Учебные пособия

Слесарно-инструментальные работы

Раздел:  Строительство. Ремонт

В современном машиностроении широко используются высокопроизводительные методы нарезания резьб на металлорежущих станках с помощью резьбонарезного инструмента; успешно получают резьбу и с помощью инструментов для накатывания и др.

Однако в практике слесарей-инструментальщиков при обработке деталей и изделий инструментального производства в большинстве случаев приходится нарезать резьбу вручную. Для нарезания резьбы в отверстиях применяются метчики различной конструкции.

Метчики. В зависимости от назначения метчики делятся на ручные, машинно-ручные, гаечные и плашечные. В зависимости от профиля нарезаемой резьбы метчики делятся на пять типов: для метрической, дюймовой, трубной, трапецеидальной и конической резьб.

 Метчик состоит из двух основных частей: рабочей и хвостовой.

Рабочая часть представляет собой винт с несколькими продольными прямыми или винтовыми канавками. Направление канавок может быть правым (метчик с левой резьбой) и левым (метчик с правой резьбой). Рабочая часть метчика служит для нарезания резьбы. Метчики с винтовыми канавками применяются для нарезания точных резьб.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей.

Заборная (или режущая) часть обычно делается в виде конуса, она производит основную работу при нарезании резьбы.

Калибрующая часть служит для зачистки резьбы, имеет цилиндрическую форму с обратным конусом и направляет метчик при нарезании.

Режущие зубья метчика выполнены в форме резцов, расположенных по окружности. Зубья метчика имеют все режущие элементы.

Канавки — углубления между режущими зубьями предназначаются для образования режущих кромок, а также выхода стружки, образовавшейся при нарезании резьбы. Метчики диаметром до 20 мм обычно изготовляют с тремя, а диаметром от 22 до 52 мм с четырьмя канавками. Специальные метчики не имеют канавок на калибрующей части.

Хвостовая часть метчика выполнена в виде стержня с квадратом на конце, она служит для закрепления метчика в патроне или воротке

На 94 показан способ нарезания резьбы в отверстии матрицы с помощью механического метчика на резьбонарезном станке. Прежде чем приступить к нарезанию резьбы в отверстии матрицы 2, необходимо проверить состояние станка. Затем вставить и закрепить метчик 3 в трехкулачковом патроне 4, после чего хвостовик патрона вставить в конус шпинделя б станка. По шкале масштабной линейки и нониусу шпиндельной головки устанавливают требуемый размер глубины нарезания резьбы. После этого пальцами левой руки слегка прижимают матрицу 2 к плоскости стола 1 станка и аккуратно подводят к метчику, затем правой рукой   захватывают   рукоятку   5   шпиндельной головки станка, осторожно направляют метчик 3 в отверстие матрицы 2 и нарезают резьбу. Когда метчик достигнет на заданной глубине размера h, станок автоматически переключается на обратный ход и метчик выходит из обработанного отверстия.

На 95 показан способ нарезания резьбы в отверстии матрицы штампа при помощи резьбонарезной автоматической головки, установленной на сверлильном станке. Процесс нарезания резьбы производится теми же способами, как и на резьбонарезном станке. Головка может быть установлена на любом сверлильном станке. Головка состоит из корпуса 7, во внутренней части которой вмонтировано автоматическое устройство, соединенное с храповичком хвостовика 6 и вращающимся патроном 8, в котором закреплен винтом 3 машинный метчик 2. На верхней части корпуса 7 установлено регулирующее кольцо 5 со шкалой, устанавливающей размер глубины резьбы в отверстии матрицы 1. При нарезании резьбы вначале захватывают левой рукой рукоятку 4 и удерживают (от вращения) корпус 7 с кольцом 5, в это время храповичок хвостовика 6 (вставленный в конус шпинделя), срабатывает и вращает автоматическое устройство, соединенное, с патроном 8, в котором закреплен винтом 3 — метчик 2. Когда метчик доходит до установленного размера глубины нарезаемой резьбы (по шкале кольца и нониусу корпуса), то срабатывает автоматическое устройство, сообщая обратный ход, и метчик выходит из обработанного отверстия матрицы /.

На 96 показан реверсивный предохранительный патрон для нарезания резьб в глухих отверстиях диаметром от 5 до 10 мм. Патрон состоит из корпуса 3, хвостовика 4, держателя 2 метчиков, шестерен /, регулировочного кольца 5. Хвостовик 4 патрона соединяется с корпусом 3 . при помощи фрикционного узла, состоящего из регулировочного кольца 5, гайки 6, шариков 7 и опорного кольца 8. Для облегчения регулировки патрона при заданном крутящем моменте на регулировочном кольце 5 имеется тарировочная шкала, а на корпусе 3 — риска. Внутри корпуса 3 скользит держатель 2 метчика, который с помощью шпонки 9 и штифтов 10 соединяется со втулкой 11 и корпусом 3. Метчик зажимается между верхним и нижним вкладышами держателя 2.

