Новости BestWeld
Наши новости

10.06.2024
НОВИНКА: СВЕРЛА ПО МЕТАЛЛУ С ПЕРЕТОЧЕННЫМ ХВОСТОВИКОМ 13 ММ
Посмотрите наши новинки   подробнее

20.05.2024
НОВИНКИ: НАБОРЫ БОРФРЕЗ В ПЛАСТИКОВЫХ КЕЙСАХ И БОРФРЕЗЫ Ø 22 ММ
Посмотрите наши новинки  подробнее


Новости


11.01.2021

Метчики. Что это? Устройство, виды, использование и частые ошибки

Метчик – инструмент для формирования (нарезания или восстановления) внутренней резьбы в отверстии. В этой статье мы разберемся в этой сложной теме и узнаем следующее:
- Конструкция метчика
- В какой инструмент вставляется метчик
- Типы нарезаемых отверстий
- Типы резьбы
- Материал метчика
- Стандарты метчиков
- Точность и допуски метчиков
- Специализированные метчики
- Правила подбора и эксплуатации метчиков и инструмента
- Метчики ПрофОснастка
- Советы по использованию
- Частые проблемы
- Бонус

Конструкция метчика
 Метчики можно условно разделить на 3 части:
•Рабочая
•Хвостовик 
•Посадочный квадрат
Рабочая часть метчика предназначена для механической обработки резанием и состоит из заборной части, калибрующей части и канавки. 

1.jpg

Посадочный квадрат предназначен для закрепления инструмента на станках в специальные резьбонарезные патроны, либо, при слесарных работах, квадратный хвостовик метчика устанавливается в метчикодержатель или вороток.

В какой инструмент вставляется метчик
По назначению метчики можно разделить на 2 типа:
1. Ручные метчики предназначены для слесарных работ, идут в комплекте от двух до пяти штук. Условно они делятся на черновые и чистовые, а на самом инструменте указывается порядковый номер. 
Каждый из метчиков срезает свой припуск. Визуально их можно различить по величине заборной части – первым идет метчик с самой большой заборной частью. Сама заборная часть выполняет функцию реза металла, поэтому, чем больше эта режущая часть, тем меньшее напряжение на нее оказывается. 

2.jpg

Канавка на ручных метчиках прямая. Прямая форма канавки помогает центрированию, что приходится на руку при слесарных работах. 
Для данного типа метчиков используют метчикодержатель или вороток. Плюс данного инструмента в том, что он подходит под большой диапазон посадочных квадратов и не привязан к определенным стандартам в отличие от машинных метчиков.

3.jpg

Метчикодержатели выпускаются под определенный диапазон метчиков, например, М3-М6, М6-М12 и т.п. Универсального инструмента под все популярные размеры, такого как М1-М24, не бывает. 

2. Машинные или машинно-ручные метчики предназначены для нарезки резьбы машинным способом, хотя можно по-прежнему использовать на воротке. Чаще всего метчики работают на больших скоростях и выполняют более узкие задачи в отличие от ручных метчиков.
Данный тип вставляется в специальные цанги для метчиков, которые зажимают хвостовик и отдельно посадочный квадрат. Они имеют строго определенные размеры, а это значит, что каждая цанга предназначена для метчика определенного размера и стандарта.
Машинно-ручные метчики можно использовать с метчикодержателем, однако стоит помнить, что заборная часть здесь намного меньше и небольшие отклонения могут легко сломать инструмент.

4.jpg

3. Зачастую метчики пытаются использовать на дрелях или шуруповертах. Мы крайне не советуем это делать, так как должны быть соблюдены правильные обороты в минуту и зависимая от них скорость осевой подачи, что крайне тяжело сделать на ручном инструменте. Помимо этого метчик должен идти строго под углом 90 градусов относительно отверстия, чего тоже нелегко добиться при помощи ручного электроинструмента. 
Если у вас есть желание использовать метчики на дрелях либо шуруповертах, то для этого есть специальный расходник из DIY сегмента – комбинированный метчик со сверлом. 

