Виды метчиков: как выбрать правильный?

Нарезание резьбы кажется простым. Но в реальной обработке это может легко испортить качественную деталь или задержать изготовление прототипа. Одно и то же отверстие, просверленное в одной и той же установке, может быть как успешным, так и неудачным. Результат часто зависит от использования правильного типа метчика.

В компании Yonglihao Machinery мы активно занимаемся изготовлением прототипов на станках с ЧПУ и мелкосерийной обработкой. Мы сталкиваемся с этой проблемой каждый день. В этом руководстве рассматриваются основные типы метчиков. В нём объясняется, как они используются и как выбрать подходящий для вашей работы.

Что такое метчик?

Метчик — это инструмент для нарезания или формирования резьбы. Он вставляется в предварительно просверленное отверстие для установки винтов и болтов. В металлообработке качественная резьба критически важна для прочных, компактных и повторяемых соединений.

Использование метчика, не соответствующего материалу и отверстию, может привести к созданию резьбы. Однако риск поломки выше. Резьба может быть неплотной, и может потребоваться дополнительная доработка. Знание основных категорий метчиков — ключевой элемент планирования процесса, а не дополнительная деталь.

Основные детали и материалы метчика

Все метчики для резьбы состоят из нескольких ключевых деталей. Эти детали определяют, как они режут, направляют и удаляют стружку. Корпус представляет собой режущую часть с резьбой. Его передняя фаска имеет коническую резьбу, которая плавно врезается в заготовку. Оставшаяся полная резьба направляет инструмент и обеспечивает размер готовой резьбы.

Канавки, или канавки, проходят вдоль корпуса. Они обеспечивают режущие кромки, пространство для стружки и путь для смазки. Между канавками расположены опорные кромки, которые поддерживают режущие кромки. Пятка — это скошенная область за опорной кромкой, которая уменьшает трение и истирание.

Над корпусом расположен гладкий хвостовик. На нём нанесены маркировка размера, шага и формы резьбы. Многие метчики имеют квадратный хвостовик в верхней части. Этот приводной конец позволяет удерживать метчик в держателе гаечного ключа или инструмента, не допуская его проскальзывания.

Маркировка метчика указывает номинальный размер и шаг резьбы (например, M8×1,25 или ¼-20 UNC). Также на ней указан код формы резьбы (метрическая, UNC/UNF, NPT), материал метчика (HSS, HSS-Co, твердый сплав) и класс точности. Эта маркировка точно подскажет, какую резьбу вы будете нарезать.

Материал, из которого изготовлен смеситель, так же важен для его производительности и срока службы, как и его форма:

На практике вы всегда выбираете сочетание геометрии и материала, а не что-то одно.

Основные типы метчиков и их типичное применение

В этом разделе основные типы метчиков сгруппированы по форме и стружкообразованию. Здесь показано, для каких типов отверстий и материалов они лучше всего подходят. Сопоставление вашей задачи с этими группами поможет вам быстро подобрать подходящий метчик.

Конический ручной метчик

Конический ручной метчик имеет длинную фаску с 8–10 витками конической резьбы. Он входит в отверстие постепенно и режет с небольшой нагрузкой. Это делает его подходящим для начального этапа обработки твёрдых материалов или в случаях, когда соосность неидеальна.

Недостаток — невозможность нарезать резьбу на всю глубину в глухом отверстии. Кроме того, он работает медленно, если используется самостоятельно. Обычно за ним следует пробковый или донный метчик.

Вилка ручного крана

Ручной метчик имеет среднюю фаску, около 3–5 ниток. Он сочетает в себе лёгкость нарезания резьбы с возможностью глубокого реза. Это самый распространённый метчик “общего назначения” для повседневной работы.

В сквозных отверстиях и многих неглубоких глухих отверстиях можно использовать только метчики-заглушки. Однако они могут не дорезать последнюю резьбу на дне глубокого глухого отверстия.

