Результат интеллектуальной деятельности: МЕТЧИК ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ В ГЛУХИХ ОТВЕРСТИЯХ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием, в частности к нарезанию глухой резьбы метчиками в высокопрочных полимерных композиционных материалах.

Известен метчик, содержащий хвостовик, калибрующую и режущую части с полным резьбовым профилем (Суворов А.А. и др. Металлорежущие инструменты. - М.: Машиностроение, 1979, с.45).

Недостатком описанного метчика является узкая сфера использования, ограниченная выбором обрабатываемого материала, и, как следствие, низкая стойкость при обработке высокопрочных полимерных композиционных материалов за счет наличия значительных сил трения при нарезании резьбы и реверсе метчика, возникающих вследствие одновременного участия в работе большого числа режущих кромок зубьев, что приводит к увеличению крутящего момента резания, образованию прижогов и снижению качества резьбы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях, содержащий хвостовик, калибрующую и режущую в виде заборного конуса части, при этом в режущей части со стороны торца метчика выполнены две перпендикулярные щелевидные прорези глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей части. Причем ширина прорезей составляет 0,1-0,5 мм, меньшее значение которой соответствует метчикам малого диаметра (Патент РФ №2138373, МПК B23G 5/06, опубл. 1999),

Недостатком описанного метчика является узкая сфера использования, ограниченная выбором обрабатываемого материала, и, как следствие, низкая стойкость при обработке высокопрочных полимерных композиционных материалов за счет изменения динамической жесткости в процессе нарезания резьбы и, следовательно, изменения кинематических углов резания, что приводит к развороту лепестков режущей части и увеличению площадок контакта поверхностей режущих зубьев и витков резьбы, это обусловливает снижение стойкости метчика и ухудшение качества резьбы.

Предлагаемым изобретением решается задача расширения сферы использования при увеличении стойкости метчика и улучшении качества резьбы.

Для получения данного технического результата в предлагаемом изобретении метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях содержит хвостовик, калибрующую часть и режущую в виде заборного конуса часть, в которой со стороны торца метчика выполнены две перпендикулярные щелевидные прорези глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей части, в режущей части со стороны заборного конуса выполнен опорный участок цилиндрической формы со стружечными канавками, длина которого равна 0,1-0,2 длины заборного конуса, а диаметр равен меньшему диаметру заборного конуса, при этом длина режущей части определяется общей длиной опорного участка и заборного конуса, прорези выполнены шириной, равной 0,6-1 мм, меньшее значение которой соответствует метчикам малого диаметра.

Расширение сферы использования, обусловленное применением метчика для нарезания глухих отверстий в высокопрочных полимерных композиционных материалах, при увеличении стойкости метчика и улучшении качества резьбы достигается тем, что в режущей части со стороны заборного конуса выполнен опорный участок цилиндрической формы со стружечными канавками, длина которого равна 0,1-0,2 длины заборного конуса, а диаметр равен меньшему диаметру заборного конуса, при этом длина режущей части определяется общей длиной опорного участка и заборного конуса, прорези выполнены шириной, равной 0,6-1 мм, меньшее значение которой соответствует метчикам малого диаметра.

Наличие опорного участка режущей части метчика, контактирующего с обрабатываемой поверхностью, препятствует развороту режущей части метчика и увеличению силы трения, а при реверсе метчика вследствие изменения направления действия тангенциальной составляющей силы резания происходит разворот режущей части метчика, что увеличивает стойкость метчика и качество резьбы.

Длина опорного участка, равная 0,1-0,2 длины заборного конуса режущей части, является оптимальной, так как при длине опорного участка менее 0,1 длины заборного конуса не обеспечивается необходимый контакт опорного участка метчика с обрабатываемой поверхностью, а при длине, большей 0,2 длины заборного конуса, происходит увеличение площади контакта, что снижает стойкость метчика и качество резьбы.

Выполнение в режущей части со стороны торца метчика двух перпендикулярных щелевидных прорезей глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей части, которая определяется общей длиной опорного участка и заборного конуса, и шириной, равной 0,6-1 мм, является целесообразным, так как при глубине прорезей менее 0,3 длины режущей части и ширине менее 0,6 мм не происходит уменьшение диаметра режущей части метчика при реверсе, что приводит к интенсивному износу режущих зубьев калибрующей части, а выполнение глубины прорезей более 0,6 длины режущей части и ширине более 1 мм увеличивает вероятность поломки метчика вследствие снижения его жесткости.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях, общий вид; на фиг.2 изображено то же, вид А.

Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях содержит хвостовик 1, калибрующую 2 часть и режущую в виде заборного конуса 3 часть, в которой со стороны торца метчика выполнены две перпендикулярные щелевидные прорези 4 глубиной, равной 0,3-0,6 длины режущей части. В режущей части со стороны заборного конуса 3 выполнен опорный участок 5 цилиндрической формы со стружечными канавками, длина которого равна 0,1-0,2 длины заборного конуса 3, а диаметр равен меньшему диаметру заборного конуса 3. При этом длина режущей части определяется общей длиной опорного участка 5 и заборного конуса 3. Прорези выполнены со стороны торца метчика (опорный участок 5) шириной, равной 0,6-1 мм, причем меньшее значение ширины соответствует метчикам малого диаметра. Режущие зубья 6 размещены на калибрующей 2 части и заборном конусе 3 режущей части. Стружечные канавки 7 расположены параллельно продольной оси метчика от хвостовика 1 до торца опорного участка 5 режущей части, имеющего режущие кромки 8.

Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях работает следующим образом.

Хвостовик 1 закрепляется, например, в резьбонарезном патроне, установленном в шпинделе станка. При вхождении в отверстие под резьбу режущие кромки 8, расположенные на опорном участке 5 режущей части, срезают армирующие волокна обрабатываемых высокопрочных полимерных композиционных материалов, в частности стеклопластиков, оставшиеся после предыдущего перехода режущие зубья 6 заборного конуса 3 производят нарезание резьбы, в то время как режущие зубья 6 калибрующей 2 части обеспечивают доводку профиля резьбы, центрирование и самоподачу инструмента. В процессе резания за счет осуществления контакта опорного участка 5 режущей части с обрабатываемой поверхностью не происходит разворот лепестков режущей части и увеличение силы трения. При реверсе метчика происходит разворот лепестков режущей части и уменьшение ее диаметра.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит расширить сферу использования при увеличении стойкости метчика и улучшении качества резьбы.