Метчики и плашки - это инструменты, используемые для создания резьбы под винт , которая называется нарезанием резьбы . Многие режущие инструменты ; другие формируют инструменты. Метчик используется для вырезания или формирования охватывающей части пары сопряжения (например, гайки ). Матрица используется для вырезания или формирования охватываемой части сопряженной пары (например, болта ). Процесс нарезания или формирования резьбы с помощью метчика называется нарезанием резьбы , а процесс с использованием штампа - нарезанием резьбы .
Оба инструмента можно использовать для очистки резьбы, что называется преследованием . Однако использование обычного метчика или матрицы для очистки резьбы обычно удаляет часть материала, что приводит к получению более рыхлой и слабой резьбы. Из - за этого, как правило , машинисты чистые нитей со специальными метчиками и плашками называемых гребенками -Made для этой цели. Чеканки сделаны из более мягких материалов и не обрезают новую нить. Однако они по-прежнему подходят плотнее, чем настоящие крепежные детали, и имеют рифленые выступы, как обычные метчики и плашки, поэтому мусор может вылетать. Например, автомеханики используют нарезки на резьбе свечей зажигания для удаления коррозии и отложений нагара.
История [ править ]
В то время как современные гайки и болты обычно сделаны из металла , это было не так , в более раннем возрасте, когда деревообрабатывающие инструменты были использованы для моды очень больших деревянных болтов и гаек для использования в лебедках , ветряные мельницы , водяные мельницы и мукомольные этот средних веков ; простота резки и замены деревянных деталей уравновешивается необходимостью выдерживать большой крутящий момент, и выдерживать все более тяжелые нагрузки. Поскольку нагрузки становились все более тяжелыми, требовались более крупные и более прочные болты, чтобы противостоять поломке. Некоторые гайки и болты измерялись футами или ярдами. Эта разработка в конечном итоге привела к полной замене деревянных деталей металлическими деталями того же размера. Когда деревянная деталь ломалась, она обычно трескалась, рвалась или рвалась. После того, как осколки были отшлифованы, оставшиеся части были собраны заново, заключены в импровизированную форму из глины , и расплавленный металл вылили в форму, так что идентичная замена могла быть произведена на месте.
Метчики и штампы для металлообработки часто изготавливались их пользователями в течение 18 и 19 веков (особенно если пользователь имел опыт изготовления инструментов) с использованием таких инструментов, как токарные станки и напильники для формовки, а также кузницы для закалки и отпуска. Таким образом, строители, например, локомотивов, огнестрельного оружия или текстильного оборудования, скорее всего, сами изготавливали метчики и штампы. В течение XIX века обрабатывающая промышленность сильно развивалась, и практика покупки метчиков и штампов у поставщиков, специализирующихся на них, постепенно вытеснила большую часть такой внутренней работы. Джозеф Климент был одним из таких поставщиков рано метчиков и плашек, начиная с 1828 года [1] С введением более продвинутымВ практике фрезерования 1860-х и 1870-х годов такие задачи, как нарезание канавок метчика ручным напильником, ушли в прошлое. В начале 20 - го века, резьбошлифование практика прошла значительную эволюцию, дальнейшее продвижение уровня техники (и прикладной науки) резки винтовой резьбы, в том числе метчиков и плашек.
В течение 19 и 20 веков стандартизация резьбы развивалась одновременно с технологиями создания резьбы , включая метчики и штампы.
Крупнейшей компанией по производству метчиков и штампов, существовавшей в Соединенных Штатах, была компания Greenfield Tap & Die (GTD) из Гринфилда, штат Массачусетс . GTD был настолько важен для военных действий союзников в 1940–1945 годах, что зенитные орудия были размещены вокруг его университетского городка в ожидании возможного воздушного нападения стран Оси. Бренд GTD теперь является частью Widia Products Group .
Нажмите [ изменить ]
А кран порезы или образует резьбу на внутренней поверхности отверстия, создавая женскую поверхность , которая функционирует как гайки . Три метчика на изображении иллюстрируют основные типы, обычно используемые большинством машинистов :
- Нижний кран или заглушка
- [2] Метчик, показанный в верхней части изображения, имеет сплошную режущую кромку почти без конуса - обычно от 1 до 1,5 витков конуса. [3] Эта функция позволяет метчику нарезать резьбу до дна глухого отверстия . Метчик для забивки обычно используется для нарезания резьбы в отверстии, которое уже было частично нарезано, с помощью одного из более конических типов метчиков; конический конец ("фаска метчика") метчика для забора слишком короток, чтобы успешно войти в отверстие без резьбы. В США они широко известны как отводы для пробок, но в Австралии и Великобритании они также известны как пробковые отводы.
