Из какой стали делают метчики

Метчи́к — инструмент для нарезания внутренних резьб, представляет собой винт с прорезанными прямыми или винтовыми стружечными канавками, образующими режущие кромки.

Содержание

Нарезание резьбы [ править | править код ]

Метчик хвостовой частью крепится в вороток, рабочей частью вводится в отверстие, в котором при проворачивании воротка возвратно-поступательными движениями нарезается резьба. Рабочая часть метчика имеет режущую и калибрующую части. Задняя поверхность для исключения трения её об обрабатываемую деталь выполняется затылованной (некруглой). Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы.

При нарезании резьб часто используют комплекты из двух или трёх метчиков (чернового, среднего и чистового), отличающихся размерами и точностью профиля; на вязких материалах (к примеру титановых сплавах) используются комплекты из пяти метчиков. Для выполнения большинства бытовых слесарных работ достаточно двух метчиков, именно такие комплекты поступают в розничную торговлю.

Различают метчики для глухих и сквозных отверстий.

Метчики изготавливаются из твёрдого сплава либо из быстрорежущей стали.

Метчики могут использоваться на токарных и сверлильных станках и обрабатывающих центрах (машинные метчики), а также для нарезания резьб вручную. Машинный метчик отличается от ручного формой заходной части. Метчик закрепляют на станке в специальном патроне (патрон с осевой компенсацией) либо обычном цанговом патроне с цангой для метчиков. Также в последнее время в качестве альтернативы патронам с осевой компенсацией стали появляться цанги с компенсацией, которые можно использовать на обычном цанговом патроне.

Для получения внутренних резьб пластическим деформированием (накатыванием) применяют бесстружечные метчики (раскатники). Их основным отличием от режущих метчиков является отсутствие стружечных канавок.

Существуют также гаечные метчики, используемые для изготовления гаек. Такой метчик имеет более длинные хвостовик и заходную (калибрующую) режущую часть.

При нарезании резьбы метчик предварительно смазывают консистентной смазкой, например, солидолом. Периодически проворачивают метчик в обратную сторону, чтобы обломить образовавшуюся стружку. Если использовать метчик не по порядку номера (например, чистовой вместо чернового), то его можно легко сломать.

Метчик – инструмент для формирования профиля резьбы в отверстии. Метчики имеют рабочую часть, шейку и хвостовик. Рабочая часть метчика предназначена для механической обработки резанием и состоит из заборной части, режущих зубьев и калибрующих зубьев. Хвостовик инструмента предназначен для закрепления инструмента на станках в специальные резьбонарезные патроны, либо при слесарных работах квадратный хвостовик метчика устанавливается в метчикодержатель или вороток.

рис. 1 – метчики с винтовой канавкой для глухих отверстий

рис. 2 — метчикодержатель

Виды метчиков

Метчики подразделяются по типу выполняемых работ

Ручные метчики используются комплектом из 2-3 штук. На каждом метчике имеется маркировка №1,2,3. Метчики №1 имеет большую длину заборной части и заниженный размер по среднему диаметру резьбы, его еще называют черновым метчиком. Метчик №2 или №3 имеет меньшую длину заборного конуса (примерно = 2-3 шага резьбы), это позволяет обрабатывать глухие отверстия максимально близко ко дну отверстия, а также он имеет окончательный профиль резьбы, такие метчики называют чистовыми.

Метчики изготавливают по разным стандартам

Российские стандарты

Машинно-ручные метчики для метрической, дюймовой, трубной резьбы — ГОСТ 3266-81.

рис. 3 – метчик с усиленным хвостовиком

Усиленный хвостовик повышает жесткость инструмента и как следствие стойкость. Применяется на резьбах до М10 (включительно) основной шаг.

рис. 4 – метчик с шейкой

Применяются при нарезании неглубоких резьбовых отверстий. Являются более дешевой альтернативой метчиков с проходным хвостовиком изготовленных по DIN.

рис. 5 – метчик с проходным хвостовиком

Проходной хвостовик позволяет нарезать резьбу длиннее, чем режущая часть метчика.

Машинные метчики для метрической резьбы – ГОСТ 8859-74.

