Как выбрать метчик для внутренней резьбы CNC?

Метчик — это широко используемый инструмент для нарезки внутренней резьбы. Его базовая конструкция представляет собой инструмент с наружной резьбой и осевыми канавками.

Резьбовая часть состоит из режущего участка со скосом и калибровочного участка полной формы. Угол скоса подобран таким образом, чтобы заготовка удалялась постепенно. Калибровочный участок имеет полные резьбовые зубья и выполняет функции чистовой обработки, калибровки и направляющей. Хвостовик соединяется с коническим шпинделем станка через держатель и стандартный конический хвостовик.

Нарезание резьбы — это процесс формирования резьбы. На качество внутренней резьбы влияют форма резьбы метчика, шаг, геометрия канавки, тип фаски, материал метчика, материал заготовки и держатель метчика.

Типы заходных фасок метчиков

В зависимости от длины фаски метчики подразделяются на донные, заглушковые и конические. Длина фаски влияет на глубину резания, заданную в программе при обработке по методу CNC.

Длина фаски обычно выражается в количестве витков резьбы. Конический метчик обычно имеет от 8 до 10 витков с фаской, заглушковый метчик — от 3 до 5, а метчик для прорезания дна — от 1 до 1,5. Типичные углы фаски составляют от 4° до 5° для конического метчика, от 8° до 13° для заглушкового метчика и от 25° до 35° для метчика с донным резьбовым участком.

Для глухих отверстий обычно требуется метчик с доводкой до дна. Для сквозных отверстий обычно используют метчик с заглушкой и лишь в редких случаях — конический метчик. Как правило, чем длиннее фаска, тем больше требуется дополнительная глубина сверления ниже уровня готовой резьбы.

Жесткие и плавающие метчики

Метчики также можно классифицировать по типу соединения держателя на жесткие метчики и плавающие метчики (натяжно-сжимающие).

Плавающий держатель метчика обеспечивает поведение метчика, схожее с ощущениями, необходимыми при ручной нарезке резьбы. Он допускает ограниченное осевое сжатие и вытяжение, а регулируемый крутящий момент позволяет изменять натяжение при нарезке резьбы.

Для жесткого нарезания резьбы требуется система управления CNC с синхронизацией работы. Во время нарезания резьбы шаг резьбы и скорость вращения шпинделя должны оставаться синхронизированными:

Скорость подачи = шаг резьбы × частота вращения шпинделя

Если инструмент CNC не поддерживает синхронизированное жесткое нарезание резьбы, следует выбрать плавающий метчик, хотя держатели для плавающих метчиков стоят дороже.

При нарезании резьбы с использованием плавающего держателя снижение запрограммированной скорости подачи примерно на 5% может улучшить результат. Если заданная подача по оси Z немного ниже скорости, определяемой спиральной резьбой, то после входа первых нескольких зубцов в отверстие спираль тянет метчик вниз. Это помогает защитить плавающий метчик, поскольку большинство держателей для нарезания резьбы растягиваются легче, чем сжимаются.

Групповые метчики

На станках CNC иногда используется многорезьбовой метчик, рабочая часть которого эквивалентна двум или трем метчикам, расположенным последовательно. Эти секции последовательно выполняют черновую и чистовую резьбу. Такая конструкция подходит для обработки высокопрочных или высокотвердых материалов, а также для нарезки резьбы большого размера с высокой точностью.