Класифікація і конструкція мітчиків
Ручні (слюсарні) мітчики призначені для нарізування метричних, дюймових і трубних різьб вручну за допомогою воротка. Їх конструкція (рис.1) під-робно описана нижче. Так як ці мітчики працюють при малих скоро-стях різання, їх доцільно виготовляти з дешевих і недефі-цітной вуглецевих сталей, наприклад У9А, У10А, У11А і т. П.
Рис.1. мітчик ручний
Машинні мітчики (рис.2) призначені для нарізування циліндричних і конічних різьб на верстатах (токарних, свердлильних, спеціальних і ін.). Закріплення їх виробляється в спеціальних патронах. Відрізняються від ручних формою хвостовій частині. Машинні мітчики найчастіше робляться одинарними, але при великих величинах кроку (наприклад Р> 3 мм) і діаметрах різьблення (бо-леї 24 мм) рекомендується застосування комплекту з двох штук. Машин-ні мітчики виготовляються з легованих (9ХС, ХВГ) або бистроре-жущіх (Р6М5) інструментальних сталей.
Мітчики, призначені для нарізування резьб як вручну, так і на верстаті, отримали назву машинно-ручних. Відрізняються від ручних і машинних формою хвостовій частині.
Рис.2. мітчик машинний
Мітчики з гвинтовими канавками (рис.3) забезпечують сход стружки в заданому напрямку. Канавки можуть мати праве (для різьби в наскрізних отворах) і ліве (для глухих) напрямок. Кут нахилу гвинтових канавок w = 15. 30 °. Застосування таких мітчиків досить ефективно при нарізанні різьби в матеріалах, про-разующіх зливну стружку (легкі сплави, нержавіючі стали, жаро- міцні сплави і ін.).
Рис.3. Мітчик з вінтовфмі канавками
Гайкові мітчики (рис.4) призначені для нарізування резьб в гайках. Довжина різьби в гайках порівняно невелика і, отже, крутний момент, що виникають в процесі різання, мають невелику величину. Це дозволяє робити такі мітчики одинарними, що обумовлює порівняно велику довжину їх ре-жущей частини і коротку калібруючу.
Мітчики можуть бути з коротким або довгим прямим хвостовиком, який служить накопичити-телем гайок. Це дає можливість скоротити час на обробку за рахунок виключення вигвинчування мітчика з гайки. У масовому вироб-ництва
застосовуються мітчики із зігнутим хвостовиком (рис.4, б), що дозволяє зробити процес обробки безперервним.
Рис.4. Мітчики гайкові з хвостовиком: а - прямі; б - вигнуті
Калібрувальні мітчики (рис.5) призначені для калібрування і зачистки різьби, попередньо нарізаною іншими інструменту-ми (різьбовими різцями, різьбовими фрезами та ін.). Знімають невеликий припуск. У порівнянні зі звичайними мітчиками, ручними або машинними, калібрувальні мет-чики мають більш коротку ріжучу частину і значно більшу кількість пір'я.
Рис.5. Метчик калібрувальний
Плашкові мітчики (рис.6) призначені для попередньо-ного нарізування різьблення в плашках. Для підвищення точності і зниження шорсткості нарізати різьблення робоча частина їх справи-ється подовженою: ріже частина (36 кроків) нарізається 16 кроків по конусу з кутом 1 ° 20 ¢, решта 20 кроків - по циліндру. Така конст-рукція забезпечує роботу перших зубів по всьому профілю різьби і роботу інших зубів по вершинах профілю, що сприяє досягненню низької шорсткості.
Рис.6. Метчик плашковий
Маткові мітчики (рис.7) призначені для окончатель-ної обробки різьби в плашки. Вони використовуються після свердління стружкових отворів, а також для видалення задирок по краях отвору. Навантаження на маткові мітчики невелика, тому ріжу-щая частина у них коротше, ніж у плашечних. Ріжуча частина 12 кроків виконується по конусу з кутом 0 ° 12 ¢ і затилуется по всьому профілю.