рис. 6 – метчик машинный

Гаечные метчики для метрической резьбы – ГОСТ 1604-71

рис. 7 – метчик гаечный

Гаечные метчики с изогнутым хвостовиком для метрической резьбы – ГОСТ 6951-71.

рис. 8 – метчик гаечный с изогнутым хвостовиком

Зарубежные стандарты

Метчики ручные комплектные для метрической резьбы – DIN 352

Метчики машинные с усиленным хвостовиком для метрической резьбы – DIN 371

Метчики машинные с проходным хвостовиком для метрической резьбы – DIN 376, DIN 374

Метчики ручные комплектные для мелкой метрической резьбы – DIN 2181

Метчики гаечные для метрической резьбы – DIN 357

Метчики машинно-ручные для метрической резьбы – ISO 529

Метчики ручные для трубной резьбы – DIN 5157

Метчики машинные для трубной резьбы – DIN 5156

Метчики ручные для трапецеидальной резьбы – DIN 130

Примечание: Принципиальной разницы между метчиками изготовленными по ГОСТ и по DIN нет. Метчики изготавливаемые по DIN немного короче метчиков по ГОСТ (аналогичных серий), примерно на 10 мм. Поэтому, исходя из потребительского спроса, наша компания представляет следующие серии метчиков для метрической резьбы: короткая серия по DIN, короткая серия по ГОСТ, метчики с удлиненным хвостовиком по DIN. Чем больше длина метчика, тем он дороже.

Метчики подразделяются по виду обрабатываемой резьбы

М Резьба метрическая основной шаг 60°

Мf Резьба метрическая мелкий шаг 60°

BSW Резьба Витворта 55° основной шаг BS 84

BSF Резьба Витворта 55° мелкий шаг BS 84

UNC Резьба унифицированная 60° основной шаг ANSI B1.1

UNF Резьба унифицированная 60° мелкий шаг ANSI B1.1

G (BSP) Резьба трубная цилиндрическая 55°

NPT Американская трубная коническая резьба 60° 1:16 ANSI/ASME B1.20.1,

К Коническая дюймовая резьба

NPTF Американская трубная плотная коническая резьба 60° 1:16 ANSI B1.20.3

NPS Американская трубная цилиндрическая резьба 60° 1:16 ANSI/ASME B1.20.1

Rp (PS) Резьба трубная цилиндрическая

R (BSPT) Резьба трубная коническая 1:16

Pg Резьба для обсадных труб

Метчики для специальной резьбы

Метчики подразделяются по типу обрабатываемого отверстия

а) Метчики с подточкой для обработки сквозных отверстий.

Подточка необходима для того, чтобы стружка шла перед метчиком (особенно на вязких материалах) и не забивала стружечные канавки.

б) Метчики с винтовой канавкой – для обработки глухих отверстий

При обработке глухих отверстий, в процессе резания стружка за счет СОЖ и инерции выталкивается по винтовым канавкам наружу, это позволяет избегать повторное резание стружки и поломки метчика.

в) Метчики с прямыми канавками – для универсальных работ

Особенно часто подходит для материалов дающих сегментную стружку или стружку надлома, такие материалы как серый чугун, бронза и т.д.

Метчики подразделяются по длине заборной части

рис. 9 – для метчиков по DIN

рис. 10 – для метчиков по ISO

Метчики подразделяются по виду обрабатываемого материала

1. Низколегированные стали, легированные и улучшаемые стали, нержавеющие легкообрабатываемые стали. Предел прочности до 900 Н/мм 2 . Передний угол 8°-10°.

2. Углеродистые и конструкционные стали, легированные и улучшаемые стали, алюминиевые сплавы дающие кроткую стружку (невязкий). Предел прочности до 500 Н/мм 2 . Передний угол 12°-15°.

3. Нержавеющие труднообрабатываемые стали. Предел прочности до 500 Н/мм 2 . Передний угол 6°-8°.

4. Чугун (строго HSS), латунь и бронза, дающая короткую стружку, твердую пластмассу. Передний угол 0°-3°.