Тип нарезаемых отверстий
Тип нарезаемых отверстий определяется канавкой режущей части метчика. Для того чтобы легче было разобраться с канавками для начала представим себе снегоуборочную машину.

В зависимости от расположения ковша снег будет уходить в разные стороны. 

5.jpg

Посмотрев на разные типы канавок, вы можете представить себе снегоуборочную машину и определить, куда пойдет стружка.
Отталкиваясь от направления движения стружки, можно выделить метчики для следующих типов отверстий:
•Для глухих отверстий
•Для сквозных отверстий
•Для глухих и сквозных отверстий

На основании вышеперечисленной информации, можно теперь подробно рассмотреть сами канавки.
1. Прямая канавка предназначена для глухих и сквозных отверстий. За счет своей формы стружка крошится и может выходить как вверх, так и вниз.

6.jpg
 
Возникает закономерный вопрос – если есть универсальная канавка, то зачем нужны вообще остальные? Дело в том, что прямая канавка пригодна в основном для ручной работы, либо машинной обработки на небольших оборотах. Специализированные же канавки рассчитаны на большие обороты и высокую скорость нарезки резьбы. [https://www.youtube.com/watch?v=wtQUVJe0nM0 17:51-18:05]. Плюс ко всему ресурс значительно увеличивается за счет узкой специализации. 
Прямая канавка отлично подходит для ручных метчиков, так как за счет своей формы инструмент хорошо центрируется в отверстии. 

2. Спиральная канавка предназначена для глухих отверстий. За счет своей формы она выводит стружку наверх, подобно сверлу. Спиральная канавка улучшает теплоотвод за счет улучшенного отвода стружки. Со стружкой уходит много тепла. 

7.jpg

Здесь также может возникнуть вопрос – если сверлом можно сверлить сквозные отверстия, то почему же нельзя и спиральным метчиком? Дело в том, что «ядро» данной канавки самое слабое из трех представленных, поэтому не стоит использовать метчик во всех случаях. 

8.jpg

Также стоит учитывать, что глубоко таким метчиком резьбу не прорезать.

3. Стружколом/ломатель стружки/spiral point предназначен для сквозных отверстий и выводит стружку вниз.

9.jpg

В отличие от спиральной канавки данный тип метчика ни в коем случае нельзя использовать не по назначению, то есть в глухих отверстиях. Дело в том, что стружка падает вниз, соответственно в глухом отверстии она начнет быстро скапливаться. Нарезка, в большинстве случаев, производится при помощи станка, то есть глубина нарезки отверстия задана программно. Как только свободное место в отверстии закончится, то метчик под напряжением сломается или испортит резьбу. 

Итого:

10.jpg

Типы резьбы
В России больше всего распространены 2 типа резьбы: метрическая и дюймовая. 

Метрические метчики предназначены для нарезания метрической резьбы. Это самый распространенный вид резьбы, он используется в крепежных соединениях, таких как болты, винты, шпильки, гайки и т.п. 

Разберем обозначения метрического метчика на примере:
M4х0.7

Где М – примерный диаметр тела метчика, то есть в данном примере около 4 мм.
0,7 – это шаг резьбы, то есть расстояние между зубцами в миллиметрах.

Профиль метрической резьбы представляет собой равносторонний треугольник. Угол при вершине — 60°. Вершины выступов срезаны.

11.jpg
 
Дюймовые метчики чаще всего используются в сантехнической сфере. Диаметр измеряется в дюймах, а шаг – в количестве ниток на дюйм.

Помимо метрической и дюймовой резьбы существует еще много типов нарезаемой резьбы, например:
12.jpg

Материал метчика
Стали, из которых изготавливают резьбонарезной инструмент можно условно поделить на 4 категории:

1. Высокоуглеродистые инструментальные стали, такие как 9ХС, У10А и пр. Используются для изготовления ручных метчиков, имеют минимальный ресурс, используются больше для исправления резьбы, чем для ее нарезки.

