Вбейте гаечный ключ для создания внутренней резьбы (слева) и вбейте гаечный ключ для создания наружной резьбы (справа).
Метчики и плашки — это инструменты, используемые для создания резьбы , которая называется нарезанием резьбы . Многие из них являются режущими инструментами ; другие формируют инструменты. Метчик используется для обрезки или формирования охватывающей части сопрягаемой пары (например, гайки ). Матрица используется для вырезания или формирования охватываемой части сопрягаемой пары (например, болта ). Процесс нарезания или формирования резьбы с помощью метчика называется нарезанием резьбы , тогда как процесс с использованием матрицы называется нарезанием резьбы .
Оба инструмента можно использовать для очистки потока, что называется погоней . Однако использование обычного метчика или плашки для очистки резьбы обычно удаляет часть материала, в результате чего резьба становится более рыхлой и слабой. По этой причине машинисты обычно очищают резьбу специальными метчиками и плашками, называемыми нарезными устройствами , предназначенными для этой цели. Нарезчики изготовлены из более мягких материалов и не нарезают новую резьбу. Однако они по-прежнему прилегают плотнее, чем настоящие крепления, и имеют рифленые поверхности, как обычные метчики и плашки, поэтому мусор может выходить наружу. Автомеханики, например, используют нарезки на резьбе свечей зажигания, чтобы удалить коррозию и нагар.
обычно изготавливаются из металла , в более ранние эпохи этого не было, когда для обработки дерева для изготовления очень больших деревянных болтов и гаек использовались инструменты , которые использовались в лебедках , ветряных , водяных и мукомольных мельницах средневековья Хотя современные гайки и болты ; Легкость резки и замены деревянных деталей уравновешивалась необходимостью выдерживать большой крутящий момент и выдерживать все более тяжелые весовые нагрузки. Поскольку нагрузки становились все тяжелее, требовались более крупные и прочные болты, чтобы противостоять поломке. Некоторые гайки и болты измерялись футами или ярдами. Это развитие в конечном итоге привело к полной замене деревянных деталей металлическими деталями идентичного размера. Когда деревянная деталь ломалась, она обычно ломалась, рвалась или рвалась. После того как осколки были отшлифованы, оставшиеся детали были собраны заново, заключены в импровизированную форму из глины и в форму залит расплавленный металл, чтобы можно было произвести идентичную замену на месте.
Умри и постучи из Кодекса Тёпферхольца (Нюрнберг, 1505 г.)
Открытый штамп из Кодекса Тёпферхольца (Нюрнберг, 1505 г.)
Метчики и штампы для металлообработки часто изготавливались их пользователями в XVIII и XIX веках (особенно если пользователь имел опыт изготовления инструментов), используя такие инструменты, как токарные станки и напильники для обработки, а также кузницу для закалки и отпуска. Таким образом, строители, например, локомотивов, огнестрельного оружия или текстильного оборудования, скорее всего, изготавливали свои собственные метчики и штампы. В течение 19-го века обрабатывающая промышленность значительно изменилась, и практика покупки метчиков и штампов у поставщиков, специализирующихся на них, постепенно вытеснила большую часть такой внутренней работы. Джозеф Клемент был одним из первых поставщиков метчиков и штампов, начиная с 1828 года. [1] С появлением более продвинутой практики фрезерования в 1860-х и 1870-х годах такие задачи, как резка канавок крана ручным напильником, ушли в прошлое. В начале 20 века практика шлифования резьбы претерпела значительную эволюцию, что привело к дальнейшему развитию современного уровня техники (и прикладной науки) нарезания резьбы, в том числе метчиков и плашек.
Крупнейшей компанией по производству метчиков и штампов, существовавшей в Соединенных Штатах, была Greenfield Tap & Die (GTD) из Гринфилда, штат Массачусетс . GTD был настолько важен для военных действий союзников в 1940–1945 годах, что вокруг его кампуса были размещены зенитные орудия в ожидании возможного воздушного нападения Оси. [ нужна ссылка ] . Бренд GTD теперь является частью Widia Products Group .