Калібрує має 10 кроків. Щоб уникнути поломок під час роботи стружкові канавки у маткових мітчиків робляться гвинтовими з кутом w = 3. 6 °. Їх число не повинно бути рівним або кратним числу стружкових отворів в плашки.
Рис.7. Метчик матковий
Мітчики з укороченими канавками (бесканавочние) призначені головним чином для нарізування наскрізних від-верст (рис.8). Їх основна перевага - висока в порівнянні зі звичайними мітчиками міцність. Ця міцність досягається за рахунок того, що стружкові канавки робляться не на всій робочій довжині мітчиків, а лише на довжині, що дорівнює двом довжинам ріжучої частини. З метою надання стружки в нарізане отвір кут нахилу гвинтової канавкіw = 9. 12 ° виконується зворотним напрямку обертання мітчика. Щоб уникнути заклинювання калібрує частина бесканавочних мітчиків має збільшену зворотну конусність до 0,2 мм на 100 мм довжини.
Рис.8. Метчик бесканавочний
Мітчики бесстружечной (рис.9) призначені для утворення різьби методом пластичного деформування без утворення стружки. Їх іноді називають Розкатники. При цьому збіль-чивается статична і циклічна міцність,
підвищується точність і знижується шорсткість оброблюваних деталей. Замість стружкових канавок робоча частина в перерізі має багатогранник. На забірної частини різьблення шліфувати на конус, затилування відсутня. Довжина забірної частини 2 ... 6 витків. Область застосування їх обмежена головним чином нарізуванням різьби в м'я-ких в'язких матеріалах.
Рис.9. Метчик бесстружечной
Мітчики конічні (рис.10) застосовують для нарізування конічних різьб, як правило, в тендітних матеріалах типу сірих чавунів. Мітчики мають невисоку стійкість. Конічна різьба в деталі нарізається одночасно всієї робочої частиною мітчика. Мітчики мають коротку забірну частину з кутом 12 ... 15 ° і ріжучу частину з зубами повного профілю різьби.
Рис.10. Метчик конічний
Мітчики з переривчастою різьбленням (рис.11) використовують для нарізування різьблення в вузьких і важкооброблюваних матеріалах, а також в тонкостінних деталях. Зуби цих мітчиків зрізаються через зуб у шаховому порядку на калібрує.
Рис.11. Мітчик з переривчастою різьбленням
Мітчики-протягання (рис.12) призначені для нарізування багатозахідних трапецеїдальних і метричних резьб. Метчик попередньо вставляють в нарізану заготовку, як при протягуванні. Нарізування різьби проводиться без реверсування. Основний осо-бенностью їх є розташування хвостовика попереду ріжучої частини. Профіль різьби затилуется, задній уголa = 8. 12 °. Довжина калібрує 4-6 витків. Є конструкції мітчиків без калібрує. Кут нахилу канавок = 2. де - кут підйому різьби. Для правої різьби застосовуються ліві гвинто-ші канавки, для лівої різьби - праві.
Рис.12. Мітчик - протяжка
Збірні мітчики підрозділяються на три види. Нерегуліруе-мі, мітчики виконуються зі вставними гребінками, які закреп-ляють в корпусі мітчика. Основне призначення такої конструкції - економія інструментальних сталей. Регульовані мітчики (рис.13) мають вставні гребінки, які можуть уста-нятися на заданий розмір різьблення. Такі конструкції значи-тельно збільшують довговічність мітчика. Самовиключающіеся мет-чики, крім регулювання на заданий розмір різьблення, дозволяють в кінці робочого ходу зближувати гребінки так, що зворотний хід про-диться без вигвинчування мітчиків з нарізаного отвору. Це охороняє мітчики від пошкодження і скорочує часЛ виведення їх з отвору. Конструкція таких мітчиків досить складна і здійсненна при діаметрах різьблення М36 і більше.