 На осях 12 и на опорной втулке 13 установлены зубчатые колеса. В опорной втулке 13 закреплен стержень 14, служащий поводком. При нарезании резьбы метчик перемещается в направлении подачи под действием сил самозатягивания. При вывертывании метчика при подъеме шпинделя вверх шпонка 9 выходит из зацепления с втулкой 11 и, опускаясь, входит в зацепление с шестерней 1, которая вращает метчик с держателем 2 в обратную сторону. Внедрение механиче-' ского патрона предохраняет метчики от поломок и увеличивает производительность труда при нарезании резьбы на станках.

На     97   показан   двухкулачковый патрон,  имеющий  цилиндрический  корпус /, в пазы которого вставлены два стальных закаленных кулачка 2 и 5. Кулачки при вращении винта 4 сдвигаются, зажимая хвостовик метчика 6, или раздвигаются, освобождая метчик или сверло. Винт вращают ключом, который вставляется в квадратное отверстие 5. В патроне закрепляют хвостовики метчиков или сверл диаметром от 3 до 14 мм. На 98 показана трехштырьковая вилка для выворачивания сломанных метчиков из нарезаемого отверстия. Перед тем, как начать выворачивать сломанный осколок метчика 4 из детали 3, нужно в отверстие залить керосин, чтобы смягчить выворачивание осколка метчика из детали, после чего отвертку 1 вставляют в шлиц вилки 2 и очень осторожно, раскачивая, выворачивают осколок сломанного метчика.

Для нарезания резьб диаметром до М14 в стальных деталях применяется пневматическая резьбонарезная машинка (99). Масса машинки составляет 2 кг, габаритные размеры 20 х 56 X 153 мм.

Машинка имеет планетарный редуктор 4, реверсивный механизм 3, рукоятку J с пусковым устройством, корпус редуктора,   быстросъемный   патрон    со сменными вставками для крепления метчиков и съемную боковую рукоятку. В передней части рукоятки 5 (99, а), представляющей собой корпусную деталь, установлен пневматический ротационный двигатель 6, состоящий из статора, ротора с четырьмя лопатками и двух крышек (передней и задней), которые закрывают статор с обеих сторон. Ротор вращается в двух шарикоподшипниках, установленных в крышках двигателя. На конце вала ротора нарезана прямозубая шестерня, являющаяся ведущим колесом планетарного редуктора 4, состоящего из водила с двумя сателлитами, неподвижной венцовой шестерни внутреннего зацепления и вращающейся выходной венцовой шестерни.

Реверсивный механизм 3 представляет собой планетарный редуктор с закрепленным водилом. Механизм состоит из ведущей венцовой шестерни внутреннего зацепления, соединенной неподвижно с выходной шестерней планетарного редуктора, двух сателлитов, неподвижно закрепленного водила и центральной шестерни, которая свободно вращается на шпинделе резьбонарезной машинки. Корпус 2, с установленным в него редуктором, соединяется с рукояткой машинки накидной гайкой. На корпусе крепится боковая съемная рукоятка и кольцо для глушения шума и выпуска отработанного воздуха. В рукоятке монтируется пусковое  устройство,   связанное  с  штуцером для подачи в двигатель сжатого воздуха. При нажатии на клапан 7 сжатый воздух через отверстия пускового устройства поступает в рабочую полость двигателя и вращает ротор. Вращение ротора передается шпинделю машинки через планетарный редуктор.

Для нарезания резьбы необходимо нат жать на шпиндель в осевом направлении. При этом шпиндель, сцепляясь кулачками с выходной шестерней планетарного редуктора, получает правое вращение. По окончании нарезания резьбы шпиндель под действием пружины перемещается влево, сцепляясь кулачками с солнечной шестерней реверсивного механизма, и получает ускоренное вращение, при котором метчик вывертывается из резьбы. Метчик 8 закрепляется в быстросъемном патроне 1. Невыпадание метчика из патрона обеспечивается фиксатором. Для удобства удерживания пневматической машинки рукой при нарезании резьбы необходимо на корпус надеть хомутик 9 (99,6).

При давлении воздуха в сети 5 кгс/см2 скорость вращения шпинделя резьбонарезной машинки на холостом ходу для прямого хода равна 150 об/мин, для обратного — 300 об/мин.

На 100 изображено универсальное приспособление, предназначенное для нарезания наружной и внутренней резьб в упор на токарном станке. Станок настраивают следующим образом: оставляя верхние салазки в обычном положении, вынимают винт верхних салазок и на его место монтируют узел, состоящий из винта 1, втулки 2, гайки 3, упорной планки 9, специальной гайки 5, пружины 4 и шпильки 6. Другой узел приспособления монтируется на пиноли задней бабки. Он состоит из упорного кольца 8 и винта 7, служащего для крепления кольца на пи-ноли задней бабки.