- Промежуточный кран, второй кран , [2] или пробковый кран
- [4] Метчик, показанный в середине изображения, имеет конические режущие кромки, которые помогают выровнять метчик и запустить его в незакрепленное отверстие. Количество конических резьб обычно колеблется от 3 до 5. [3] Метчики для пробок являются наиболее часто используемым типом метчиков. [ необходима цитата ] В США они широко известны как ответвители, тогда как в Австралии и Великобритании они широко известны как второстепенные отводы.
- Метчик конический
- Небольшой метчик, показанный внизу изображения, похож на промежуточный метчик, но имеет более выраженный конус к режущим кромкам. Эта особенность обеспечивает очень плавное резание метчика с конусом, менее агрессивное, чем у метчика-пробки. Количество конических резьб обычно составляет от 8 до 10. [3] Метчик с конусом чаще всего используется, когда материал трудно обрабатывать (например, легированная сталь) или метчик имеет очень маленький диаметр и, следовательно, склонен к поломке.
- Краны
- Вышеуказанные краны обычно называют ручными, поскольку они управляются вручную. Во время работы машинист должен периодически переворачивать ручной метчик, чтобы сломать стружку (также известную как стружка ), которая образуется при резке. Это предотвращает скучивание обрезанного материала и поломку крана.
- Наиболее распространенным типом метчика с механическим приводом является метчик со спиральным наконечником, также называемый метчиком с пистолетом, режущие кромки которого смещены под углом относительно средней линии метчика.Эта функция заставляет метчик непрерывно ломать стружку и выталкивать ее вперед в отверстие, предотвращая скучивание. Метчики со спиральным концом обычно используются в отверстиях, которые проходят сквозь материал, чтобы стружка могла выходить. Другой вариант спиральной точки пробки крана спираль флейта кран, чьи флейты напоминают таковые из спирального сверла . Метчики со спиральной канавкой широко используются в высокоскоростных автоматических операциях нарезания резьбы благодаря своей способности хорошо работать в глухих отверстиях.Метчик со спиральной заглушкой (метчик "пистолетный").
- Формовочный метчик
- Совсем другой тип метчика - метчик-формовщик. Метчик для формования, также известный как метчик без канавки или метчик-валик, просто принудительно смещает металл в форму резьбы после того, как его превращают в отверстие, вместо того, чтобы вырезать металл со сторон отверстия, как это делают метчики. Метчик для формовки очень похож на метчик без канавок или почти такой же, как обычная резьба. Вокруг метчика периодически расположены выступы, которые фактически формируют резьбу, когда метчик продвигается в отверстие надлежащего размера. Резьба за лепестками немного утоплена для уменьшения контактного трения. Поскольку метчик не образует стружку, нет необходимости периодически откатывать метчик, чтобы удалить стружку, которая в метчике может застрять и сломать метчик. Таким образом, нарезание резьбы особенно подходит для нарезания резьбы в глухих отверстиях,которые сложнее подобрать метчиком из-за накопления стружки в отверстии. Метчики-формовщики работают только с ковкими материалами, такими как низкоуглеродистая сталь или алюминий. Формованные нити обычно прочнее, чем нарезанные. Обратите внимание, что размер сверла для метчика отличается от размера, используемого для метчика, как показано в большинстве таблиц для сверления метчиков, и что требуется точный размер отверстия, поскольку отверстие немного меньшего размера может сломать метчик. Правильная смазка важна из-за действующих сил трения, поэтому вместо смазочно-охлаждающей жидкости используется смазочное масло.и что требуется точный размер отверстия, потому что отверстие немного меньшего размера может сломать метчик. Правильная смазка важна из-за действующих сил трения, поэтому вместо смазочно-охлаждающей жидкости используется смазочное масло.и что требуется точный размер отверстия, потому что отверстие немного меньшего размера может сломать метчик. Правильная смазка важна из-за действующих сил трения, поэтому вместо смазочно-охлаждающей жидкости используется смазочное масло.