5. Алюминиевые сплавы дающие длинную стружку (вязкий), цинковые и магниевые сплавы, медь. Передний угол 15°-20°.

Рекомендации к применению метчиков

В зависимости от обрабатываемых материалов необходимо правильно подобрать скорость резания.

Так же необходимо выбрать материал метчика HSS (Р6М5) или HSSE (Р6М5К5). При обработке материалов первой и третьей группы рекомендуется использовать инструмент HSSE. Кобальт повышает красностойкость метчика.

Материалы четвертой и пятой группы рекомендуется обрабатывать инструментом HSS.

Метчики машинные применяются на токарных, сверлильных, фрезерных станках, обрабатывающих центрах, а также для обработки резьбы вручную.

Метчик устанавливают на станке в специальные вспомогательные инструменты:

• Плавающий резьбонарезной патрон
• Резьбонарезной патрон с осевой и радиальной компенсацией
• Реверсивные резьбонарезные предохранительные патроны
• Цанговый патрон

При обработке глухой резьбы на универсальном станке обязательно станок должен быть оснащен реверсом шпинделя или реверсивный резьбонарезным патроном.

Материалы, из которых изготавливаются метчики

Плашки изготавливают из следующих материалов:

Инструментальная сталь марок У11А, У12А.

Легированная сталь марок ХВСГ, 9ХС, ШХ15 по ГОСТ 5950.

Быстрорежущая сталь марок Р6М5 (HSS), Р18, Р6М5К5 (HSSE), Р6М5Ф3 и др. по ГОСТ 19265.

Современные методы и технологии позволяют изготавливать метчики не только из твердого сплава различных марок, но и из порошковой быстрорежущей стали методом спекания.

Твердосплавные метчики имеют высокую твердость, износостойкость, красностойкость, жаропрочность, способны работать на максимальных скоростях резания и с высокой производительностью, но иногда им не хватает прочности (ведь чем выше твердость, тем ниже прочность), именно в этих случаях применяют метчики из порошковой быстрорежущей стали, имеющих высокую прочность и практически такие же характеристики как у твердого сплава.

Применение СОЖ в процессе обработки метчиками

Применение СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость) во время операции резьбонарезания является эффективным способом воздействия на стойкость инструмента, качество получаемой резьбы и увеличение производительности.

Обычно в качестве СОЖ применяют масло или эмульсию при обработке сталей, нержавеющих сталей. При обработке жаропрочных сплавов в СОЖ состоит из 60% сульфофрезола и 15% олеиновой кислоты. Для обработки легких сплавов в качестве охлаждения применяют керосин. Для обработки нержавеющих сталей – масло.

На современных обрабатывающих центрах и станках с ЧПУ применяют подвод СОЖ через инструмент. А также охлаждение воздухом, масляным туманом или инновационное криогенное охлаждение (двуокисью азота NO2) через специальные патроны. Современная технология охлаждения инструмента предназначена для обработки титана, никелевых сплавов и листов гофрированной стали. Значительно повышается стойкость инструмента и качество обработки композиционных материалов.

Метчики подразделяются по классу точности

Метчик относится к металлорежущему типу инструментов, с помощью которого наносится внутренняя резьба и калибруется существующая. Способ нанесения – ручной или автоматизированный, зависит от размера заготовки. По внешнему виду метчик схож с винтом или валиком цилиндрической формы. Максимальный диаметр резьбы – до 50 мм как для глухих, так и сквозных отверстий. Для производства метчиков используют сталь марки – Р9, Р18, Р6М5.

Применение

Резьбонарезной инструмент по конструкционным особенностям и применению подразделяется на типы:

1. • ручной, где зубья расположены по окружности. Используется в слесарных работах и при ручном способе нарезки;
2. • гаечный, для сквозных отверстий на гайках. С удлиненным или изогнутым хвостовиком;
3. • машинный, для создания глухих отверстий машинным способом. Обработка происходит на токарных станках;
4. • комбинированный, возможно использование как ручного, так и машинного способа несения резьбы на деталь.

Инструмент позволяет наносить все виды резьбы – метрическая, дюймовая, трапецеидальная.