Сверху: нижний кран, пробка и конус (использование в США) или кран, второй и конус (использование в Великобритании). Различные краны. Кран и Т-образный ключ Различные ручки для кранов (гаечные ключи).
Метчик как нарезает или образует резьбу на внутренней поверхности отверстия, создавая охватывающую поверхность, которая действует гайка . Три метчика на изображении иллюстрируют основные типы, обычно используемые большинством машинистов :
Нижний кран или пробковый кран
Метчик, показанный вверху изображения, имеет непрерывную режущую кромку практически без конусности — типичная конусность составляет от 1 до 1,5 витков. [2] [3] Эта функция позволяет нижнему метчику нарезать резьбу до дна глухого отверстия . Нижний метчик обычно используется для нарезания резьбы в отверстии, в котором уже частично нарезана резьба, с использованием одного из более конических типов метчика; конический конец («фаска») нижнего метчика слишком короткий, чтобы успешно войти в отверстие без резьбы. В США они широко известны как краны с нижним сечением, но в Австралии и Великобритании они также известны как краны с пробками.
Промежуточное нажатие, второе нажатие , [3] или заткнуть кран
Метчик, показанный в середине изображения, имеет конические режущие кромки, которые помогают выравнивать метчик и запускать его в нерезное отверстие. Количество конических резьб обычно колеблется от 3 до 5. [2] Пробковые краны являются наиболее часто используемым типом кранов. [ нужна ссылка ] В США они широко известны как пробковые краны, тогда как в Австралии и Великобритании они широко известны как вторые краны.
Конический метчик
Небольшой метчик, показанный внизу изображения, похож на промежуточный метчик, но имеет более выраженный конус к режущим кромкам. Эта особенность обеспечивает конусному метчику очень плавное и менее агрессивное резание, чем у пробкового метчика. Количество конических резьб обычно колеблется от 8 до 10. [2] Конический метчик чаще всего используется, когда материал трудно обрабатывается (например, легированная сталь) или метчик имеет очень маленький диаметр и поэтому подвержен поломке.
Силовые краны
Вышеупомянутые краны обычно называют ручными, поскольку они управляются вручную. Во время работы машинист должен периодически менять направление ручного метчика, чтобы сломать стружку (также известную как стружка ), образующуюся в результате резки. разрезанного материала Это предотвращает сдавливание и разрушение крана.
Наиболее распространенным типом метчика с механическим приводом является метчик со спиральной точкой, также называемый метчиком-пистолетом, режущие кромки которого смещены под углом относительно центральной линии метчика. Кран с винтовой заглушкой («кран» «пистолет»). Эта функция заставляет метчик непрерывно разбивать стружку и выбрасывать ее вперед в отверстие, предотвращая скопление. Метчики со спиральной точкой обычно используются в отверстиях, проходящих через весь материал, чтобы стружка могла выйти наружу. Другой версией метчика со спиральной заглушкой является метчик со спиральной канавкой , канавки которого напоминают канавки спирального сверла . Метчики со спиральной канавкой широко используются в высокоскоростных автоматических операциях нарезания резьбы благодаря их способности хорошо работать в глухих отверстиях.
Формовочный кран
Совсем другой вид метчика – это формовочный метчик. Формовочный метчик, также известный как безканальный метчик или роликовый метчик, с силой смещает металл в форму резьбы при вращении в отверстие, вместо того, чтобы резать металл по бокам отверстия, как это делают режущие метчики. Формовочный метчик имеет лепестки, периодически расположенные вокруг метчика, которые фактически формируют резьбу, когда метчик продвигается в отверстие подходящего размера, а резьба за кулачками слегка утоплена, чтобы уменьшить контактное трение. Поскольку нет необходимости обеспечивать место для стружки, эти выемки гораздо тоньше, чем канавки режущего метчика, и метчик выглядит почти так же, как простая резьба. Поскольку метчик не образует стружку, нет необходимости периодически откручивать метчик, чтобы удалить стружку, которая может застрять и сломать метчик, если ей дадут накопиться. Эта проблема особенно остра в глухих отверстиях, поэтому для таких применений особенно подходит нарезание резьбы. Формовочные метчики работают только с пластичными материалами, такими как мягкая сталь или алюминий. Формованная резьба обычно прочнее нарезанной. Обратите внимание, что размер сверла для метчиков больше, чем размер метчика, как показано в большинстве таблиц сверл для метчиков, и требуется точный размер отверстия; отверстие немного меньшего размера может сломать кран. Правильная смазка имеет важное значение из-за задействованных сил трения, поэтому вместо смазочно-охлаждающей жидкости используется смазочное масло.