Перед началом работы резьбовой резец 11 подводят вплотную к торцу нарезаемой детали 12. Затем, вращая пи-ноль 13 задней бабки в обратном направлении, подводят упорное кольцо 8 вплотную к упорной планке 9. После этого отводят резец 11 в исходное положение и начинают нарезать резьбу. При этом можно не смотреть на нарезаемую деталь, а достаточно следить за пружиной 4; как только упорная планка 9 подойдет к упорному кольцу 8, пружина 4 начинает сжиматься и резец остановится. Затем надо отвести резец от детали и дать обратный ход суппорту 10 посредством фрикциона станка. Так эти операции продолжаются до окончания нарезания резьбы.

Применение данного приспособления позволяет нарезать резьбы с шагом 1,75; 2,25; 2,75 и т. д. в упор при 800— 1200 об/мин. При нарезании резьбы обычным способом работают не более чем при 100—150 оборотах.

При смене резца, когда резьба на детали еще полностью не нарезана, для совмещения вновь установленного резца с резьбой служит специальная гайка 5, при вращении которой можно точно установить подвижную часть верхних салазок вместе с закрепленным в резцедержателе резцом в требуемое положение.

Нарезание внутренней резьбы. Просверленное отверстие, в котором нарезают резьбу метчиком, должно иметь небольшую фаску. При определении диаметра сверла под нарезание метрической и трубной резьбы пользуются специальными таблицами из справочников.

Диаметр отверстия под метрическую резьбу приближенно можно вычислить по формуле

где а — диаметр нарезаемой резьбы, мм. Размеры воротка для закрепления метчика выбирают в зависимости от диаметра нарезаемой резьбы. Примерная длина воротка может быть определена по формуле

L = 20D+100 мм,

где  D — диаметр резьбы, мм.

После подготовки отверстия под резьбу и выбора воротка, заготовку закрепляют в тисках и в ее отверстие вставляют вертикально (без перекоса) метчик.

Для облегчения работы вороток с метчиком вращают не все время по направлению часовой стрелки, а один-два оборота влево и т. д. При таком возвратно-вращательном движении метчика стружка ломается, получается короткой (дробленой), а процесс резания значительно облегчается. Закончив нарезание, вращением воротка в обратную сторону вывертывают метчик из отверстия, затем прогоняют его насквозь. Метчиком вручную изготовляют резьбу по 2 и 3-му классам точности. Правила нарезания резьбы метчиком:

1.         При нарезании резьбы в глубоких

отверстиях, в мягких и вязких металлах

(медь, алюминий, баббиты и др.) метчик

необходимо   периодически   вывертывать

из   отверстия   и   очищать   канавки   от

стружки.

2.         Нарезать   резьбу   следует   полным

набором метчиков; нарезание резьбы сра

зу средним метчиком без прохода черно

вым, а затем чистовым не ускоряет, а за

трудняет работу; резьба в этом случае

получается некачественной, а метчик мо

жет сломаться. Средний и чистовой мет

чики вводят в отверстие без воротка, и

только после того, как метчик пройдет

правильно по резьбе, накладывают воро

ток и продолжают нарезание резьбы.

3.         Глухое отверстие под резьбу нужно

делать на глубину, несколько большую,

чем длина нарезаемой части, с таким расчетом, чтобы рабочая часть метчика немного вышла за пределы нарезаемой части. Если такого запаса не будет, резьба получится неполной.

4.         Е процессе  нарезания  необходимо

тщательно следить за тем, чтобы не было

перекоса метчика; для этого надо через

каждые 2—3 нарезанные нитки проверять

с помощью угольника положение метчика

по отношению к верхней плоскости изде

лия. Особенно осторожно нужно нарезать

резьбу   в   мелких   и   глухих   отверстиях.

5.         На качество резьбы и на стойкость

инструмента  влияет правильный  выбор

смазочно-охлаждающей жидкости. Чтобы

получить   чистую   резьбу  с  правильным

профилем и не испортить метчик, необ

ходимо при нарезании резьбы применять

смазочно-охлаждающие жидкости, напри

мер,   разведенную   эмульсию   (1   часть

эмульсии на 160 частей воды). При наре

зании  внутренней  резьбы в  деталях из

стали и латуни можно применять льняное

масло, из алюминия — керосин, из крас

ной меди — скипидар. Нарезание резьбы

в деталях из бронзы, а также из чугуна

следует производить всухую.

При нарезании резьбы нельзя употреблять машинные и минеральные масла, так как они значительно увеличивают сопротивление, которое метчик или плашка преодолевают во время работы, отрицательно влияют на шероховатость поверхностей отверстий и способствуют быстрому износу инструмента.