Рис.13. Метчик збірний
Мітчики комбіновані (рис.14) використовують для послідовного виконання кількох переходів обробки: свердління і нарізування різьблення, розгортання і нарізування різьблення і т.п.
Рис.14. Метчик комбінований
1. Відповідно до завдання вибрати тип мітчика і ввести вихідні дані для проектування.
2. Визначити клас точності різьблення мітчика в залежності від ступеня точності нарізати різьблення (табл.1).
Рис.15. Профіль нарізати різьблення гайки: D - номінальний зовнішній діаметр; -
внутрішній діаметр; D2 - середній діаметр; Р - крок різьби; a - кут профілю різьби; Н - висота вихідного трикутника; - нижнє відхилення середнього діаметра; - допуск на
внутрішній діаметр; - допуск на середній діаметр.
5. Відповідно до розмірів і ступенем точності нарізати різьблення розрахувати виконавчі розміри діаметрів різьблення чистового (або одинарного) мітчика по ГОСТ 16925-93 або табл. 4-6 і допуски на них: d - зовнішнього діаметра різьби мітчика; d2 - середнього діаметра; d1 - внутрішнього діаметра.
Виконавчі розміри діаметрів різьблення попередніх мітчиків в комплекті, якщо вони необхідні, визначається згідно з ГОСТ 16925-93 або табл. 14. Згідно з цим же джерел призначити допуски на крок різьби мітчика і половину кута профілю.
Мітчики зі шліфованим профілем різьблення повинні виготовлятися 1-3-го класів точності, з нешліфованим профілем різьблення - 4-го класу.
Класи точності встановлюються в залежності від поля допуску середнього діаметра. Допуски всіх класів точності визначаються в одиницях допуску t. величина якого дорівнює допуску. різьблення ступеня точності 5.
Приклад розрахунку розмірів різьбової частини мітчика наведено нижче.
Діаметр різьби d,
Для кроку 2 мм ± 10 мкм (див. Табл.5)
Примітка. t = ТD2 (величина допуску середнього діаметра різьби ступеня точності 5)
6. Побудувати профіль різьблення мітчика з усіма необхідними розмірами і допусками (рис.16). При цьому діаметри мітчика слід розглядати як діаметри вала в системі отвору і відповідно проставляти виконавчі розміри. Так, наприклад, середній діаметр різьби мітчика М14 класу точності 2 рівний має бути поданий як.
Рис.16. Профіль різьби мітчика: d = D - номінальний зовнішній діаметр мітчика;
dmin - допустимий мінімальний зовнішній діаметр; JS - нижнє відхилення зовнішнього діаметра; d2 = D2 - середній діаметр; - мінімальний середній діаметр; - максимальний середній діаметр; Es - верхнє відхилення середнього діаметра;
Em - нижнє відхилення середнього діаметра; - допуск на середній діаметр
7. Визначити діаметр мітчика на передньому торці (рис.17):
Для мітчиків діаметром до 18 мм D = 0,1 ... 0,15 мм; діаметром 20 ... 38 мм D = 0,2 ... 0,25 мм; діаметром 42 ... 52 мм D = 0,3 ... 0,35 мм.
Рис.17. Конструктивні параметри мітчика
8. Залежно від виду оброблюваного матеріалу і діаметра різьби вибрати число стружкових канавок мітчика. Число стружкових канавок впливає на товщину зрізу, зусилля і потужність, що витрачаються на різання, на обсяг простору для розміщення стружки.
Число канавок призначається 2 - 6 при зміні зовнішнього діаметра в межах 2 ... 52 мм. Їх число вибрати відповідно до ГОСТ 3266-81 або табл.7. Кут нахилу канавок у ручних мітчиків, як правило, дорівнює нулю.
Діаметри мітчиків, мм
9. Призначити величину товщини перетину зрізу az (мм). З метою спрощення розрахункових формул на рис.18 ця величина показана в перерізі, перпендикулярному осі мітчика.