2. Быстрорежущие стали. Обозначаются как HSS, от английского High Speed Steel (произведенные в России быстрорежущие стали обозначаются иначе, напр.: Р6М5, Р6М5К5 и пр.). Имеется много разновидностей. Для начала разберем разные приписки к Обозначению HSS:

HSS-G (G от анг. Grinded – шлифованный) – изготавливается методом шлифования канавок и резьбы в цилиндрических заготовках. Шлифование зачастую производится при помощи боразона (CBN). Данный метод не деформирует металл и не подвергает дополнительной нагрузке.

HSSE – общее обозначение для группы быстрорежущих сталей с содержанием кобальта, в которую входят HSS-E, HSS-Co5% (содерж. кобальта 5%), HSS-Co8%(содерж. кобальта 8%).

Быстрорежущие стали имеют множество марок, которые входят в 3 большие группы:

2.1. Вольфрамовые стали. Обозначаются буквой Т (Т1, Т2, Т3, Т15) Вольфрам – достаточно дорогой и редкий минерал, поэтому сегодня трудно встретить изделия из стали с высоким содержанием W. Чаще всего применяется марка T1 (российский аналог Р18) и T15 (Р12Ф5К5).

2.2. Молибденовые стали. На письме обозначаются буквой М (М1, М2, М3, М7, М35). Эта группа сталей уже более распространенная, в сплавах также встречается вольфрам и кобальт. Присутствие большого % ванадия и углерода делает материал стойким к абразивному износу. Самые популярные стали на рынке:

М2 (аналог Р6М5) – содержит 6% вольфрама и 5% молибдена. Обладает сбалансированной прочностью, твердостью и теплостойкостью.

М35 (аналог Р6М5К5) – помимо вольфрама, молибдена и ванадия сплав содержит 5% кобальта. Данная марка имеет хорошую вязкость, шлифуемость, теплостойкость и износостойкость. Хорошо подходит для реза нержавеющей стали и улучшенных легированных сталей.
Существует заблуждение, что бывает кобальтовое покрытие, однако это не так, кобальт добавляется непосредственно в сплав. Также считают, что данный элемент придает инструменту бронзовый оттенок, что тоже не является верным. Кобальт в составе никак не изменяет цвет. Расходник иногда красят производители, чтобы сверла или метчики было легко визуально отличить. 

2.3. Высоколегированные стали. Обозначаются буквой М и цифрами от 41 и выше. Сталь применяется, если к инструменту предъявляются высокие требования по твердости при высоких температурах. 

Для инструмента из быстрорежущей стали также существуют разные покрытия, которые способны увеличить ресурс. Самые распространенные:

TiN – нитрид титана. Благодаря покрытию твердость поверхности повышается примерно до 2300 HV, а термостойкость, до 600°С. Титановое напыление снижает перегрев, улучшает вывод стружки и снижает трение.

TiAlN – нитрид титана легированный алюминием. Поверхностная твердость повышается до ~3300 HV, стойкость к высоким температурам до 900°C

TiCN – напыление карбида титана. Повышает твердость до 2800-3000 HV, термостойкость до 720°C. Низкая стойкость к разрушению – 45-55 H.

3. HSS-E-PM – быстрорежущая сталь высокой производительности, произведена с помощью порошковой металлургии. Сплав при этом однородной структуры, придает стойкость инструменту и режущей кромке. Инструмент подходит для обработки титана, его сплавов и других прочных и труднообрабатываемых материалов. Обычно дополнительно наносится покрытие AlTiN.

4.  Твердосплавные стали – композитные материалы, изготовленные по технологиям порошковой металлургии. Применяются для особо сложных задач. Известны также как «победит». Популярные марки: ВК8, ВК9, ВК10. 

Стандарты метчиков
Данные стандарты регламентируют общую длину метчика, режущую длину, диаметр хвостовика, размеры посадочного квадрата. Для ручной работы данные стандарты не особо важны, так как вороток может зажимать большой диапазон посадочных квадратов. Для машинной обработки данные стандарты важны, особенно стоит обращать внимание на диаметр хвостовика и размер посадочного квадрата, так как цанга для метчика зажимает именно эти 2 части: хвостовик и посадочный квадрат. 