Отверстия [ править ]
В ручном или автоматическом режиме нарезание резьбы начинается с формирования (обычно путем сверления) и небольшого зенкования отверстия до диаметра, несколько меньшего, чем основной диаметр метчика. Правильный диаметр отверстия указан в таблице размеров сверл и метчиков , являющейся стандартом во многих механических мастерских . Правильный диаметр сверла называется размером сверла для метчика . Без таблицы сверления для метчика вы можете рассчитать правильный диаметр сверла для метчика с помощью:
где - размер сверла для метчика, - наибольший диаметр метчика (например, дюйма для метчика "-16) и - шаг резьбы (16 в случае метчика" -16). Для ⅜ «-16 крана, приведенная выше формула будет производить 5 / 16 в качестве результата, который является правильным диаметром крана сверла для ⅜» -16 крана. Приведенная выше формула в конечном итоге дает примерно 75 процентов резьбы.
Правильный диаметр сверла для метчиков рассчитывается по формуле:
где - размер сверла для метчика, - наибольший диаметр метчика (например, 10 мм для метчика M10 × 1,5), а шаг - шаг резьбы (1,5 мм в случае стандартного метчика M10), и поэтому правильный размер сверла - 8,5 мм. Это работает как для мелкого, так и для крупного шага, а также дает примерно 75% резьбы.
Последовательность касаний [ изменить ]
Для материалов с мягкой или средней твердостью, таких как пластик , алюминий или низкоуглеродистая сталь , обычной практикой является использование промежуточного (пробкового) метчика для нарезания резьбы. Если резьба должна доходить до дна глухого отверстия, машинист с помощью промежуточного метчика (заглушки) нарезает резьбу до тех пор, пока точка метчика не достигнет дна, а затем переключается на метчик с нижней точкой для завершения. Машинист должен часто выбрасывать стружку, чтобы избежать заклинивания или поломки метчика. Работая с твердыми материалами, машинист может начать с метчика, менее резкое изменение диаметра которого снижает крутящий момент, необходимый для нарезания резьбы. Чтобы нарезать резьбу до дна глухого отверстия, машинист следует за коническим метчиком с промежуточным метчиком (заглушкой), а затем с метчиком по дну для завершения.
Машинное нажатие [ править ]
Нарезание резьбы может быть выполнено либо ручным нарезанием резьбы с использованием набора метчиков (первый метчик, второй метчик и окончательный (чистовой) метчик), либо с помощью станка для нарезания резьбы, такого как токарный станок , радиально- сверлильный станок , сверлильный станок настольного типа , сверлильный станок столбчатого типа, вертикально-фрезерные станки, HMC, VMC. Нарезание резьбы станком происходит быстрее и, как правило, точнее, поскольку исключается человеческий фактор. Окончательное нарезание резьбы осуществляется одним нажатием.
Хотя в целом машинное нарезание резьбы более точное, нарезание резьбы традиционно было очень сложным из-за частого поломки метчика и нестабильного качества нарезания резьбы.
Распространенные причины поломки крана:
- Проблемы, связанные с краном:
- Износ крана трудно определить количественно (использование изношенных кранов)
- Использование крана с неправильной геометрией для конкретного применения.
- Использование нестандартных или некачественных смесителей.
- Засорение стружкой .
- Несоосность метчика и отверстия.
- Чрезмерная или недостаточная подача метчика, вызывающая поломку при растяжении или сжатии.
- Использование неподходящей и / или недостаточной смазочно-охлаждающей жидкости.
- Отсутствие функции ограничения крутящего момента.
- Неподходящее или нулевое поплавок для использования с винторезными станками (рекомендуется подача на 0,1 медленнее для установления плавучести для 40 tpi или выше и на 0,15 медленнее для 40 tpi или более тонких [5] )
- Неправильная скорость шпинделя.
Чтобы решить эти проблемы, требуются специальные держатели инструмента, чтобы свести к минимуму вероятность поломки метчика при нарезании резьбы. Обычно они классифицируются как обычные держатели инструмента и держатели инструмента с ЧПУ.
Держатели инструмента для нарезания резьбы [ править ]
В зависимости от требований пользователя для нарезания резьбы могут использоваться различные держатели инструмента:
Вспомогательные приспособления для ручного постукивания (простые приспособления и приспособления) [ править ]
Самая большая проблема при простом нарезании резьбы вручную - это точное совмещение метчика с отверстием так, чтобы они были соосными - другими словами, входили прямо, а не под углом. Оператор должен довести это выравнивание до идеального, чтобы получить хорошую резьбу и не сломать метчик. Чем больше глубина резьбы, тем сильнее влияние угловой погрешности. При глубине 1 или 2 диаметра это не имеет большого значения. При глубине более 2 диаметров ошибка становится слишком заметной, чтобы ее можно было игнорировать. Еще один факт, связанный с выравниванием, заключается в том, что первая или две обрезки резьбы определяют направление, в котором будут следовать остальные резьбы. Вы не можете исправить угол после первой или двух ниток.
