндрической дюймовой – G;
  • конической – K;
  • конической дюймовой – RC.

Стандартная для труб резьба – цилиндрическая (G 1″ – на дюйм, G 1/2″ – на полдюйма и другие по аналогии). У метрических метчиков для каждого диаметра несколько шагов резьбы (стандартный, мелкий, средний), увеличивающихся с возрастанием диаметра. В маркировке инструмента указывают диаметр и шаг (кроме стандартного). М10×0,75 (диаметр 10 мм, шаг 0,75 мм) или М10 (шаг 1,5 мм – основной).

Изготовляются метчики одинарными и в комплекте из 2 или 3 штук. Последние в основном используют при работе с деталями, которые изготовлены из вязких или твердых материалов. Первые номера в комплекте предназначены для черновой нарезки, а последний – для чистового прохода. Если комплект метчиков состоит из 2-х инструментов, то №1 прорезает резьбу на 75 %, а №2 снимает оставшиеся 25 % металла. Для трех – 60 %, 30 % и 10 % соответственно.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Чтобы резьба нарезалась без проблем, необходимо тщательно подготовить отверстие.

Сверло должно соответствовать материалу детали, быть правильно и хорошо заточено. Угол заточки должен быть не более 140°. Это позволяет избежать перегрева и невольной термообработки материала детали, приводящей к ухудшению качества резьбы.

Сверло должно быть тщательно закреплено, нужно исключить биение как сверла в патроне, так и самого патрона.

При высверливании глухих отверстий нужно тщательно контролировать глубину и обязательно дать припуск по глубине относительно заданной глубины нарезки — даже самый лучший метчик не нарежет резьбу до конца.

Потребуются следующие инструменты и принадлежности:

• Низкооборотный сверлильный станок. Использование ручных дрелей не рекомендуется.
• Подобранное по таблице сверло.
• Сверло большего диаметра (примерно в два раза) для зенковки.
• Набор метчиков с воротком.
• Тиски для закрепления детали.
• Керн и молоток.
• Минеральное масло для смазки метчика и отверстия во время работы.
• Протирочный материал.

Правила нарезания трубной резьбы в целом совпадают с вышеизложенными, лишь для нарезания больших диаметров используется специальная оснастка для более точной центровки

£

43

П

Н

TJ

■1

О

ft

ч

$

VI

н

л

£

I

43

15

50

50

60

50

50

50

N

n

ч

ъ

(л

Обоаначекие метчиков	При мени-	Обозначение метчиков	При* меня-	Номинальный диаметр резьбы d ш м-	Шаг резьбы Р	1	1	А	h	4	4	Я
емость	емость	дов		Круп-	Мел-	г
Правых		Левых	1	2	НЫЙ	кий
2642-0061		2642-0062				2,5		340	50	30	220	15,8	16,2	150	95
2642-0197		2642-0198					”300″			240	60	50
2642-0059		2642-0060					2,00	340 ’	40	К	220	16,5	16,9	ТбО	«95
2642-0201		2642-0202		20		****	300″	1о	240	60	50
‘2642-0057		2642-0058				1,50	340″		18	220	17,0	17J	150	i
2642-0203		2642-0204					300	ои	«ЙГ	60	И
‘ 2642-0055		2642-0056					1,00	340	90	12	220	17,5	18,4	150	Й
~ 2642-0205		‘ 2642-0206					300′		240	J0	*50
2642-0069 _		» 2642-0070				2,5		340	50	30	220	17,8	18,2	150	*95
2642-0207		2642-0208					420″			330	100	70
2642-0067		2642-0068					0 АЛ	*340 *	40	25	220	18,5	18,9	150	95
2642-0211		2642*0212			22		2,00	120′		330	100	70
2642-0065		2642-0066				1,50	340_”	30	18	220	19,0	19,7	150	95
2642-0213		2642-0214					‘420	330	100	Я
2642-0063		2642-0064					1 ЛЛ	‘340’	20	12	220	19,5	20,4	150
2642-0215		2642-0216				«»»■■*	1,UU	420	330	100	70
2642-0075		2642-0076				3,0		“340	60	36	220	19,0	19,4	150	95
2642-0217		2642-0218					420	330	Ш	70
2642-0073		2642-0074		24			2,00	340	40	25	220	20,0	20,9	и	й
2642-0221		2642-0222		■ч	■44	420	330	100	70
2642-0071		2642-0072					1,50	340	30	18	220	20,5	21,7	J50	Й
2642*0223		2642-0224
2642-0085		2642-0086					1,00	420	20	12	330	21,0	22,4	103	70
2642-0225		2642-0226			27	3,0		00	I	yuv	21,8	22,4
2642-0087		2642-0088			г*	2,00		40	25		23,0	23,9

