Нарезание резьбы метчиком: алгоритм и рекомендации

Нарезание резьбы метчиком – это простой, проверенный и высокоэффективный метод получения резьбы. Этот метод обеспечивает эффективное и экономичное нарезание резьбы, особенно малого диаметра, благодаря незначительному времени простоя станка, высокой скорости резания и отличной стойкости инструмента. Обычные метчики и метчики-раскатники имеют разную конструкцию. Важными особенностями каждого типа метчика являются его материал, покрытие и геометрия. Метчик, который предназначен для конкретного применения и хорошо работает с определенным материалом и при определённых условиях, не сможет обеспечить такой же уровень производительности с другим материалом или при других условиях резания. Нарезание резьбы метчиком охватывает наиболее распространенные профили резьбы и подходит для всех типов оборудования, предназначенных для обработки как вращающихся, так и невращающихся деталей.

Выбор метчика

Для выбора оптимального типа метчика необходимо следовать приведенным ниже рекомендациям:

· Виды метчиков. Выбор метчика для нарезания резьбы зависит от вида отверстия, в котором требуется нарезать резьбу.

· Профиль резьбы и обрабатываемый материал (по ISO). Нужно выбирать метчик с необходимым профилем и соответствующий материалу резьбы.

· Длина режущей части метчика. Выбор длины режущей части метчика зависит от вида отверстия, в котором будет нарезаться резьба.

Виды метчиков

Условно все метчики можно разделить на четыре вида:

метчик с прямыми стружечными канавками,
метчик со спиральной подточкой,
метчик со спиральными стружечными канавками,
метчик-раскатник.

Выбор метчика зависит от вида отверстия под резьбу (сквозное или глухое), а также от обрабатываемого материала.

Метчики

При использовании обычных метчиков выполняется резание материала с образованием стружки.

Метчики-раскатники

Преимущества по сравнению с обычными метчиками:

раскатывание резьбы характеризуется большей производительностью по сравнению с резьбонарезанием,
возможность обработки резьбы в отверстиях глубиной от 3,5 × d без возникновения проблем с отводом стружки,
метчики-раскатники имеют более высокую стойкость,
один тип метчика может использоваться для обработки различных материалов, а также отверстий обоих типов: сквозных и глухих,
метчики-раскатники обладают прочной конструкцией, что снижает риск поломки,
гарантированное обеспечение требуемой точности резьбы,
отсутствие стружки,
прочность резьбы до 100% выше (более высокая прочность на смятие),
более высокое качество поверхности резьбы.

Условия эффективного использования:

определённая степень пластичности обрабатываемого материала,
рекомендуемый предел прочности обрабатываемого материала не более 1200 н/мм2,
точный диаметр предварительного отверстия,
обеспечение хорошего смазывания.

Профиль и материал резьбы (по ISO)

Существуют метчики для нарезания резьбы различного профиля и перед началом работы нужно определить профиль обрабатываемой резьбы. Также существуют метчики, оптимизированные для обработки определённых материалов, и универсальные метчики, оптимизированные для обработки различных материалов.

Длина режущей части метчика

Режущая часть – это коническая часть с последовательно возрастающей высотой зубьев. Выбор длины режущей части метчика зависит в основном от типа отверстия под нарезание резьбы. Существует три различных типа режущей части по длине: B, C и E.

Длинная режущая часть (длина режущей части B = 3,5–5 витков):

высокий крутящий момент,
лучшее качество обработанной поверхности,
тонкая стружка,
низкое давление на режущую часть,
высокая стойкость инструмента,
самый распространённый вариант для метчиков со спиральной подточкой.

Режущая часть средней длины (длина режущей части C = 2–3,5 витка):

низкий крутящий момент,
хорошее качество обработанной поверхности,
нормальная толщина стружки,
нормальное давление на режущую часть,
нормальная стойкость инструмента,
самое распространённое исполнение,
стандартная режущая часть для обработки глухих отверстий,
самый распространённый вариант для метчиков со спиральными стружечными канавками.

Короткая режущая часть (длина режущей части E = 1,5–2 витка):

низкий крутящий момент,
хорошее качество обработанной поверхности,
стружка большой толщины,
высокое давление на режущую часть,
более низкая стойкость инструмента,
жёсткая конструкция,
для обработки резьбы в отверстиях с недостаточным зазором у основания.

