Избор на правилния метчик: Видове, обяснени

Разбиране на видовете плашки за резба и тяхното приложение

Ръчни плашки: конични, цилиндрични и дънни – кога да се използва всяка

Коничните метчици имат около 8 до 10 резба, които постепенно се оформят при нарязване на материала. Те работят най-добре при започване на резба в слепи отвори, тъй като естествено се центрират по време на работа. За преминаващи отвори се използват пълни метчици. Обикновено те имат между 3 и 5 конични резби, което ги прави подходящи за довършване на такива прави приложения. При много дълбоки слепи отвори, където пространството е ограничено, се налага използването на дънни метчици. Тези специални инструменти имат само 1 или 2 фасовани резби в края, така че могат да достигнат дъното, без да се заклинват. Скорошен доклад от 2023 г. за машинна обработка показа още нещо интересно: работилниците, които спазват правилната последователност при нарязване на резба, отбелязват намаляване с около 34% на повредите по резбите, особено при работа с алуминиеви и бронзови части. Има логика, тъй като използването на правилния инструмент за всеки етап просто дава по-добър общ резултат.

Метчици с усукана точка срещу метчици с усукан фланец: оптимизиране на отстраняването на стружката

Функция	Метчици с усукана точка	Метчици с усукан фланец
Посока на стружката	Премества напред	Извлича нагоре
Най-добър за	Пронизващи отвори (стомана/желязо)	Слепи отвори (нержавеюща стомана)
CNC Производителност	15-20% по-бързи цикли	Предотвратява прерязване на стружката

Метчици с пирообразни върхове насочват стружката пред инструмента, което ги прави оптимални за приложения с пронизващи отвори в черни метали. Напротив, метчиците с пирообразни канали извеждат стружката нагоре, предотвратявайки нейното компактиране в слепи отвори — особено важно при обработка на лепкави материали като неръждаема стомана.

Нарезни метчици срещу формообразуващи метчици: производителност и материали

Резбовите метчици действат по различен начин от обикновените режещи метчици – те всъщност изместват материала, вместо да го премахват. Това създава по-силни резби с по-добра повърхностна качествена обработка, особено при работа с по-меки метали като алуминий или месинг, които имат твърдост под 35 HRC. Получените резби могат да бъдат около 20% по-здрави в сравнение с тези, направени чрез традиционни режещи методи, според индустриални тестове. Обаче при по-твърди материали положението се променя. За стомани с твърдост над 45 HRC по скалата на Рокуел, традиционните режещи метчици стават задължителни, тъй като опитът за формоване на резба би довел до проблеми като прекомерен въртящ момент или дори счупени инструменти. При работа с титан специално е разумно да се премине към метчици от термично обработена кобалтова стомана. Тези специализирани инструменти издържат около 40% по-дълго в сравнение със стандартните високоскоростни стоманени варианти и по-добре устояват както на натрупването на топлина, така и на абразивното износване по време на машинна обработка.

Машинни и CNC-съвместими метчици за автоматизирано производство

Метчиците, предназначени за CNC машини, се предлагат с много тесни допуски на дръжката около ±0,01 мм и освен това са с напълно специални покрития като TiN или TiAlN. Тези покрития оказват голямо влияние върху продължителността на живот на инструментите, като издържат повече от три пъти повече цикли в сравнение с обикновените немазани такива при производствени серии с висок обем. Когато скоростта надхвърли 2500 оборота в минута, правилното съгласуване на въртенето на шпиндела с подаването става абсолютно задължително за мениджърите на работното място. В противен случай често се получават счупени метчици и резбите излизат извън спецификациите, което никой не желае в автоматизирана производствена клетка, където най-важно е постоянството.

Специализирани метчици за производител на прецизни CNC резбови фрезови части

Фрезите за нишки от аерокосмичен клас поддържат допуски за нецентричност под 0,005 мм, което осигурява позиционна точност ±0,01 мм при критични титанови компоненти като турбинни корпуси. Водещи производители постигат първоначален добив от 92%, като комбинират твърди сплавни инструменти с микрозърнеста структура с адаптивни CAM стратегии, особено за сложни вътрешни геометрии, изискващи прецизно нарязване на нишки.

Съвместимост на материала и конструкцията на метчицата със свойствата на детайлите

Съвместимост на материала на метчицата с метали и сплави

Бързорежещата стомана или HSS все още предлага добра цена и продължителна производителност при работа с по-меки материали като алуминий и месинг. Това отговаря на препоръките в стандарта ISO 4957:2018 за ежедневни инструменти. При по-твърди материали като неръждаема стомана или никелови свръхсплави обаче добавянето на кобалт в сместа от HSS прави истинска разлика. Устойчивостта на топлина нараства с около 40%, което означава по-малко износване на инструмента дори след продължителни режещи операции. За работи, включващи титан или наистина твърди стомани с твърдост 45 HRC или повече по скалата за твърдост, повечето професионалисти използват карбидни метчици. Те запазват ръба си много по-добре и могат да работят с режещи скорости, които са приблизително три пъти по-високи от тези на обикновените HSS инструменти.