Конструкционные особенности

Метчик любого типа состоит из рабочей области, шейки и хвостовика. Вся механическая работа приходится на рабочую область, которая в сою очередь имеет заборную часть, и два типа зубьев – режущие и калибрующие. Роль крепежа выполняет хвостовик, который фиксируется на станках в специальном резьбонарезном патроне, а при ручных работах в воротке или метчикодержателе. Характерной особенностью для ручных метчиков является их комплектность – не менее 3 штук. Каждый со своей рабочей функцией: черновой, серединный и чистовой.

Как нарезать внутреннюю резьбу метчиком

Для создания внутренней резьбы в готовых отверстиях необходимо подобрать соответствующий метчик по размеру и характеристикам. Практически все показатели по выбору и качеству резьбы регулируются нормативные документом ГОСТ 19257-73. Рекомендации по работе:

1. • для изделий, полученных литьем или штамповкой требуется дополнительная подготовка прежде чем наносить резьбу. Отверстие зенкеруется или рассверливается для увеличения диаметра;
2. • для точной и качественной резьбы рекомендуется хвостовик метчика крепить в патронах с реверсивными, самоцентрующимися и плавающими свойствами;
3. • со всех обрабатываемых заготовок предварительно снимается фаска;
4. • в процессе нарезания обязательно применяются охлаждающие и смазывающие растворы.

Типы резьбы: метрическая, дюймовая и трубная.

1. Метрическая – параметры резьбы измеряются в мм, с соответствующей маркировкой «М».
2. Дюймовая – используется для конической формы метчиков, измеряется в дюймах.
3. Трубная – для цилиндрических метчиков, резьба наносится на трубные соединения.

Классификация метчиков

По конструктивным особенностям и типу резьбы различают: плашечные (резьба формируется за один проход), маточные (для очистки резьбы) и безканавочные метчики с высокой производительностью. В зависимости от конструкционных особенностей рабочей части (типа резьбы) метчики бывают: шахматные или спиральные; прямые, винтовые, укороченный.

Машинные и машинно-ручные метчики

Для калибровки и создания резьбы в глухих и сквозных отверстиях разной формы используют инструмент – метчик, машинного или машинно-ручного типа.

— Машинные металлорежущие инструменты применяют для работы на токарных, сверлильных, агрегатных и револьверных станках, чтобы нарезать резьбы всех видов. Они намного быстрее обрабатывают изделия, их можно использовать для конвейерного производства и больших заказов. Оснасткой этого типа можно нарезать резьбу за один подход, если нужна резьба с шагом до трех миллиметров. Резьбу крупного шага изготавливают на несколько проходов метчиком по металлоизделию.

— Машинно-ручными оснастками можно выполнять нарезку резьбы и ручным способом, и с помощью сверлильных устройств (станков). Инструмент выпускается в количестве одной или двух штук. В наборе из двух метчиков один металлорежущий инструмент применяют для черновых работ, а другой – чистовых. Часто комплект машинно-ручных оснасток используют для работы с разными видами материалов: мягкую сталь и чугун обрабатывают одним инструментом, а твердую сталь обрабатывают двумя метчиками. От просто ручных резьборезов машинно-ручные виды отличаются видом хвостовика – там имеется квадрат и кольцевая выточка, благодаря которой оснастка не вываливается из патрона в процессе обработки изделий. Машинно-ручным изделием для работы с металлом можно делать резьбу в автомобильных деталях, нарезать крепёжную резьбу и мелкометрическую, цилиндрическую и коническую. В сквозных проймах и глухих.

Метчики – протяжки

Чтобы получить крупнопрофильную резьбу в металлоизделии, используют метчик-протяжку. Им обрабатывают сложные сквозные или трапецеидальные отверстия. Протяжки могут работать только в токарном станке. Резьба нарезается за один проход вдоль отверстия. От других видов этот метчик отличается более точным исполнением и жёсткостью. Он работает на растяжение, а не на сжатие, как обычные резьбонарезные инструменты. За счет функции протяжки толщина спила уменьшается, а длина режущей части – увеличивается.