Вид режущей части

Вид режущей части метчика определяется производителем. В таблице ниже указаны комбинации вида и длины режущей части в зависимости от диаметра метчика.

Как нарезать резьбу метчиком

Успех любой операции резьбонарезания зависит от большого количества факторов, каждый из которых влияет на качество готовой продукции. Для успешного нарезания резьбы метчиком необходимо следовать данным ниже указаниям.

Выбирать метчик необходимо в соответствии с обрабатываемым материалом и типом отверстия под нарезание резьбы.
Нужно обеспечить надёжное закрепление детали: радиальное смещение может вызвать поломку метчика или снизить качество резьбы.
Сверло должно быть подобрано в соответствии с обрабатываемым материалом и диаметром отверстия.
Обязательно обеспечивается минимальное деформационное упрочнение (наклёп) обрабатываемого материала.
Необходимо выбирать корректную скорость резания.
Нужно использовать СОЖ, соответствующую условиям обработки.
При нарезании резьбы на станках с ЧПУ необходимо проверить значение подачи, указанное в программе. При использовании резьбового патрона значение подачи должно составлять 95–97% от шага резьбы для самозатягивания метчика и ограничения крутящего момента. Это гарантирует свободное осевое перемещение метчика и его прямой вход в отверстие. Также это предохраняет метчик от поломки при случайном столкновении с дном глухого отверстия.

Как использовать СОЖ при нарезании резьбы метчиком

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) имеет важное значение для успешного нарезания резьбы метчиком. Подвод СОЖ влияет на эффективность эвакуации стружки, качество резьбы и стойкость инструмента и может быть как наружным, так и внутренним.

Внутренний подвод СОЖ. Внутренний подвод СОЖ всегда предпочтительнее, так как он позволяет улучшить эвакуацию стружки, в особенности при нарезании резьбы в материалах, дающих сливную стружку, и глубоких отверстиях (от 2 до 3 x D). Также снижается износ режущей кромки за счёт хорошего охлаждения зоны резания.

Наружный подвод СОЖ. Наружный подвод СОЖ является самым распространённым методом подачи СОЖ и может использоваться при удовлетворительном стружкообразовании. Для улучшения эвакуации стружки по крайней мере одно сопло (два при неподвижном инструменте) должно быть направлено максимально близко к оси инструмента.

Различные виды СОЖ/эмульсии

Существуют различные виды СОЖ: на основе минеральных масел, синтетические СОЖ, полусинтетические СОЖ, на основе растительных масел и минеральное масло без присадок. Очень важно знать используемый в станке тип СОЖ и содержание масла.

Эмульсия на основе минеральных масел

хорошие режущие свойства,
самый распространённый вид сож при нарезании резьбы метчиком,
содержание масла 5–7% для обработки стали8–12% для обработки труднообрабатываемых и нержавеющих сталей,
стабильная эмульсия, благоприятная для станка.

Синтетическая СОЖ

более низкие режущие свойства, чем у других сож, при нарезании резьбы метчиком,
необходимо проверять соответствие эмульсии заданным требованиям и рекомендациям для нарезания резьбы метчиками,
стабильная сож, но может быть неблагоприятной для станка.

Полусинтетическая СОЖ/эмульсия

достаточно новый вид сож на рынке,
в целом, хорошие режущие свойства,
рекомендуется для обработки широкого спектра материалов,
рекомендуется для всех видов обработки,
стабильная эмульсия.

Эмульсия на основе растительного масла

лучшие режущие свойства для нарезания резьбы метчиком по сравнению с остальными эмульсиями,
не самый распространённый вид сож,
содержание масла 6–8% для обработки нержавеющих сталей10–12% для обработки труднообрабатываемых нержавеющих сталей и сталей с необычными свойствами.

Минеральное масло без присадок

используется, главным образом, на токарных станках и станках для обработки мелкоразмерных деталей,
обеспечивает оптимальные условия резания при нарезании резьбы метчиком,
стабильная эмульсия.

Необходимо получить у поставщика эмульсии указания по смешиванию и рекомендации по содержанию масла.