Избор на метчици според твърдостта и якостта на заготовката

Твърдостта на материала определя както материала, така и геометрията на метчика. Според препоръките на ASM International от 2022 г. за механична обработка:

• <30 HRC : Използвайте стандартни спирални HSS метчици с TiN покритие
• 30–45 HRC : Използвайте метчици от кобалтова стомана с модифицирани ъгли на нападение
• >45 HRC : Прилагайте метчици от цял карбид с микрозърнеста структура

При високопрочни сплави като Inconel 718, метчиците за оформяне на нишки намаляват рязането с 62% в сравнение с режещите метчици, което минимизира деформацията на детайла при операции за фрезоване на нишки с CNC.

Избягване на чести повреди на метчици поради несъвместимост с материала

Според някои скорошни проучвания на инструменти от 2023 г., около 73 процента от всички повреди на метчици при работа със закалена стомана се случват, защото механиците все още използват инструменти от бързорежеща стомана (HSS), вместо да преминат към карбидни алтернативи. Когато става въпрос за приложения със сив чугун, тези спирални метчици с ъгъл на завоя около 10 градуса всъщност намаляват проблемите с задръстване от стружка с приблизително 85% в сравнение с традиционните модели с прави канали. За предотвратяване на усукващи разрушения е необходимо да съпоставите номиналния въртящ момент на метчика с този, който материала може да поеме, като се основавате на стойностите за якост на опън от спецификациите на производителя. Това става особено важно по време на автоматизирани процеси, при които операторите може да нямат постоянен визуален достъп до това, което се случва вътре в машината в даден момент.

Геометрия на каналите и управление на стружката при високопроизводително нарязване на резби

Как дизайна на каналите влияе на ефективността и продължителността на живот на метчика

Формата на фрезата наистина има значение, когато става въпрос за отстраняване на стружката, управление на топлината и продължителността на живота на метчицата преди да се наложи подмяна. Спирални фрези с ъгли между 30 и 40 градуса помагат стружката непрекъснато да се изтласква през отвора, което намалява натрупването на топлина и забавя износването на инструмента с времето. При работа с по-твърди материали правите фрези осигуряват по-добра структурна устойчивост, макар че имат и своите недостатъци, тъй като операторите трябва често да спират, за да премахват натрупаните отпадъчни частици от по-дълбоки отвори. Повечето CNC цехове за нарязване на резби днес използват метчици със спирални фрези, тъй като те много по-добре понасят високи обороти и запазват висока точност, обикновено в диапазона ±0,001 инча, дори при последователно изпълнение на няколко производствени партиди.

Метчици със спирални фрези за нарязване на резба в дълбоки отвори в CNC среди

Спиралните фланци работят изключително добре за слепи отвори, които са по-дълбоки от три пъти диаметъра им, защото издигат стружката директно нагоре, вместо да я оставят да се натрупва на дъното. Това помага да се предотвратят проблеми като преобработка и заклещване, което е особено важно при производството на части за самолети от трудни материали като неръждаема стомана или титан. Когато стружката не се премахва напълно по време на обработка, цели партиди скъпи компоненти се изхвърлят. Много CNC майстори всъщност отбелязват значително намаляване на производственото време, когато преминат към инструменти със спирални фланци за този тип задачи. Разликата става особено забележима при сложни детайли, където всеки следващ момент има значение, а простоите струват пари.

Прави фланци и тапи със спирален връх в автоматизирани срещу ръчни системи

Правите фланшови метчици работят най-добре при ръчна обработка с крехки материали като чугун или прахообразен метал, тъй като тези материали лесно се рушат. От друга страна, метчиците с витлова точка широко се използват в автоматизираното производство. Те имат ъгъл от 15 градуса, който изтласква стружките напред, вместо да им позволи да се заклинват в отворите, което позволява на машините да работят без постоянни спирания. Автомобилните заводи особено се възползват от тази конфигурация, тъй като това означава по-малко повреди и по-бързо производство по техните сборочни линии.

Декодиране на размери на метчици, диаграми за свредла и индустриални стандарти

Прецизното нарязване започва с разбирането на условностите за размери и спазването на признатите стандарти. Изборът на правилния метчик и предварителен отвор осигурява надеждност както при прототипиране, така и при производството в големи серии чрез CNC фрезоване на резби.

