ОСОБЕННОСТИ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫМЕТЧИКАМИ В ОТВЕРСТИЯХ МАЛОГО ДИАМЕТРА В ЗАГОТОВКАХ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
ЗУБКОВА ОКСАНА СЕРГЕЕВНА, к.т.н.,
Доцент кафедры машиностроительных технологий и оборудования,
БЛАГИРЕВ ДМИТРИЙ ЭДУАРДОВИЧ, студент
Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет
e.mail: zubkova-oksana@bk.ru
Для современного машиностроительного производства характерно большое количество методов получения винтовых поверхностей в отверстиях: нарезание головками и метчиками, точение,вихревая обработка,фрезерование,протягивание,шлифование. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки и применяется в определенных производственных условиях. Однако согласно источникам [1], [2], [3], [5] большинство методов не применяется для отверстий малого диаметра. Получение резьбы в отверстиях до 6 мм возможно нарезанием или накатыванием метчиками, или резьбофрезерованием.
Нарезание резьбы метчиком является наиболее дешевым и популярным способом получения резьбы в отверстиях малых диаметров в деталях из различных материалов. Однако при нарезании резьбы метчиком в пластичных материалах надо учитывать ряд особенностей работы этим инструментом.
Согласно источникам [2], [3] при нарезании резьбы метчиком возможно появление дефектов резьбы, поломка или повышенный износ инструмента. Причины этих явлений, а так же основные рекомендации по их устранению представлены в табл. 1.
В источнике [4] приводится мнение специалистов из США по поводу данных явлений.
Контролирование отвода стружки – это большая проблема при нарезании резьбы, особенно в мягких материалах, ведь при обработке такого материала получается сливная стружка. Такая стружка может образовывать заторы вокруг метчика или забивать его канавки, что может привести к обламыванию метчика в отверстии. «Алюминий, углеродистые и нержавеющие стали 300 серии являются наиболее сложными материалами для контроля отвода стружки», – отмечает Шерил Стюарт, инженер по применению метчиков и резьбонарезных фрез, сотрудник компании OSG Tap&DieInc., расположенной в ГлендейлХайтс, штат Иллинойс.
«Метчик сконструирован под размеры конкретной резьбы: ей соответствуют диаметры заборной и калибрующей частей и шаг резьбы», – поясняет Марк Хэтч, менеджер по продукции корпорации Emuge, расположенной в городе Вест Бойлстон штата Массачусетс, производящей метчики и резьбонарезные фрезы. Марк также добавляет, что, поскольку метчик производит черновую и чистовую обработку за один проход, производится большое количество стружки, которую нужно эффективно отводить. В противном случае существует вероятность возникновения чрезмерного давления, которое может привести к повреждению резьбы или метчика.
Таблица 1.
Проблемы при нарезании резьбы метчиком.
| Проблема | Причина | Способ устранения |
| Поломка метчика | Сильный износ, приводящий к увеличению крутящего момента | Своевременно менять инструмент на новый (переточенный) |
| Недостаточный подвод СОЖ | Обеспечить подвод СОЖ в зону резания для уменьшения наростообразования | |
| Утыкание метчика в дно отверстия | Увеличить глубину отверстия (если возможно). Использовать метчик с более короткой заходной частью. Уменьшить глубину резьбы. Использовать резьбонарезные патроны с компенсацией на сжатие/растяжение | |
| Малый диаметр отверстия под резьбу | Увеличить диаметр отверстия до рекомендованного | |
| Высокая скорость обработки | Оптимизировать скорость резания | |
| Быстрый износ | Высокая скорость обработки | Уменьшить скорость резания |
| Недостаточный подвод СОЖ | Обеспечить подвод СОЖ в зону резания для уменьшения наростообразования |
КалленМорисон, специалист по развитию бизнеса американской компании КОМЕТ, производящей метчики и резьбонарезные фрезы отмечает следующее: «Метчики могут нарезать резьбу в отверстиях глубиной более трёх диаметров самого инструмента. Как раз в этом случае метчики обычно работают намного быстрее, чем резьбонарезные фрезы с одной режущей кромкой.До тех пор, пока у вас не возникает никаких проблем при отводе стружки, вы можете углублять инструмент настолько, насколько это позволяет сделать его конструкция.При нарезании резьбовых отверстий диаметром 6 мм и менее существует проблема отвода стружки, так как пространство очень ограничено, а инструменты маленького размера относительно хрупкие.»
Специалисты ОАО «Авиаавтоматика» им. В.В. Тарасова так же отмечают поломки метчиков при нарезании резьбы в отверстиях малых диаметров в заготовках из алюминиевых сплавов, особенно в глухих отверстиях с вертикальным расположением оси, что в ряде случаев привело к введению в технологический процесс слесарных операций.
Выводы:
Для получения качественной резьбы и предотвращения поломок метчика при нарезании резьбы в отверстиях малого диаметра необходимо соблюдение определенных условий:
1. Правильный подбор инструмента в зависимости от обрабатываемого материала, типа отверстия и его глубины. Для глухих отверстий малого диаметра в алюминиевых сплавах применять метчики с винтовой стружечной канавкой.
2. Следовать рекомендациям производителя по использованию смазочно-охлаждающих жидкостей.
3. Патрон для заклепления инструмента должен соответствовать технологическим возможностям станка (нарезание резьбы с синхронизацией подачи).
4. Предварительное отверстие под резьбу должно соответствовать диаметру нарезаемой резьбы. Следует помнить, что для бесстужечных метчиков этот диаметр выполняется больше внутреннего диаметра резьбы.
5. Задаваемые режимы резания должны соответствовать расчетным значениям или рекомендациям производителя. Задание слишком малой скорости резания ухудшает условия отвода стружки и может привести к поломке инструмента.
6. Рассмотреть возможность применения альтернативных резьбонарезанию метчиком способов получения резьбы: резьбонакатываниебесстружечным метчиком, резьбофрезерование (от диаметра М2), точение (от даиаметра М6)
Список литературы:
1. Киричек А.В., Емельянов С.Г. и др. Режущий инструмент. Инструмент и технологии резьбоформообразования: учебное пособие. – Старый Оскол: ТНТ, 2014. – 200 с.
2. https://www.sandvik.coromant.com - Каталог фирмы SndvikCoromant/2015г
3. https://www.stamo-tools.ru/tehnicheskaya-informaciya/problemy-pri-narezanii-rezby - оф сайт компании «Стамотулс»
4. https://www.ctemag.com/ Insider trading: evaluating internal threading methods Published April 2014 Author Susan Woods
5. https://www.walter-tools.com - Каталогфирмы Walter-Prototyp /2015