При нарізуванні різьблення мітчиками з швидкорізальних сталей в різних оброблюваних матеріалах величину az слід приймати: для сталі - 0,2 ... 0,05 мм, для чавуну - 0,04 ... 0,07 мм, для титанових і жароміцних сплавів - 0,015 ... 0, 02 мм, для легких сплавів - 0,05 ... 0,06 мм.
При нарізуванні різьблення мітчиками з твердих сплавів az приймають рівною 0,03 ... 0,04 мм.
10. Розрахувати довжину ріжучої частини мітчика l1 (рис.18) за формулою
де Zu - число пір'я мітчика, яка дорівнює кількості стружкових канавок.
Розраховану за формулою (2) величину l1 слід округлити до цілого числа кроків різьблення (nР) і позначити на кресленні. Наприклад, при l1 = 24 мм і P = 3 мм слід позначити l1 = 8Р. Для гучних мітчиків довжина ріжучої частини зазвичай обмежується величиною l1 = 12Р.
Дана методика розрахунку довжини ріжучої частини мітчика виправдана для нарізування резьб в наскрізних отворах. Для нарізування резьб в глухих отворах довжина ріжучої частини повинна бути не більше довжини збігу різьби деталі, зазвичай приймають l1 = (1,5 ... 2) Р.
Формула (2) справедлива при нарізанні різьби одним метчиком. При нарізуванні різьби як в наскрізних, так і в глухих отворах комплектом мітчиків l1 призначається відповідно до табл.8.
Кількість мітчиків в комплекті
Довжина l1. виражена в числі кроків
11. Призначити геометричні параметри мітчика. Величину переднього кута g ° на ріжучої і калібрує частинах вибрати по табл.9.
12. Задній кут на ріжучої частини для машинних і гучних мітчиків призначається рівним 8 ... 10 °; для ручних - 6 ... 8 °; для мітчиків, призначених для нарізування резьб в деталях з легких сплавів, - 5 ... 6 °.
Задня поверхня ріжучої частини утворюється затилованія по зовнішньому діаметру. Величина затилованія визначається за формулою
Величину затилованія слід округлити кратно 0,1 мм. На кресленні мітчика ця величина позначається на передній поверхні подальшого зуба (рис.9, а).
Рис.19. Затилування метчиков на ріжучої і калібрує частинах
Задній кут a1 на калібрує призначають рівним 0, щоб виключити зменшення діаметральні розмірів різьблення при переточуваннях. Це значно підвищує сили тертя і крутний момент, тому призначення a1 = 0 допустимо тільки для мітчиків 4-го класу точності.
Для мітчиків 1-, 2-, 3-го класів точності рекомендується проводити затилування на 2/3 ширини пера (рис.19, б).
Для мітчиків, призначених для нарізування резьб в жароміцних і титанових сплавах, рекомендується форма, показана на рис.19, в. Величина затилованія в цьому випадку вказується в крайній точці пера.
13. Головний кут в плані обчислити за формулою
14. Призначити довжину калібрує і зворотний конусність (табл.10).
19. Виконати робоче креслення мітчика. У кресленні вказати:
- профіль різьблення мітчика з усіма розмірами і допусками на них;
- профіль стружкової канавки з усіма розмірами, необхідними для
профілювання інструмента II порядку;
- діаметр хвостовика d 3. Цей діаметр повинен бути менше внутрішнього діаметра різьби мітчика d1;
- довжину ріжучої частини в числі кроків різьблення кратно 0,5 мм;
- головний кут в плані як довідковий розмір;
- допустиму величину биття мітчика по зовнішньому і середньому діаметрами ріжучої і калібрує частин відносно осі 0,02 - 0,04 мм.
- розміри номерів мітчика в комплекті показати у вигляді таблиці (табл.19).
20. У маркуванні слід вказати діаметр і довжину нарізати різьблення, клас точності, марку інструментального матеріалу, для різьби з дрібним кроком - величину кроку; для комплектних мітчиків - номер мітчика в комплекті. Наприклад: М14 клас 2, lP = 30, №1, Р6М5.