Кому стоять у станка - Борис Федорович Данилов
Мое изобретение метчик-протяжка получил очень широкое распространение и стал необходимым буквально на каждом машиностроительном заводе. Освоен серийный выпуск этого инструмента. Однако приходится еще встречать заводы, даже в Москве, Киеве, где специалисты удивленно раскрывают глаза, когда им говорят о метчике-протяжке. Поэтому я подробно расскажу об этом инструменте.
Метчик-протяжка. В современном машиностроении, кроме обычных гаек с крепежной резьбой, применяют много видов деталей с внутренней резьбой различных профилей и с различной длиной нарезанной части. Серьезные затруднения вызывает нарезание различных гаек с отверстиями большой длины при сравнительно малом диаметре, а также гаек с многоходовой трапецеидальной, ленточной или метрической резьбой.
Для повышения производительности труда и получения качественной резьбы в таких деталях автором создан новый инструмент, так называемый метчик-протяжка. Этот инструмент позволяет нарезать внутреннюю резьбу любого профиля с любым числом заходов при большой длине нарезанной части и обеспечивает высокое качество резьбы с точностью второго класса. Производительность труда при работе новым инструментом повышается во много раз по сравнению с обычными способами нарезания резьбы токарным резцом.
Метчик-протяжка имеет следующие особенности: хвостовик расположен впереди режущей части, что обеспечивает работу метчика на растяжение, в отличие от обычных метчиков, работающих на сжатие; рабочая часть метчика выполнена в виде конической резьбы на всей его длине; зуб метчика не имеет затылования по среднему диаметру, ширина профильной части по наружной поверхности уменьшена, а задняя поверхность имеет двойную заточку (рис. 38).
Рис. 38. Метчики-протяжки
Метчик-протяжку можно использовать на любом универсальном токарном станке, имеющем минимально 18—40 оборотов в минуту, чтобы скорость резания не превышала 2—3 метра в минуту.
Для нарезания резьбы расточенную по внутреннему диаметру деталь надевают на хвостовик метчика-протяжки. Хвостовик вставляют в отверстие державки, установленной и закрепленной в резцедержателе станка, и крепят клином. Державку предварительно устанавливают отверстием по линии центров станка. Движением продольного суппорта метчик-протяжку с надетой деталью вводят в отверстие шпинделя между раскрытыми кулачками патрона. Выбирают величину продольной подачи, точно соответствующую шагу заданной резьбы, и соединяют суппорт с ходовым винтом посредством маточной гайки. При нарезании правой резьбы станку дают обратный ход на 1/3—1/2 оборота для создания натяга, после чего станок останавливают и деталь зажимают кулачками патрона (зажатие должно быть надежным), затем включают станок на обратный ход. Вращение детали в сочетании с продольным перемещением метчика-протяжки обеспечивает нарезание заданной резьбы (рис. 39).
Рис. 39. Схема работы метчика-протяжки: 1 — передняя бабка станка; 2 — патрон; 3 — метчик-протяжка; 4 — резцедержатель суппорта
Станок работает весьма производительно. Если раньше для нарезания резцом двух- или трехходовой гайки с трапецеидальной резьбой приходилось делать до сотни проходов резцом в обе стороны, то теперь требуется всего один проход, к тому же при меньшей скорости перемещения суппорта. Это снижает износ ходового винта и маточной гайки, облегчает труд токаря. При этом работу может выполнять токарь средней квалификации. Производительность увеличивается в 5— 10 раз, качество резьбы получается более высокое и резьба имеет стандартный профиль. Для нарезания внутренней резьбы одного размера достаточно одного метчика-протяжки вместо обычно применяемых трех метчиков.
При нарезании резьбы малого диаметра с крупным шагом и с шестью и более заходами в длинных гайках (более 60 миллиметров) применяют комплект из двух метчиков-протяжек. С каждым оборотом метчик-протяжка снимает в гайке средней длины слой металла глубиной до 0,14 миллиметра при обработке стали, до 0,40 миллиметра при обработке чугуна и до 0,48 миллиметров — латуни и бронзы. Это происходит за счет конусности метчика-протяжки, т. е. увеличения диаметра от 0,1 до 0,4 миллиметра на каждый виток (в зависимости от размера резьбы).
Зубья метчика-протяжки, имея постепенное нарастание размера среднего диаметра, последовательно, виток за витком, зачищают резьбу, профиль получается чистый и точный.
На метчиках-протяжках продольные канавки делают спиральными, что по сравнению с прямыми канавками облегчает процесс резания и одновременно увеличивает стойкость инструмента. Угол подъема спирали канавки выбирают соответственно углу подъема винтовой линии резьбы и ее направлению. Для правой резьбы направление спирали канавок принимают левое, а для левой резьбы — правое.
В процессе эксплуатации метчиков-протяжек установлено, что наибольшая общая длина инструмента не должна превышать 650 миллиметров, а длина нарезанной части — не более 450 миллиметров. Эти величины являются предельными для большинства резьбошлифовальных станков, имеющихся на наших заводах.
В тех случаях, когда по расчету требуется большая длина метчика, делают комплект из двух метчиков-протяжек. Обычно это бывает при большом числе заходов резьбы или при большой длине нарезаемой поверхности. Кроме того, в соответствии с диаметром метчика-протяжки его длину следует выбирать такую, чтобы метчик можно было нарезать на станке и шлифовать без люнета.
Для нарезания гаек большой длины, а также для нарезания резьбы в деталях из жаропрочной и нержавеющей стали и нарезания колец резьбовых калибров из инструментальной стали применяют особую конструкцию метчика-протяжки с четырьмя резьбовыми участками, имеющими заборный конус. Наличие проточек на метчике-протяжке и заборного конуса на каждом из резьбовых участков облегчает резание вязких материалов, создает лучшие условия для выхода стружки, снижает трение на резьбовой поверхности и тем самым значительно разгружает метчик.
Заборный конус делается с таким расчетом, чтобы его начало совпадало с наружным диаметром последних зубьев метчика, уже прошедших сквозь деталь. Последний режущий участок метчика-протяжки цилиндрический, он имеет калибрующие зубья, создающие полный размер резьбы в детали.
При нарезании трапецеидальных резьб в стальных деталях большой длины хорошие результаты дает разгрузка режущих зубьев путем стачивания половины профиля зуба метчика-протяжки. На каждом участке резьбы с заборными конусами стачивают под углом 45° половину профиля зуба на одном пере с правой стороны, а на следующем пере — с левой стороны. В результате этого получается более узкая и дробленая стружка и процесс резания облегчается.
На некоторых заводах применяют метчики-протяжки с двумя окнами под чеку (клин) на удлиненной хвостовой части. Переставляя метчик в державке, нарезают как короткие, так и длинные детали.
Технология изготовления метчиков-протяжек та же, что и при изготовлении обычных метчиков такого же размера. У метчиков-протяжек с углом подъема резьбы менее 15° после токарной обработки фрезеруют винтовые канавки, затем резцом на них нарезают черновую резьбу под шлифование. После этого инструмент закаливают и шлифуют наружную поверхность. Резьбу метчика шлифуют на резьбошлифовальных станках. На метчиках-протяжках с углом подъема резьбы более 15° нарезают резьбу начисто на токарно-винторезном станке, фрезеруют канавки и после этого подвергают их термической обработке. Разницу в технологии изготовления метчиков-протяжек можно объяснить