Нижний ручной кран

Ручной метчик для нарезания резьбы имеет очень короткую фаску, всего с 1–2 коническими витками резьбы. Его режущие кромки достигают полного диаметра практически сразу. Он идеально подходит для завершения нарезания последних витков резьбы на дне глухого отверстия, когда требуется полное зацепление.

Метчик для донного отверстия удаляет материал медленно, поэтому его не следует использовать в качестве первого метчика. Он наиболее эффективен после того, как конический или прямоугольный метчик уже нарезал большую часть резьбы.

Метчик спиральный

Метчик с винтовой канавкой часто называют ружейным метчиком. Он имеет прямые канавки, но специальную переднюю режущую кромку. Эта кромка выталкивает стружку вперёд по направлению подачи. Это обеспечивает более высокие скорости резания и плавный сход стружки в сквозных отверстиях. Он является стандартным выбором для высокоскоростного машинного нарезания резьбы.

Метчики со спиральной подточкой не подходят для глубоких глухих отверстий, поскольку стружка выталкивается вперёд. Стружка будет скапливаться на дне и заклинивать метчик.

Метчик со спиральной канавкой

Метчик со спиральной канавкой имеет винтовые канавки, как у концевой фрезы. Эти канавки отводят стружку из отверстия вверх. Благодаря такому эффекту подъёма стружки метчик идеально подходит для глухих отверстий. Он особенно эффективен при обработке мягких материалов, образующих длинную стружку.

Метчики со спиральной канавкой также хорошо подходят для прерывистых отверстий, таких как перекрестные отверстия или шпоночные пазы. Они стоят дороже обычных ручных метчиков, а их режущая кромка немного слабее. Их обычно используют для работ, где важен контроль стружки.

Удлинитель

Удлинительный метчик — это ручной или машинный метчик с очень длинным хвостовиком. Он позволяет обрабатывать глубокие отверстия, выточки и ступицы шкивов. Его выбирают, когда стандартный метчик задевает другие поверхности, прежде чем достигает резьбы.

Длинный хвостовик делает метчик менее жёстким, поэтому необходимо контролировать подачу и крутящий момент. Агрессивное резание удлинёнными метчиками повышает риск изгиба или поломки.

Машинный метчик

Машинный метчик предназначен для нарезания резьбы с помощью электропривода или станка с ЧПУ. Его форма, толщина сердечника и покрытие оптимизированы для хорошего стружкообразования и длительного срока службы. Он может работать на более высоких скоростях, обеспечивая лучшие результаты, чем обычные ручные метчики.

Машинные метчики подходят как для глухих, так и для сквозных отверстий, если выбрать правильную модель. Они могут быть со спиральной канавкой или со спиральной стружечной канавкой. Они являются стандартным выбором для нарезания резьбы в производстве во многих мастерских.

Метчик резьбонакатный

Метчик для накатки резьбы (или накатной метчик) не режет металл. Он формирует резьбу в холодном состоянии, перемещая материал. Стружка не образуется, поэтому нарезание резьбы происходит чище. Значительно снижается вероятность поломки метчика из-за скопления стружки.

Метчики-профилометры отлично подходят для мягких материалов, таких как алюминий, медные сплавы и малоуглеродистые стали. Они часто обеспечивают более прочную резьбу благодаря упрочнению. Для них требуется более крупное предварительное сверло, чем для метчиков-профилометров. Они не подходят для хрупких или очень твёрдых материалов.

Трубный кран

Метчик для труб создаёт трубную резьбу типа NPT или BSPT. Эта резьба обычно имеет коническую форму для обеспечения герметичности. Такие метчики снимают больше материала в верхней части отверстия, чем в нижней. Они работают более интенсивно, чем метчики с цилиндрической резьбой.

Отводы для труб необходимы для гидравлических, пневматических и сантехнических соединений. Для них требуется правильное направляющее сверло и тщательный контроль глубины. Это позволяет избежать завышения диаметра резьбы и повреждения уплотнителя.

Комбинированный сверлильно-резьбонарезной инструмент

Комбинированный сверлильно-резьбонарезной инструмент имеет сверло спереди и метчик сзади. Это позволяет станку сверлить и нарезать резьбу за один цикл. Это устраняет необходимость в смене инструмента. Кроме того, снижается риск перекоса между двумя этапами.