Ручная или автоматическая обработка резьбы начинается с формирования (обычно путем сверления) и небольшого зенковки отверстия до диаметра, несколько меньшего, чем основной диаметр метчика. Правильный диаметр отверстия указан в таблице размеров сверл и метчиков , которая является стандартным справочником во многих механических мастерских . Правильный диаметр сверла называется размером метчика . Без таблицы сверления под метчик вы можете рассчитать правильный диаметр сверла под метчик с помощью:
где размер метчика, — это большой диаметр крана (например, 3 ⁄ 8 дюйма для 3/8 и -16 отвода), это шаг резьбы ( 1 ⁄ 16 дюйма в случае 3/8 -16 . отвода) Для 3 ⁄ 8 -16 крана, приведенная выше формула даст 5 ⁄ 16 — правильный диаметр метчика. Приведенная выше формула в конечном итоге дает примерно 75% резьбы.
Поскольку шаг метрической резьбы напрямую задается, правильный диаметр сверла для метчиков метрического размера рассчитывается по формуле:
где размер метчика, — это основной диаметр метчика (например, 10 мм для метчика M10×1,5), а шаг — это шаг резьбы (1,5 мм в случае стандартного метчика M10), поэтому правильный размер сверла — 8,5 мм. Это работает как для мелкого, так и для крупного шага, а также дает резьбу примерно 75%.
Для материалов мягкой или средней твердости, таких как пластик , алюминий или мягкая сталь , обычной практикой является использование промежуточного (пробкового) метчика для нарезания резьбы. Если резьба должна доходить до дна глухого отверстия, машинист использует промежуточный (пробочный) метчик для нарезания резьбы до тех пор, пока острие метчика не достигнет дна, а затем для завершения переключается на нижний метчик. Станочнику приходится часто выбрасывать стружку, чтобы избежать заклинивания или поломки метчика. При обработке твердых материалов машинист может начать с конического метчика, менее резкий переход диаметра которого снижает крутящий момент, необходимый для нарезания резьбы. Для нарезания резьбы до дна глухого отверстия машинист следует за коническим метчиком с промежуточным (пробковым) метчиком, а затем донным метчиком для завершения.
Нарезание резьбы может быть выполнено либо вручную с использованием набора метчиков (первый метчик, второй метчик и окончательный (чистовый) метчик), либо с использованием машины для нарезания резьбы, например токарного станка , радиально- сверлильного станка, настольного сверлильного станка. , станки сверлильные колонного типа, вертикально-фрезерные станки, ВМК, ВМК. Машинное нарезание резьбы происходит быстрее и, как правило, точнее, поскольку исключается человеческий фактор. Окончательное постукивание осуществляется одним постукиванием.
Хотя в целом машинное нарезание резьбы является более точным, операции нарезания резьбы традиционно было очень сложными для выполнения из-за частой поломки метчика и нестабильного качества нарезания резьбы.
Перегрузка или недостаточная подача метчика, что приводит к поломке при растяжении или сжатии.
Использование неподходящей и/или недостаточной смазочно-охлаждающей смазки.
Отсутствие функции ограничения крутящего момента.
Неправильный или нулевой плавучесть для использования с винтовыми машинами (рекомендуемая подача на 0,1 медленнее для установления плавучести для 40 витков на дюйм или выше и на 0,15 медленнее для 40 витков на дюйм или выше [4] )
Неправильная скорость шпинделя.
Чтобы преодолеть эти проблемы, необходимы специальные держатели инструментов, чтобы свести к минимуму вероятность поломки метчика во время нарезания резьбы. Их обычно классифицируют как обычные держатели инструментов и держатели инструментов с ЧПУ.