Чтобы помочь с этой задачей выравнивания, можно использовать несколько видов зажимных приспособлений и приспособлений для обеспечения правильной геометрии (т.е. точной соосности с отверстием) без необходимости прибегать к навыкам от руки для ее аппроксимации:
- Ручной метчик: Простое приспособление, аналогичное центробежному прессу по своей основной форме. Таким образом, его шпиндель удерживается точно перпендикулярно изделию. Стандартные метчики удерживаются в шпинделе, и оператор вручную поворачивает шпиндель с помощью руля. Это приспособление избавляет оператора от необходимости тщательно и умело определять перпендикулярность, что даже для опытного оператора может легко привести к ошибке 2–5 °.
- Направляющая для метчика или «выравниватель / держатель метчика и развертки», простая коническая направляющая, скользящая по метчику при использовании обычной ручки метчика. Как и в случае с ручным метчиком, основным принципом является использование зажимного приспособления или приспособления для обеспечения правильного выравнивания.
Головки для шпинделей станков [ править ]
- Насадки для метчиков: они могут быть обычными (доступны в различных размерах метчиков) или быстросменными
- Быстросменные сверлильные и нарезные патроны (доступны варианты как для ЧПУ, так и для инструментов с ручным управлением)
- Жесткие нарезные приспособления (для ЧПУ)
Обычно от держателей для метчиков требуются следующие характеристики:
- Двойной патрон: метчик удерживается в точках как круглого, так и квадратного сечения. Захват круглой секции обеспечивает концентричность относительно шпинделя станка, а захват квадрата обеспечивает положительный привод вращения.
- Предохранительная муфта: встроенный предохранительный механизм срабатывает, как только достигается установленный предел крутящего момента, чтобы предохранить кран от поломки.
- Радиальная параллельность поплавка: этот поплавок устраняет небольшие перекосы.
- Компенсация длины: встроенная компенсация длины учитывает небольшие толчки или тяги к шпинделю или разницу подачи.
Примеры использования нарезки резьбы с типичными примерами операций нарезания резьбы в различных средах показаны на сайте machinetoolaid.com [1]
Нажатие на станции [ править ]
- Станции для метчиков - это рабочие столы с головкой для метчиков, прикрепленной к концу рычага в стиле пантографа, подобного тому, что используется для лампы с балансиром . Оператор направляет резьбонарезную головку к каждому (уже просверленному) отверстию и быстро выбивает его.
- Центры для сверления и нарезания резьбы , название которых похоже на название постов для нарезания резьбы, на самом деле представляют собой легкие, доступные обрабатывающие центры с 2, 2,5 или 3 осями, которые предназначены в основном для сверления и нарезания резьбы с ограниченным использованием фрезерования.
Для двухзаходных и вставных метчиков требуются разные скорости и подачи, а также другие диаметры начального отверстия, чем для других метчиков.
Размеры сверл для метчика [ править ]
| Таблица размеров метчиков и сверл Imperial | Таблица размеров метчиков и сверл | [6] [7] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Умереть [ править ]
Головка режет наружную резьбу на цилиндрическом материале, такие как стержень, который создает часть с наружной резьбой , которая функционирует как болт. Плашки обычно изготавливаются двух типов: цельнолитые и регулируемые. Регулируемая матрица может быть отрегулирована либо встроенным винтом, либо набором винтов, установленных в держателе матрицы (называемом «заготовкой матрицы»). Интегральные регулировочные винты могут быть расположены для работы в осевом направлении, когда перемещение регулировочного винта в резьбовое отверстие в матрице заставляет разрезную часть матрицы открываться, или по касательной, когда винт, ввинченный с одной стороны щели, упирается в противоположную. сторона прорези. Плашки без встроенных винтов регулируются внутри штампа с помощью радиально расположенных винтов. Два винта в ложе входят в углубления по обе стороны от прорези, стремясь зажать прорезь закрытой, в то время как третий винт с коническим наконечником ввинчивается в прорезь, заставляя ее открыться. Смещение этих трех винтов друг к другу регулирует матрицу.
Встроенные винты, по-видимому, распространены в США, но почти неизвестны в Великобритании и Европе.
