3 Проектирование метчика
Задание: спроектировать метчик гаечный длинный.
Исходные данные: обрабатываемая резьба М10-6G
Расчет метчика:
1. Расчет среднего и внутреннего диаметра резьбы
производиться по формулам в зависимости от шага резьбы [3, табл. 3]. Принимаем Р=1,5:
- средний диаметр D2 находят по формуле:
D2 =D –1 +0,026 (3.1)
где D – наружный диаметр внутренней резьбы;
D2 = 10 –1 +0,026 =9,026 (мм).
-внутренний диаметр D1 находят по формуле:
D1 =D –2 + 0,376 (3.2)
Тогда:
D1 =10 –2 +0,376 = 8,376 (мм).
2. Назначение класса метчика
Класс метчика выбирается в зависимости от допуска на средний диаметр нарезаемой резьбы.
Согласно рекомендациям допуска на средний диаметр резьбы 6G соответствует 2 класс метчика [3, табл. 6].
3. Расчет граничных отклонений на средний диаметр:
Допуск на средний диаметр метчика определяется по формуле [3, с. 23]:
(3.3)
где TD2(5) –допуск на средний диаметр внутренней резьбы при пятой степени точности. TD2(5) =180 мкм.
.
Нижнее отклонение среднего диаметра резьбы метчика определяется как [3, табл. 5]:
(3.4)
По (3.4):
.
Верхнее отклонение среднего диаметра резьбы метчика определяется как [3, с. 24]:
(3.5)
В соответствии с (3.5):
.
4. Расчет граничных отклонений на наружный диаметр.
Допуск на наружный диаметр метчика определяется по формуле [3, с. 27]:
(3.6)
где Р – шаг нарезаемой резьбы.
Тогда:
.
Нижнее отклонение наружного диаметра резьбы метчика определяется через допуск на средний диаметр нарезаемой внутренней резьбы как [3, с. 27]:
, (3.7)
По (3.7):
.
Верхнее отклонение наружного диаметра резьбы метчика определяется как [3, с. 24]:
(3.8)
Согласно (3.8)
.
5. Назначение отклонения на внутренний диаметр
При нарезании резьбы метчиком возможно большее или меньшее (в зависимости от степени вязкости) деформирование обрабатываемого материала. Если просверлить отверстие под резьбу, нарезаемую метчиком, сверлом с диаметром, который равен номинальному внутреннему диаметру резьбы, то процесс нарезания будет затруднен, и
метчик может поломаться. Чтобы этого не
произошло всегда используются сверла большего диаметра, чем номинальный
внутренний диаметр резьбы, dсв > D1. Поэтому отклонение
на внутренний диаметр 
, а значение нижнего
отклонения не устанавливается.
6. Назначения количества стружковых канавок
Количество стружковых канавок имеет важное значение, так как определяет толщину среза при работе метчика и влияет на величину крутящего момента.
Так для метчика для нарезания резьбы диаметром 10 мм в черных металлах рекомендуется число стружковых канавок принять равным n=3 [3, табл. 1]. Принимаем п = 3.
7. Расчет ширины пера и диаметра сердцевины.
Диаметр сердцевины должен быть таким, чтобы обеспечить достаточный простор для стружки и прочность метчика. Перо не должно быть широким, поскольку с его увеличением сильно возрастает трение и опасность забивания канавки стружкой, что может привести к поломке метчика. Но чересчур узкое перо уменьшает количество переточек, не дает метчику хорошего направления и производит вибрации, что отражается на точности и шероховатости поверхности резьбы.
Выбор диаметра сердцевины и ширины пера производят в зависимости от количества стружковых канавок в частях наружного диаметра метчика [3, табл. 2]:
- диаметр сердцевины dс=10··(0,38 …0,45) =3,8…4,5 (мм). Принимаю dс = 4,5 мм;
- ширина пера р = 10·(0,30 … 0,32) = 3,0…3,2 (мм). Принимаю p =3,0 мм.
9. Определение длины режущей части.
Длина режущей части для машинных метчиков при обработки сквозных отверстий равна:
(3.9)
где – Р шаг резьбы; Р = 1,5 мм.