Самая большая проблема при простом нарезании резьбы вручную — это точно совместить метчик с отверстием, чтобы они были соосными, то есть входить прямо, а не под углом. Оператор должен добиться этого выравнивания, близкого к идеальному, чтобы получить хорошую резьбу и не сломать метчик. Чем больше глубина резьбы, тем более выражен эффект угловой погрешности. При глубине в 1 или 2 диаметра это не имеет большого значения. При глубине более 2 диаметров ошибка становится слишком заметной, чтобы ее можно было игнорировать. Еще один факт, касающийся выравнивания, заключается в том, что первый или два разреза нити определяют направление, в котором будут следовать остальные нити. Исправить угол после первой-двух ниток невозможно.
Чтобы облегчить задачу выравнивания, можно использовать несколько видов приспособлений и приспособлений, чтобы обеспечить правильную геометрию (т. е. точную соосность с отверстием) без необходимости использования навыков от руки для ее аппроксимации:
Ручной нарезной станок: простое приспособление, аналогичное оправочному прессу в своей базовой форме. Таким образом, его шпиндель удерживается точно перпендикулярно заготовке. Стандартные метчики удерживаются в шпинделе, и оператор поворачивает шпиндель вручную с помощью руля. Это приспособление избавляет оператора от необходимости тщательно и умело приближать перпендикулярность, что даже для опытного оператора может легко привести к ошибке в 2–5°.
Направляющая для нарезания резьбы, или «центрир / держатель метчика и развертки», простая коническая направляющая, надеваемая на метчик при использовании обычной рукоятки метчика. Как и в случае с ручным метчиком, основной принцип заключается в использовании приспособления или приспособления для обеспечения правильного выравнивания.
Насадки для нарезания резьбы: они могут быть обычными (доступны в различных размерах метчиков) или быстросменными.
Быстросменные сверлильные и резьбонарезные патроны (доступны варианты как для инструментов с ЧПУ, так и для инструментов с ручным управлением)
Жесткие насадки для нарезания резьбы (для ЧПУ)
Обычно от держателей для метчиков требуются следующие характеристики:
Двойной патрон: метчик удерживается в точках как круглого, так и квадратного сечения. Захват круглого сечения обеспечивает концентричность шпинделя станка, а захват квадрата создает положительный вращательный привод.
Предохранительная муфта: Встроенный предохранительный механизм срабатывает, как только достигается установленный предел крутящего момента, чтобы предотвратить поломку крана.
Плавающая радиальная параллель: этот плавающий механизм устраняет небольшие смещения.
Компенсация длины: встроенная компенсация длины учитывает небольшое толчок или тягу шпинделя или разницу в подаче.
Практические примеры нарезания резьбы с типичными примерами нарезания резьбы в различных средах показаны на исходном сайте Machinetoolaid.com [1].
Станции для выстукивания представляют собой рабочие столы с выстукивающей головкой, прикрепленной к концу кронштейна в виде пантографа, аналогичного кронштейну лампы со сбалансированным кронштейном . Оператор подводит насадку к каждому (уже просверленному) отверстию и быстро нарезает в нем резьбу.
Центры для сверления и нарезания резьбы , название которых похоже на название станций для нарезания резьбы, на самом деле представляют собой легкие и доступные обрабатывающие центры с 2, 2,5 или 3 осями, которые предназначены для работы в основном по сверлению и нарезанию резьбы с ограниченным использованием фрезерования.
Для метчиков с двойным входом и вставных метчиков требуются разные скорости и подачи, а также разные диаметры начальных отверстий, чем для других метчиков.
Полную информацию о размерах метчиков и сверл в США можно найти в таблице, предоставленной Albany County Fasteners. В этой таблице приведены подробные характеристики размера крепежных винтов, количества резьбы на дюйм, большого и малого диаметров, а также подходящих размеров сверл для различных материалов.