Самые популярные стандарты в России:
- ГОСТ 3266-81
- ISO529
- DIN 371
- DIN 376

Точность и допуски метчиков
Не смотря на то, что допуск часто называют точностью, это не означает, что какой-то метчик более точный, а соответственно он лучше. Каждый класс точности имеет свое предназначение. 
Чтобы сильно не углубляться в данную тему можно отобразить назначение допусков подобным образом:

Класс точности, метчик

Точность, внутренняя резьба (гайка)

Назначение

ISO​

DIN​

ANSI
BS

ISO 1

4 H

3 B

4 H

5 H

Соединение с натягом

ISO 2

6 H

2 B

4 G

5 G

6 H

Соединение с переходной посадкой

ISO 3

6 G

1 B

6 G

7 H

8 H

Соединение с зазором

-

7 G

-

7 G

8 G

Прослабленная резьба
под нанесение покрытия


Самый популярный допуск 6H для метчиков и 6G для плашек. Эти допуски являются оптимальным вариантом между посадкой с натягом и посадкой с зазором, в технической среде это и есть «переходная посадка». Сами же соединения с натягом или с зазором редко используются, только для узкоспециализированных задач.

Помимо метчиков с допусками 6H (ISO2) и 6G (ISO3), а также 6G и 7G, выпускаются метчики с допусками 6HX и 6GX. Буква «X» означает, что данный класс точности не является стандартным и такой метчик предназначен для нарезания резьбы в высокопрочных или абразивных материалах, например, в чугуне. При обработке таких материалов отсутствует риск получения резьбы большего диаметра, поэтому для улучшения стойкости метчика можно использовать более высокий класс точности. Ширина поля допуска одинакова для 6H и 6HX. Метчики-раскатники обычно изготавливаются с допусками 6HX или 6GX.

Специализированные метчики
На рынке существует множество разновидностей метчиков, которые предназначены для определенных задач.

Гаечный метчик. Обладает удлиненной хвостовой частью, рассчитан на ручную или машинную работу посредством токарного станка. Хвостовик получил функциональное удлинение, что позволяет выполнять нарезание нескольких последовательно подаваемых гаек без необходимости выворачивать метчик после каждой из них.

14.jpg
 
Бесканавочные / раскатные метчики отличаются отсутствием канавок, используются для формирования резьбы в мягких сталях. Следует отметить, что этот тип отличается повышенной прочностью, итогом чего становится почти полное отсутствие поломок, а также брака резьбы, обрабатываемой детали. Еще один плюс – повышенный срок службы за счет рабочей части, которую можно несколько раз безболезненно перетачивать.

15.jpg

Шахматные метчики. Снижают при работе трение из-за того, что на калибровочном участке зубья срезаны с пропусками, то есть, через один. Чаще всего используются для работы с вязкими материалами, такими как алюминий, латнуь, медь.

16.jpg

Правила подбора и эксплуатации метчиков и инструмента

17.jpg

1. Различают нарезание и восстановление резьбы. Это разные процессы. Для качественного восстановления резьбы используют специальные пружинные вставки, однако для бытовых работ можно использовать и обычный метчик, но и результат будет бытовой.

2. Только при правильном использовании связки: инструмент + метчик + заготовка (материал) + режим эксплуатации можно получить результат как с точки зрения параметров (размеров), так и сточки зрения ресурса эксплуатации метчика.

Для каждого инструмента (ручной инструмент или станок) необходимо подбирать соответствующий метчик. Это касается как установочного квадрата  (разные размеры), так и режимов резания (скорость вращения и подача). Обязательно применение СОЖ как для ручного, так и (особенно) для машинного использования.

Ручная нарезка резьбы. Главное чтобы деталь была надежно зафиксирована в устройстве, поскольку при нарезании резьбы метчиком нужно будет прикладывать большое усилие. По диаметру высверливаемое отверстие должно быть несколько меньше, чем диаметр режущих элементов метчика (см. таблицу в конце статьи). Обязательно на верхней кромке отверстия нужно снять фаску. Вдавливать метчик необходимо плавно, без лишних рывков, постепенно проворачивая его, таким образом, до получения чистой и ровной резьбы. Сделав один оборот по часовой стрелке, его возвращают на пол-оборота в обратном направлении, тем самым, избавляясь от скопившейся металлической стружки. Во время нарезания резьбы необходимо использовать СОЖ подходящий к обрабатываемому металлу.