Матрицы, показанные на изображении справа, регулируются:
- вверху слева: старая разрезная матрица с верхним регулировочным винтом
- внизу слева: цельная матрица с верхним регулировочным винтом
- в центре: цельная матрица с боковым регулировочным винтом (на полном изображении почти не видна)
- справа: две матрицы без встроенных регулировочных винтов
Сплошные штампы вырезают резьбы номинальной формы и глубины, точность которых зависит от точности изготовления штампа и эффектов износа. Регулируемые матрицы можно слегка сжать или расширить, чтобы обеспечить некоторую компенсацию износа или добиться различных классов резьбовой посадки (класс A, B и, реже, C). Регулируемые краны тоже существуют, но не распространены. У них есть наконечник, который проходит сквозь канавки, и осевой винт, который слегка раздвигает режущие кромки.
Заготовка (заготовка), на которую нужно нарезать резьбу, которая обычно немного меньше по диаметру, чем основной диаметр матрицы, имеет небольшой конус (фаску) на конце, который должен быть нарезан. Эта фаска помогает центрировать матрицу на заготовке и снижает усилие, необходимое для начала нарезания резьбы. [8] Как только матрица запущена, она самоподдерживается. Периодическое переворачивание матрицы часто требуется, чтобы сломать стружку и предотвратить скучивание.
Die гайка s , также известный как rethreading штампов , являются штампамиизготовленные для очистки поврежденных нитей, [9] не имеет никакого раскола для изменения размера и сделано из гексагонального баратак что ключ может быть использованчтобы превратить их. Процесс восстановления поврежденной резьбы называется «погоней». Плашки для перетяжки нельзя использовать для нарезания новой резьбы. [10]
Смазочные материалы [ править ]
Использование подходящей смазки необходимо при большинстве операций нарезания резьбы и нарезания резьбы. Рекомендуемые смазочные материалы для некоторых распространенных материалов:
- Углеродистая (мягкая) сталь
- Масло для резки металлов на нефтяной основе или синтетическое .
- Легированная сталь
- Смазочно-охлаждающая жидкость на нефтяной основе, смешанная с небольшим количеством (приблизительно 10 процентов) керосина или уайт-спирита . Эта смесь также подходит для обработки нержавеющей стали .
- Чугун
- Без смазки. Для удаления стружки следует использовать струю воздуха с низкой скоростью.
- Алюминий
- Керосин или уайт-спирит, смешанные с небольшим количеством (15–25 процентов) смазочно-охлаждающей жидкости на нефтяной основе. В некоторых случаях приемлемыми заменителями являются такие продукты, как WD-40 , CRC 5-56 и 3-In-One Oil .
- Латунь
- Керосин или уайт-спирит.
- Бронза
- Керосин или уайт-спирит, смешанные с небольшим количеством (10-15 процентов) смазочно-охлаждающей жидкости на нефтяной основе.
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ Roe 1916 , p. 58.
- ^ a b «Отводы: техническая информация» . Архивировано из оригинала на 2009-01-13 . Проверено 4 января 2009 .
- ^ a b c Smid, Питер (2003-03-01). Справочник по программированию ЧПУ . ISBN 978-0-8311-3158-6.
- ^ ДеГармо, стр. 750-751.
- ^ Brown & Sharpe: Cam & Tool Design, стр. 11-12.
- ^ «Таблица размеров метчиков и сверл для США» . BoltDepot.com. Архивировано 01 декабря 2006 года . Проверено 3 декабря 2006 .
- ^ «Метрическая таблица размеров метчиков и сверл» . BoltDepot.com. Архивировано 10 ноября 2006 года . Проверено 3 декабря 2006 .
- ^ "Отводы и умирает терминология" . TapDie.com. Архивировано из оригинала на 2006-11-19 . Проверено 3 декабря 2006 .
- ^ «Типы и использование - продолжение - 14256_231» . www.tpub.com . Архивировано 9 марта 2009 года . Проверено 7 мая 2018 .
- ^ Кинан, Джулиан Пол (2005). ASVAB - Лучшая подготовка к экзаменам . Ассоциация исследований и образования. ISBN 978-0-7386-0063-5.
Библиография [ править ]
- Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Вайли. ISBN 0-471-65653-4.
- Роу, Джозеф Уикхэм (1916), английские и американские производители инструментов , Нью-Хейвен, Коннектикут: Yale University Press, LCCN 16011753. Перепечатано McGraw-Hill, Нью-Йорк и Лондон, 1926 ( LCCN 27-24075 ); и Lindsay Publications, Inc., Брэдли, Иллинойс, ( ISBN 978-0-917914-73-7 ).
Внешние ссылки [ править ]
- Фото ручного метчика