Размеры метчиков и сверл в США и справочная таблица [7]
Матрица цилиндрическом нарезает внешнюю резьбу на материале, таком как стержень, в результате чего создается деталь с наружной резьбой, действующая как болт . Пластины обычно изготавливаются в двух вариантах: сплошные и регулируемые.Регулируемая матрица может регулироваться либо с помощью встроенного винта, либо с помощью набора винтов, установленных в держателе матрицы (так называемая «заготовка матрицы»). Встроенные регулировочные винты могут быть расположены для работы в осевом направлении, когда перемещение регулировочного винта в резьбовое отверстие матрицы приводит к открытию прорези матрицы, или по касательной, когда винт, ввинченный в одну сторону прорези, упирается в противоположную. сторону прорези. Матрицы без встроенных винтов регулируются внутри матрицы с помощью радиально расположенных винтов. Два винта в ложе входят в углубления по обе стороны от прорези, стремясь закрыть прорезь, а третий винт с коническим кончиком ввинчивается в прорезь, заставляя ее открыться. Прижатие этих трех винтов друг к другу регулирует матрицу.
Интегрированные винты, по-видимому, распространены в США, но почти неизвестны в Великобритании и Европе.
Пластины, показанные на изображении справа, можно регулировать:
вверху слева: старая разъемная матрица с верхним регулировочным винтом.
внизу слева: цельная матрица с верхним регулировочным винтом
в центре: цельная матрица с боковым регулировочным винтом (едва видна на полном изображении)
справа: две матрицы без встроенных регулировочных винтов
Цельнолитые штампы нарезают резьбу номинальной формы и глубины, точность которой зависит от точности изготовления штампа и воздействия износа. Регулируемые плашки можно слегка сжимать или расширять, чтобы обеспечить некоторую компенсацию износа или добиться разных классов посадки резьбы (класс А, В и реже С). Регулируемые краны также существуют, но не распространены. У них есть кончик, разделенный канавками, и осевой винт, который слегка раздвигает режущие кромки.
Заготовке (заготовке), на которую нужно нарезать резьбу, диаметр которой обычно немного меньше, чем основной диаметр матрицы, на конце, на котором нужно нарезать резьбу, придается небольшая конусность (фаска). Эта фаска помогает центрировать матрицу на заготовке и снижает усилие, необходимое для начала нарезания резьбы. [8] Как только матрица запущена, она подается самостоятельно. Часто требуется периодическое переворачивание матрицы, чтобы сломать стружку и предотвратить скученность.
Гайки плашек , также известные как плашки для нарезания резьбы , представляют собой плашки, предназначенные для очистки поврежденной резьбы. [9] не имеют разъемов для изменения размера и сделаны из шестиугольного стержня, поэтому гаечный ключ для их поворота можно использовать . Процесс восстановления поврежденной резьбы называется «чеканкой». Пластины для нарезания резьбы нельзя использовать для нарезания новой резьбы, поскольку в них отсутствуют стружкообразующие зубья. [10] Однако внешний профиль матрицы не совсем соответствует ее функции. Производители плашек выпустили модели шестигранной формы, которые предназначены для создания новой резьбы. [11] Они кажутся идентичными цельным штампам во всех аспектах, кроме внешней формы. Шестиугольные плашки для нарезания резьбы используются с матрицей с шестиугольными фиксирующими элементами.
Использование подходящей смазки необходимо при большинстве операций нарезания резьбы и нарезания резьбы. Рекомендуемые смазочные материалы для некоторых распространенных материалов:
Смазочно-охлаждающее масло на нефтяной основе, смешанное с небольшим количеством (приблизительно 10 процентов) керосина или уайт-спирита . Эта смесь также подходит для использования с нержавеющей сталью .
Никакой смазки. Для удаления стружки следует использовать струю воздуха с низкой скоростью.
Алюминий
Керосин или уайт-спирит, смешанный с небольшим количеством (15–25 процентов) смазочно-охлаждающей жидкости на нефтяной основе. такие продукты, как WD-40 , CRC 5-56 и масло 3-в-одном . В некоторых случаях приемлемыми заменителями являются
Arc.Ask3.Ru Номер скриншота №: 8aa9c2fe99377386f8099acb9fb468f9__1717090980 URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/8a/f9/8aa9c2fe99377386f8099acb9fb468f9.html Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1: Tap and die - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)
Умри и постучи из Кодекса Тёпферхольца (Нюрнберг, 1505 г.)
Открытый штамп из Кодекса Тёпферхольца (Нюрнберг, 1505 г.)