Для шуруповерта необходимо использовать метчик с посадкой 6,35 мм. Так же лучше всего использовать комбинированный метчик. Если выбрать обычный универсальный метчик, вероятность некачественной резьбы или сломанного метчика в процессе работы увеличивается многократно. Режим использования: один оборот вперёд, пол-оборота назад. Этот режим даже для шуруповерта непрост, что уж говорить про дрель. Обычные метчики можно устанавливать в шуруповерт через систему переходников – адаптеров.

18.jpg

Дрелью обычно резьбу не нарезают, а если это и делать, то нужно брать заведомо усиленный по всем параметрам метчик. Необходимая скорость вращения метчика находится в пределах 300-600 об./мин. в зависимости от материала заготовки. Обычная дрель не позволяет установить такие обороты (необходимо использовать дрели с регулировкой оборотов). Так же нужно иметь ввиду режим использования метчика и то, что крутящий момент будет не достаточный, если метчик просто зажать в обычном патроне, который предназначен для установки цилиндрических хвостовиков.

Нарезание резьбы на обычном сверлильном станке подразумевает, что на нем имеется регулировка скорости вращения, реверсивная подача. Так необходимо правильно подобрать систему посадки. Например, учитывается посадка шпинделя станка MK1/MK2/M3/MK4, в шпиндель вставляется быстрозажимной шпиндель под метчики в диапазонах M3-M15 / M7-M24, далее вставляются быстросменная вставка под размер метчика.

19.jpg

Сверлильный или резьбонарезной станок с регулировкой оборотов, подачей и системой осевых координат. В заготовках, полученных литьем или ковкой, отверстия обязательно нужно предварительно рассверливать или зенкеровать по соответствующим правилам. Правильнее всего нарезать фаску со стороны подвода метчика под углом 60 и глубиной более 1 шага резьбы. Необходимо использовать специализированные резьбонарезные сверлильные патроны: реверсивные, плавающие, качающиеся, самоцентрирующиеся, предохранительные (особенно для глухих резьб).

20.jpg

Нарезание резьбы на магнитном сверлильном станке. Необходимо использовать магнитный станок с регулировкой скорости вращения, реверсом и с учетом правильного соединения метчика и патрона с посадкой WELDON19, который передает крутящий момент метчику.

21.jpg

Метчики ПрофОснастка

Метчики ТМ ПрофОснастка представлены в двух линейках: Мастер и Эксперт.

Метчики серии Мастер предназначены для бытового и полупрофессионального использования.

Комплект ручных метчиков ПрофОснастка Мастер (1, 2 номер) HSS 4341, ISO 529. Инструмент предназначен для глухих и сквозных отверстий. Представлены ходовые позиции от М2х0,4 до М16х2. Инструмент предназначен для сталей ниже 800 Mpa, точность 6H.

22.jpg

Метчик машинно-ручной ПрофОснастка Мастер, прямая канавка, HSS 4341, ISO 529. Инструмент предназначен для глухих и сквозных отверстий. Представлены ходовые позиции от М2х0,4 до М24х3 Инструмент предназначен для сталей ниже 800 Mpa, точность 6H.

23.jpg

Метчики серии Эксперт созданы для промышленного и индустриального использования и обеспечивают высокое качество нарезания резьбы с длительным ресурсом эксплуатации, как для ручного, так и для машинного использования.

Комплект ручных метчиков ПрофОснастка Эксперт (1, 2 номер) HSS-G M2 TiN, ISO 529. Инструмент предназначен для глухих и сквозных отверстий. Метчики поставляются от 2 до 24 мм на склад с основным и мелким шагом. Инструмент предназначен для сталей ниже 1000 Mpa, точность 6H.

24.jpg

Метчик машинно-ручной ПрофОснастка Эксперт, прямая канавка, HSS-G M2 TiN, ISO 529. Инструмент предназначен для глухих и сквозных отверстий. Метчики поставляются от 2 до 24 мм на склад с основным и мелким шагом. Инструмент предназначен для сталей ниже 1000 Mpa, точность 6H.