Тогда за (3.9):
l1 = 6∙1,5=9 мм.
10. Расчет угла φ.
Угол φ определяется по формуле [3, с. 31]:
(3.10)
где dNmin – минимальный наружный диаметр метчика:
dNmin = dN –eidN =10 -0,072 = 9,928 (мм).
dсв – диаметр сверла под резьбу:
dсв = dN1+0,15(dN – dN1) = 8,376+0,15(10-8,376)=8,62 (мм).
f –коэффициент, который определяет величину вхождения метчика в предварительно просверленное отверстие: f =0,30 – 0,18 [2, с.5]. Принимаю f =0,20.
Согласно (3.10):
.
11. Расчет длины метчика.
Длина метчика определяется по формуле [3, с. 18]:
(3.11)
Согласно (3.11):
Принимаю по ГОСТ 3266-81L=76 мм.
12. Определение длины калибрующей части.
Длину калибрующей части для машинных метчиков рекомендуют назначать l2=12витков, т.е. l2 = 12∙1,5=18 мм. [3, с. 31].
13. Расчет толщины среза
Толщина среза определяется по формуле [3, с. 5]:
(3.12)
По формуле (3.12):
14. Расчет диаметра торца
Диаметр переднего торца находят по формуле [3, с. 5]:
(3.13)
Согласно (3.13):
15. Назначение геометрии лезвий
Передний угол γ выбирается в зависимости от обрабатываемого материала. С увеличением угла γ улучшаются условия для формирования и выведения стружки, и уменьшается шероховатость нарезаемой поверхности.
Передний угол для метчиков общего назначения назначается в зависимости от диаметра, так при dN >3,5мм передний угол рекомендуют брать равным γ=10˚.
Величина заднего угла α зависит от назначения, типа и размера метчика, а также и от обрабатываемого материала. Чем больше вязкость материала, тем больше должен быть угол α.
Для машинных метчиков величину заднего угла рекомендуют принимать в границах: α=8-10˚, принимаем α = 8˚ [3, с. 15].
16. Расчет коэффициента затылования
Коэффициент затылования находится по формуле [3, с. 16]:
(3.14)
По (3.12):
17. Расчет параметров профиля стружечной канавки
(3.15)
(3.16)
(3.17)
18. Назначение угла наклона стружковой канавки
Метчики обычно изготавливаются с прямыми канавками, но для лучшего отвода стружки проектируют и метчики с винтовыми канавками с углом наклона к оси 10˚-16˚.
Для данного случая используют левое направление стружковых канавок, что характерно для метчиков предназначенных для обработки сквозных отверстий с углом наклона равным 12˚.
19. Назначение допусков на геометрию, на половину угла профиля, на шаг.
Граничное отклонение половины угла профиля резьбы выбирают в зависимости от шага резьбы и класса точности метчика: α/2=±25 [3, табл. 4].
Шаг резьбы зависит от точности механизма станка, который создает резьбу на метчике и погрешности термической обработки. Метчики со шлифованной резьбой погрешности от термической обработки не имеют, поскольку она исправляется при шлифовании, и точность их шага зависит только от точности резьбошлифовальных станков. Принято: ТР/2= ±0,01мм [3, с. 22].
20. Проектирование присоединительной части.
У машинных метчиков конструкция хвостовика зависит от типа патрона. Согласно ГОСТ 3266-81 хвостовик машинных метчиков обеспечивается кольцевой выточкой и квадратом.(рисунок 3.1).
Основные размеры выбираю согласно ГОСТ 3266-81:
Длинна метчика L = 76 мм; диаметр хвостовика d1 =8 мм; диаметр кольцевой выточки d3 =7 мм; расстояние от торца метчика до середины кольцевой выточки l3 = 10 мм. [5, с. 222].
Рисунок 3.1 – Машинный хвостовик
21. Построение схемы полей допусков резьбы метчика
Схема полей допусков резьбы метчика изображена на рисунке 3.2
Рисунок 3.2 – Схема полей допусков резьбы метчика
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.