Гаечные метчики

Инструменты гаечного типа предназначены для резьбонарезания в гайках разного диаметра. Конструкция гаечного метчика такова, что инструмент не нужно выворачивать в конце процесса обработки отверстия гайки. Гаечные оснастки могут быть с разными хвостовиками: изогнутыми и удлинёнными. С изогнутыми – применяют в работе с гайконарезными автоматами. Хвостовик у гаечного метчика в любом случае длиннее, чем у других видов, это необходимо для того, чтобы нанизывать на него гайки по мере нарезания в них резьбы. Это увеличивает скорость и производительность.

Слесарные метчики

Для работы с отверстиями разного вида и формы мастера берут комплект из слесарных метчиков. Резьбонарезные оснастки изготавливаются комплектами, в которые входят черновые инструменты конусной формы, получистовые и чистовые цилиндрические оснастки. Слесарными метчиками можно обработать деталь вручную. Комплектом металлорежущих оснасток мастер может выполнить нарезку крупной и метрической резьбы. Метчики для слесарных работ бывают левыми и правыми в зависимости от направления их вращения.

Из каких материалов изготавливаются метчики

Плашки металлорежущего инструмента изготавливают из высококачественной стали разных марок: инструментальной, быстрорежущей, легированной. Технология современного производства позволяет делать метчики из твердосплавной стали и из стали порошковой, в последнем случае инструмент получает способом спекания порошков. Метчики из твёрдых сплавов более качественные, так как обладают устойчивостью к высоким температурам, износостойкость и могут долго работать на быстрых скоростях, что позволяет обработать большое количество металлоизделий. У оснасток, сделанный из порошков стали тоже есть свое преимущество – это высокая прочность за счет меньшей твердости инструмента.

ГОСТы

Машинно-ручные с канавками прямыми/винтовыми/укороченными изготовленные из углеродистой стали регулируются ГОСТ3266-71-71/ГОСТ17933-72/ГОСТ 17931-72. Гаечные метчики с прямым/изогнутым хвостовиком производятся из низколегированной стали согласно ГОСТ1604-71/ГОСТ6951-71. Машинно-ручные, где зубья расположены в шахматном порядке из нержавеющей стали – ГОСТ17927-71. Гаечные с шахматным расположением и прямым хвостовиком (метчики из жаропрочной стали) по ГОСТу 17929-72. Машинные с винтовыми или укороченными типами канавок (инструмент из легких сплавов) – ГОСТ 17932-72/17930-72.

Подготовка к нарезанию резьбы

Отверстие перед нарезкой резьбы готовят несколькими способами – затачиванием, обтачиванием или сверлением поверхности металлической заготовки. Для наружной резьбы необходимо диаметр уменьшить на 0,1 – 0,4 миллиметра. В начале участка, на котором будет резьба, делают фаску методом затачивания – это нужно, чтобы притупить заход резьбы. А если перед резьбонарезкой отверстие растачивают, его диаметр увеличивается до 0,4 мм. Отверстие под резьбу должно быть диаметром немного больше, чем диаметр самой резьбы – это позволяет предотвратить поломку резьборежущей оснастки.

Как подобрать сверло под метчик

Можно использовать специальный инструмент, сверло-метчик, который позволяет одновременно выполнять операции сверления и нарезания резьб. В выборе сверла необходимо ориентироваться на два параметра — шаг и диаметр отверстия.

Как вытащить сломанный метчик из отверстия

Метчик может сломаться, если резьба нарезается в отверстии с низким диаметром, также может произойти защемление стружки при извлечении инструмента.

Способы извлечения

1. 1. Сдвоенные концы жесткой проволоки нужно просунуть в канавки метчика и выкрутить его;
2. 2. Можно пирварить к сломанному инструменту ручку и с помощью нее извлечь;
3. 3. Существуют специальные оправки и зенкера, которые помогут справиться с данной проблемой;
4. 4. Если часть метчика осталась снаружи, можно приварить к нему хвостовик с квадратным наконечником;
5. 5. Высверливание винтовыми сверлами;
6. 6. Выжигание электроэрозионными станками;
7. 7. Вытравливание разбавленной азотной кислотой.