Каждый инструмент подходит только для одного размера отверстия и резьбы, поэтому он не является универсальным. Он также плохо подходит для очень глубоких отверстий или очень сложных материалов.

Цельный твердосплавный метчик

Цельный твердосплавный метчик полностью изготовлен из карбида. Это обеспечивает ему очень высокую твёрдость и износостойкость. Он используется для обработки абразивных материалов, таких как чугун или стеклопластик. Он также применяется в крупносерийной обработке на станках с ЧПУ, где длительный срок службы инструмента имеет решающее значение.

Твердосплавные метчики более хрупкие, чем метчики из быстрорежущей стали (HSS). Они требуют жёсткой установки, точного совмещения и стабильного резания. На гибких или плохо совмещенных станках они ломаются легче, чем метчики из быстрорежущей стали (HSS) или кобальта.

Метчик с прерывистой резьбой

Метчик с прерывистой резьбой имеет зубья только на каждом втором витке резьбы. Это оставляет пространство, способствующее дроблению стружки. Это также обеспечивает дополнительное пространство для смазки и удаления стружки. Такая конструкция полезна при работе с липкими материалами, где обычные метчики забиваются стружкой.

Нагрузка распределяется на меньшее количество зубцов, поэтому такие метчики могут быть немного менее жёсткими. Их обычно используют для проблемных материалов, а не для общего применения.

Как выбрать метчик, подходящий для вашей работы

Чтобы выбрать правильный метчик, начните с четырёх основных параметров. Учитывайте материал заготовки, тип отверстия, тип резьбы и объём производства. Для мягких материалов, таких как алюминий, часто лучше всего подходит метчик для накатывания резьбы или метчик с острой спиральной канавкой. Для нержавеющих сталей или прочных сплавов могут потребоваться машинные метчики с покрытием или цельнотвердосплавные метчики, выдерживающие крутящий момент и износ.

Тип отверстия помогает сузить выбор. Для сквозных отверстий обычно наиболее эффективны метчики со спиральной канавкой. Они отводят стружку вперёд и в сторону. Для глухих отверстий метчики со спиральной канавкой помогают удалить стружку. Для завершения резьбы также можно использовать ряд конических, пробковых и ручных метчиков.

Размер и шаг резьбы влияют на жёсткость метчика. Крупная резьба позволяет получать более прочные метчики и более быструю резку. Резьба с очень мелким или очень мелким шагом требует точного совмещения и стабильной подачи. Наконец, определитесь, ремонтируете ли вы мелкую партию или производите крупносерийное производство. Затем выберите подходящий класс прочности и стоимость метчика.

Простой контрольный список перед тем, как нажать на ветку:

• ✅ Какой материал я обрабатываю (твердый, мягкий, абразивный)?
• ✅ Отверстие глухое или сквозное, и насколько оно глубокое?
• ✅ Какой размер резьбы, шаг и класс допуска мне нужны?
• ✅ Это разовая работа, небольшая партия или большой объем?
• ✅ Могу ли я обеспечить хорошую смазку и удаление стружки?

Ответы на эти вопросы помогут вам выбрать правильный кран для вашей задачи.

Рекомендации по использованию метчиков и предотвращению их поломки

Лучший способ предотвратить поломку метчика — использовать правильный метчик с правильной настройкой. Это подразумевает правильное выравнивание, подачу, скорость и смазку. Всегда проверяйте, что просверленное отверстие имеет правильный размер и ровное. Слишком маленькое или искривлённое отверстие сразу же перегрузит метчик.

При ручном нарезании резьбы держите метчик прямо относительно отверстия. Прикладывайте равномерное усилие и время от времени поворачивайте его на четверть оборота назад для удаления стружки. При машинном нарезании резьбы используйте режимы резания, рекомендуемые для метчика и материала. Не используйте универсальную скорость.