п

1

V

t

1

о

п

н

s

VI Л

Ы

Обозначение метчиков	При* меня*	Обозначение метчиков	При мем-	Номинальный диаметр резьбы d зля пя*	Шаг резьбы Р	1		11		rfl	jjj	и
емость	ешь	дов		Круп-	Мел-	1	1	г
Правых		Левых	1	2	ный	кий
2642-0227		2642-0228			27		1,50	420	I	1	330	23,5	24,7	100	70
жоою		2642-0090			—	1,00	20	12	24,0	25,4
2642-0231		2642-0232				3,5			70	40		24,0	24,6
2642-0091		2642-0092				—	Л		60	36		24,8	25,4
2642-0233		2642-0234		30	—		2,0	420	40	25	330	26,0	26,9	100	70
2642-0093		2642*0094				—	1,5		30	18		26,5	27,7
2642-0235		2642-0236				—	1,0		20	12		27,0	28,4

Пример условного обозначения метчика номинальным диаметром резьбы (М2 мм, шагом Р=1,5 мм, длиной 1=250 мм, класс точности 3, правого:

Особенности технологии

Последовательность действий при прохождении внутренней резьбы при помощи метчика следующая:

• Разметить отверстие.
• Накернить его молотком и керном.
• Смазать деталь и сверло.
• Закрепить деталь в тисках или прижать ее к рабочему столу струбциной.
• Закрепить сверло в патроне станка, выставить самые малые обороты и начать сверление, после того, как головка сверла погрузится в металл, обороты можно добавлять.
• По окончании сверления убрать стружку и раззенковать отверстие.
• Смазать метчик №1 и деталь, выставить метчик строго по оси отверстия.
• Аккуратно начать первые витки нарезки резьбы метчиком. После каждого полного оборота делать пол-оборота в обратном направлении. Добавлять смазку каждые несколько оборотов.
• Если усилие на воротке резко возрастает, необходимо сдать назад, чтобы сбросить стружку.
• После прохождения №1, пройти отверстие №2 и №3 тем же способом.

Самая главная особенность при нарезании резьбы — это тщательность, аккуратность, отсутствие спешки и излишних прикладываемых усилий. Лучше потратить несколько секунд на лишние пол-оборота назад, чем часами возиться со сломанным и заклинившим метчиком, извлекать его с риском повредить деталь и потом заново оказаться перед тем же отверстием.

Назначение и принцип действия

Метчик предназначен для создания внутренней резьбы в тупиковых и сквозных отверстиях с определенными геометрическими параметрами, либо же прогонки уже существующих резьбовых ниток.

Резьбонарезной инструмент применяют для работ по алюминию, меди, латуни и подобных вязких металлов.

Для этих целей обычно используют набор из 3-х единиц.

При обработке стали с высокими показателями твердости, например, нержавейки, в отдельных случаях пускают в ход до 5 метчиков.

В продаже можно найти метчики для работ специально по литому чугуну и бронзе, причем в процессе работы они не требуют охлаждающей смазки.

Метчиками также обрабатывают твердые и мягкие пластики.

В процессе работы метчик закрепляют в метчикодержатель, представляющий собой вороток, а затем вставляют инструмент рабочей частью в нужное отверстие.

Резьба нарезается путем проворачивания инструмента вокруг своей оси.

Естественно, профиль полученной резьбы полностью соответствует особенностям витков метчика.

При работе с конкретным материалом подбирают инструмент подходящей прочности, иначе возможна его поломка или повреждение.

Методы создания резьбы

В зависимости от типа метчика, резьба может быть сформирована несколькими способами:

• Нарезание резьбонарезными версиями инструмента, самый популярный и всем известный вариант.
• Раскатывание за счет пластического деформирования посредством раскатника (бесстружечного метчика).