25.jpg

Метчик машинный ПрофОснастка Эксперт, спиральная канавка, HSS-G M2 TiN, ISO 529. Инструмент предназначен для глухих отверстий. Метчики поставляются от 2 до 24 мм на склад с основным и мелким шагом. Инструмент предназначен для сталей ниже 1000 Mpa, точность 6H.

26.jpg

Метчик машинный ПрофОснастка Эксперт, спиральная канавка, HSSE M35 Co5%, DIN 371 / DIN 376. Инструмент предназначен для глухих отверстий. Метчики поставляются от 2 до 30 мм на склад с основным и мелким шагом. Инструмент предназначен для сталей ниже 1100 Mpa, точность 6H.

27.jpg

Метчик машинный ПрофОснастка Эксперт, канавка с ломателем стружки, HSSE M35 Co5%, DIN 371 / DIN 376. Инструмент предназначен для сквозных отверстий. Метчики поставляются от 2 до 30 мм на склад с основным и мелким шагом. Инструмент предназначен для сталей ниже 1100 Mpa, точность 6H.

28.jpg

Советы по использованию
- Всегда используйте СОЖ. Для метчиков это обязательное условие.
- Используйте таблицу, чтобы определить диаметр отверстия под нужный метчик.
- Если таблицы нет под рукой, вы можете отнять шаг резьбы от диаметра. То есть, для метчика М4х0,7 надо сделать следующие вычисления: 4-0,7=3,3. То есть нам нужно отверстие 3,3 мм.
Для М8х1,25 вычисления будут соответствующие: 8-1,25=6,75. Здесь можно взять сверло 6,7-6,8 мм.
- Выбирая сверло под нарезание резьбы, всегда берите наибольший диаметр из диапазона. Например, под метчик М6х1 нужно отверстие от 5 до 5,2 мм. Лучше всего просверлить именно 5,2, так как инструменту придется резать меньшее количество металла и соответственно его ресурс сильно увеличится. Сама же внутренняя резьба не сильно потеряет в прочности.

29.jpg

- При ручной нарезке на 1 один оборот вперед делайте пол оборота назад. Это нужно для того чтобы «разбить» стружку и предотвратить застревание метчика, а также его возможную поломку.
- Для предотвращения перекоса метчика через 2-3 нити проверяют вертикальность его положения с помощью угольника. Такая предосторожность особенно актуальна для глухих и мелких отверстий.

Частые проблемы

- Сломался метчик. 
Возможные варианты:
Неправильное использование метчика. Например, использование машинно-ручного метчика на дрели или шуруповерте. Во время машинной обработки скорость осевого движения (вверх/вниз) рассчитывается согласно шагу метчика, также на резьбонарезных патронах стоит осевая компенсация и много чего еще. Вряд ли с помощью дрели вы сможете выдержать правильную скорость, чтобы не сломать инструмент. 
• Использовано мало СОЖ
• Метчик уткнулся в дно отверстия
• Слишком маленькое/большое отверстие под резьбу.
• Неправильная эксплуатация. Особенно актуально для метчиков меньше чем М4. Например, отклонение воротка в сторону, когда режущая и калибрующая части метчика находятся в отверстии.

- Метчик HSS хрупкий, быстро сломался, а с 9ХС такого не было.
Быстрорежущая сталь намного тверже углеродистой, а чем больше твердость – тем меньше прочность и пластичность. То есть за счет высокой твердости HSS имеет больший ресурс, но в случае неправильной эксплуатации его сломать легче, чем 9ХС.

- Резьба в алюминии не выходит, просто сверлит. 
Во-первых, для алюминия лучше всего подходит специализированный метчик с шахматным расположением зубьев. Данный тип инструмента подходит для вязких материалов, которым и является алюминий. Во-вторых, если нарезка все же осуществляется обычным метчиком, то метчик рекомендуется периодически вынимать для очистки каналов от налипшей стружки. Также есть вероятность того, что некоторые клиенты используют метчики на дрелях и шуруповертах, что вообще недопустимо для данного инструмента.

Бонус





Возврат к списку



Полезная информация