Охлаждение и смазка очень важны, особенно при обработке твёрдых материалов. Используйте смазочно-охлаждающую жидкость или масло для резьбонарезания, предназначенные для данного материала. Например, для углеродистых сталей используйте водорастворимое масло, а для алюминия — маловязкое. Хорошая смазка снижает трение и нагрев. Она также улучшает качество резьбы и продлевает срок службы метчика.

Распространенные проблемы с нарезанием резьбы и их быстрое решение:

• поломка крана: Проверьте размер сверла, настройку и режимы резания. Часто это происходит из-за неправильного размера отверстия, плохого совмещения, неправильного выбора метчика или отсутствия смазки.
• Плохое качество резьбы: Осмотрите метчик и улучшите отвод стружки. Часто это происходит из-за износа метчика, неправильного материала метчика или скопления стружки.
• Упаковка стружки в глухие отверстия: Переходите на метчики со спиральной канавкой или накатные метчики. Чаще удаляйте стружку. Это часто встречается при использовании метчиков со спиральной канавкой в глухих отверстиях.

При работе с твёрдыми материалами регулярно проверяйте метчики. Слегка снижайте скорость по мере износа инструмента и добавляйте больше смазки. Циклы нарезания резьбы с периодическим выводом в программах ЧПУ также могут помочь удалить стружку из глубоких глухих отверстий.

Заключение

Короче говоря, для качественного нарезания резьбы необходимы правильный тип метчика, материал и условия резания. Поняв, как разные метчики работают с разными отверстиями и материалами, выбор подходящего становится очевидным, а не просто догадкой.

Это особенно важно для прототипов и небольших партий. Обычно существует только один шанс получить правильное резьбовое отверстие. В Yonglihao Machinery наши инженеры используют те же принципы при выборе метчиков. Затем мы испытываем их на реальном материале перед запуском в производство.

Независимо от того, нарезаете ли вы резьбу самостоятельно или пользуетесь услугами мастерской, правильный метчик экономит время и деньги. Он позволяет получать более надёжные детали. Если у ваших деталей, изготовленных на заказ, есть сложная резьба, обратитесь к партнёру, например, 1ТП1Т можем помочь. Мы разбираемся в выборе метчиков и поможем вам перейти от чертежа к рабочей детали с меньшим количеством проблем.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между коническим, пробковым и донный краном?

Разница заключается в длине фаски. Конический метчик имеет самую длинную фаску и предназначен для пологого нарезания резьбы. Пробковый метчик имеет среднюю фаску и предназначен для общего применения. Глухой метчик имеет очень короткую фаску. Он используется в последнюю очередь для завершения нарезания резьбы в нижней части глухого отверстия.

Когда следует использовать метчик со спиральной канавкой вместо метчика со спиральной канавкой?

Для высокоскоростной нарезки резьбы в сквозных отверстиях используйте метчик со спиральной канавкой. Он выталкивает стружку вперёд и наружу из детали. Для глухих или прерывистых отверстий используйте метчик со спиральной канавкой. Он отводит стружку обратно к верхней части отверстия.

Можно ли использовать ручной метчик на станке с ЧПУ?

Ручной метчик можно использовать на станках с ЧПУ на низких скоростях, но это не лучший выбор. Ручные метчики не предназначены для работы на высоких скоростях или контроля стружкообразования. Машинные метчики, такие как метчики со спиральной подточкой или винтовыми канавками, предназначены для машинного нарезания резьбы.

Когда следует выбирать метчик для накатывания резьбы вместо метчика для нарезания резьбы?

Выбирайте метчик для накатывания резьбы для мягких материалов. Он не образует сколов и обеспечивает более прочную резьбу. Избегайте использования метчиков для хрупких или очень твёрдых материалов. Всегда используйте для этих метчиков правильный, больший размер предварительного сверла.

Каковы наиболее распространенные причины поломки кранов?

Наиболее частые причины — неправильный размер сверла, плохое выравнивание, отсутствие смазки и использование метчика неправильного типа. Чтобы избежать этого, проверьте размер сверла. Выберите метчик, соответствующий отверстию и материалу. Используйте правильную смазочно-охлаждающую жидкость и щадящие настройки.