Плюсы последнего варианта заключаются в том, что витки формируются не за счет срезания материала, а за счет его уплотнения, а следовательно в процессе работы не образуется стружка и нет необходимости создавать условия для ее отвода.

Кроме прочего, витки получаются надежными и прочными, обладают поверхностью лучшего качества.

Среди минусов следует отметить нарастание крутящего момента по ходу выдавливания и вероятность заклинивания метчика, что приводит к его поломке.

Чем отличается дюймовая резьба от метрической

Конструктивное отличие дюймовой резьбы от метрической заключается в более острых гребнях: они расположены под углом 55° друг к другу, тогда как у метрической резьбы угол между гребнями составляет 60°.

Благодаря более острым углам гребней, дюймовая резьба обеспечивает повышенное качество соединения. За счет этого узел сопряжения лучше выдерживает переменные нагрузки и высокое давление, что имеет большое значение при монтаже трубопроводов. В некоторых случаях дюймовые резьбы применяют при изготовлении винтов, болтов и других метизов, при производстве деталей некоторых видов техники (например, они широко применяются в фотоаппаратах).

Для определения параметров разных видов резьб применяют разные единицы измерения. Для метрической используются миллиметры, а для дюймовой — дюймы. Размеры дюймовой резьбы указываются в дробных и целых числах. Шаг дюймовой резьбы в таблицах может указываться в нитках — количестве витков, нарезанных на одном дюйме длины.

Определить соответствующие основные размеры резьбы метрической и дюймовой разных видов можно по специальным таблицам. Пример такой таблицы:

Виды метчиков

В зависимости от материала, типа резьбы, конфигурации изделия, применяемого инструмента выбирают модель устройства. Ассортимент продукции позволяет для каждой операции использовать изделие, с помощью которого оптимальным методом решается поставленная задача. Продукция классифицируется по нескольким критериям.

Видео: Про метчики, плашки и резьбу

По назначению

Перечень продукции отличается большим разнообразием. Выпускаются изделия для всех способов нарезания профиля. Нормами ГОСТ устанавливаются размеры, характеристики метчиков, предельные допуски, класс точности и степень шероховатости поверхности. Устройства бывают:

ручные;

машинные;

машинно-ручные;

гаечные.

Ручные и машинно-ручные применяются в слесарном деле. Высокая прочность, износостойкость изделий позволяют выполнять работу высокой точности даже в домашних условиях. Но они не предназначены для эксплуатации на высоких скоростях вращения.

Для этого используются машинные аналоги. Они сделаны из быстрорежущих сталей, способных выдерживать высокие температуры, возникающие вследствие трения и резки металла.

Машинные и гаечные метчики могут быть очень похожи. У них длинный хвостовик, позволяющий за один цикл обрабатывать до десяти и более деталей. Собираются они на корпусе устройства и по мере заполнения снимаются за один раз. В этом случае удобно использовать специальное приспособление для установки инструмента. Дома можно эту операцию делать дрелью быстрозажимным патроном.

По конструктивному исполнению

Выполнен инструмент может быть в нескольких исполнениях. Конструктивные особенности позволяет обрабатывать материалы с различными характеристиками по твердости, вязкости. Каждый метчик для нарезки резьбы имеет все базовые элементы, но сделаны они могут быть следующим образом:

с укороченными канавками для вязкого материала (алюминия, легированных сталей);

с винтовыми канавками, которые делаются по спирали для увеличения объема стружки, что необходимо при использовании для нарезания глухой резьбы и работы на обрабатывающих центрах;

со ступенчатыми канавками, где каждый участок выполняет свою функцию;

метчики-протяжки для машинной обработки больших партий изделий;

комбинированные устройства, которые совмещают в одном изделии и сверло и метчик;

колокольные, состоящие из отдельных частей, необходимые для нарезания крупной резьбы машинным методом.

Не всегда возможно за один проход сделать необходимый профиль, особенно если деталь выполнена из высокопрочного материала. В этом случае используется комплект инструмента из двух, трех метчиков.

На корпусе изделия имеется маркировка. Сначала отверстие проходят устройством №1, которое делает первичную, грубую обработку. Затем выполняется чистовая нарезка метчиком №2, после чего профиль соответствует нормам ГОСТ.