Ръководство за размери на метчици – метрични, дробни и тръбни резби

Когато говорим за метрични винтови резби, те по същество ни казват две неща: диаметъра на отвора и разстоянието между резбите. Вземете M6x1 като пример – това означава, че получаваме 6 милиметрова резба, при която всеки гребен е разположен на точно 1 милиметър от следващия. След това има фракционни измервания, които работят по различен начин – те измерват както размера на отвора, така и колко резби се побират в един инч, например когато някой спомене 1/4-20. При тръбите нещата стават още по-специализирани. Тук влиза в сила стандарта NPT с коничните резби, които всъщност помагат за създаване на уплътнение, когато бъдат затегнати правилно. Разглеждайки какво се случва...<br>Тип на резбата<br>Чести размери<br>Стъпка/TPI<br>Типичен размер на свредлото<br>Метрична<br>M6, M8, M10<br>1,0–1,5 mm<br>85% дълбочина на резбата<br>Фракционна<br>1/4-20, 3/8-16<br>16–24 TPI<br>60-75% диаметър на отвора<br>Тръба (NPT)<br>1/8-27, 1/4-18<br>Конична<br>Специализирани таблици

Правилно използване на таблици за свредла и резби за прецизни резултати

Диаграмите за свредлене посочват правилния размер на пилотното отвор — например, свредло с диаметър 5 мм обикновено предхожда метрически винтов резец M6x1. Грешки често възникват при смесване на имперската и метричната система. За да се осигури точност, трябва да се крос-реферират четири ключови фактора: твърдост на материала на заготовката, желан процент на нишката (обикновено 60–85%), тип на фаската и наличието на охлаждащ агент.

Как да се четат означенията на винтови резци: размер, форма на нишка и кодове на материала

Стандартните гравировки на винтови резци предават съществена информация:

• M6x1-6H : Метричен винтов резец, диаметър 6 мм, стъпка 1 мм, клас на допуск 6H
• HSS-Co5 : Бързорежеща стомана с 5% кобалтов сплав
• GH3 : Спирални канали, дясно режещ, конфигурация с три зъба

Производителите трябва да проверяват тези означения спрямо стандарти ISO 529 и ANSI B94.9, за да предотвратят несъответствия, които биха могли да компрометират цялостността на детайлите в автоматизираното производство.

Поетапен процес за избор на метчици за CNC и индустриални приложения

Започнете с приложението: материал, дълбочина на отвора и достъп

Когато разглеждаме механични операции, започваме с три ключови фактора: какъв вид материал имаме предвид, колко дълбоки трябва да бъдат резбите в сравнение с диаметъра им и дали има добър достъп до работната зона. Сплавите с висока якост представляват особени предизвикателства, затова много майстори използват формообразуващи метчи вместо режещи, тъй като те всъщност изместват материала, а не го премахват, което помага за намаляване на концентрациите на напрежение. За онези трудни дълбоки слепи отвори, където стружката често се заклещва, почти задължително е използването на метчи с спирални канали, тъй като те отстраняват по-ефективно отпадъците. Според данни от индустрията от Годишния доклад за прецизна механична обработка миналата година, цеховете, които преминаха към метчи с карбидно покритие, отчетоха около една четвърт по-малко повреди на метчи при работа с резби, по-дълги от три пъти диаметъра. Всъщност това е логично, тъй като тези по-издръжливи инструменти просто издържат по-добре при по-тежки условия.

От тип машини до автоматизация: Съгласуване на избора на метчи с CNC системи

Повечето производители на CNC фрези за нарязване на резби се насочват към получаване на метчици с отклонение под 6 микрона и обикновено избират между 5 и 7 витри, когато работят с автоматизирани системи за подаване. Метчичите трябва да работят добре и със сменящите устройства на машината, както и да осигуряват вътрешно подаване на охлаждащата течност, тъй като това е от решаващо значение за постигане на точност +/– 0,002 инча, дори при максимална скорост. Вижте най-новото Ръководство за избор на CNC метчици за 2024 г., ако искате конкретни данни. Онова, което се откроява там, е как свързването на тези инструменти към цифрови системи за управление прави процеса значително по-консистентен при различни машини и оператори.

Оценка на обема на производството: Пластифициращи срещу режещи метчици в условията на висок обем производство

При производството на висок обем неръждаема стомана (>5000 единици) нарязващите метчици предлагат 40% по-дълъг живот на инструмента, но изискват предварително пробити отвори с 15–20% по-големи от нарязващите метчици. Нарязващите метчици осигуряват гъвкавост за малки серии и прототипи, когато превключванията са чести. Производителите, използващи алгоритми за прогнозиране на износването, постигат 18% по-ниски разходи, като подбират метчици според годовите прогнози за производство.

ЧЗВ

Какви са основните видове метчици, споменати в статията?

В статията се разглеждат конични, пълнежни, дънни, метчици с усукан връх, метчици с усукани канали, нарязващи и формообразуващи метчици.

Какво е разликата между метчиците с усукан връх и тези с усукани канали?

Метчиците с усукан връх избутват стружките напред и затова са по-подходящи за отвори на през, докато метчиците с усукани канали извличат стружките нагоре, което ги прави идеални за сляпо нарязване.

Защо се препоръчват формообразуващи метчици за по-меки метали?

Формообразуващите метчици изместват материала встрани, създавайки по-здрави нишки, което е особено предимство при по-меки метали с твърдост под 35 HRC.

Какви фактори трябва да се оценят при избора на метчици за CNC системи?

Ключови фактори включват материала, дълбочината на отвора, достъпа, обема на производството и възможностите на машината, за да се гарантира правилният избор на метчик.