По виду нарезаемой резьбы

В промышленности применяется несколько основных стандартов, отличающихся системой измерения. Маркировка, которой обозначен метчик для нарезки резьбы указывает к какому виду относится изделие. Не учитывая специальных профилей, которые выполняются на станках, обычным устройством можно сделать три вида резьбы:

Метрическая. Обозначается буквой «М». На изделии указывается диаметр и шаг резьбы.

Дюймовая. Маркируется устройство соответствующим значком «. Диаметр указывается в дробных частях дюйма, а шаг количеством ниток на единицу измерения.

Трубная. Традиционно указывается как дюймовая, но в процессе эволюции система обозначений утратила идентичность, поэтому инструмент для трубной резьбы определяют по таблицам.

Кроме того есть конические резьбы, для выполнения которых выпускается соответствующий инструмент

Используются детали, выполненной по этой технологии для заглушек, специальных элементов, где принципиально важно глубина проникновения

На практике этот вид метчиков встречается крайне редко. Чаще приходится иметь дело с деталями, которые работают в обратном направлении. Чтобы сделать их применяется метчик для нарезки левой резьбы, который маркируется латинскими буквами «LH».

Рабочая часть метчика

Так как метчик – инструмент металлорежущий, он должен изготовляться из высокопрочных материалов. Рабочая часть метчиков ручных выполняется из инструментальных сталей, машинных и машинно-ручных – из быстрорежущих и твердых сплавов повышенной прочности. Твердосплавные метчики менее 8 мм в диаметре изготовляются цельными. Инструмент диаметром 8-12 мм имеет цельную рабочую часть и стальной хвостовик, более 12 мм в диаметре – напайки твердосплавных пластин на стальной корпус. В продаже есть инструмент метчик с механическим креплением рабочей части. Его применение сокращает время на смену инструмента, уменьшает расход материалов и необходимый резерв инструмента на складе. Заборной или режущей называют переднюю конусную часть метчика, которая осуществляет черновое нарезание резьбы. Режущая часть вырезает слои металла по контуру резьбы, выполняя основную работу по удалению стружки и формированию профиля резьбы. Она же определяет её точность. Окончательно профиль формирует калибрующий участок инструмента. Метчики для резьбы обычно имеют такие геометрические параметры режущей части:

• передний угол на режущих кромках (обозн. на рис. γ),
• зданий угол на режущих кромках (далее обозн. α),
• угол заборного конуса (далее обозн. φ),
• угол наклона винтовых канавок (далее обозн. ω),
• осевой угол подточки передней поверхности (далее обозн. λ).

Обозначения:

• dт — диаметр на переднем торце метчика,
• dc — диаметр сверла,
• lзк — длина заборного конуса (подробнее ).

Заборная часть может изготовляться по двум схемам:

• профильной,
• генераторной.

Профильную схему вырезания металла применяют для конических и калибрующих метчиков. Инструмент с генераторной схемой более распространён — это гаечные, машинные и другие виды метчиков. Изготовление и заточка инструмента по генераторной схеме значительно проще, при этом главными режущими являются вершинные кромки переменной ширины, а вспомогательными – боковые кромки зубьев. Профильная схема позволяет повысить точность образуемой резьбы и стойкость инструмента, но изготовление такого инструмента более трудоёмкое.

Калибрующая часть метчика определяет размер и качество резьбы. От нее зависит окончательное формирование профиля, направление и самоподача метчика по резьбе. Калибрующий участок также играет роль запаса на переточку для заточки инструмента по режущему участку. Наибольшему износу подвержен первый виток, следующий после заборной части. Чтобы уменьшить трение и предупредить защемление машинного метчика в отверстии, калибрующий участок оснащают обратным конусом по наружному диаметру, уменьшающимся на 0,04-0,08 мм на 100 длины. Благодаря такому исполнению устраняется налипание стружки на витки резьбы. Для ручного инструмента (метчика) затылование не нужно. При нарезании резьбы метчиком в вязких и труднообрабатываемых материалах обычно зубья через один срезаются в шахматном порядке, что позволяет снизить силу трения на калибрующем участке.