Longsheng

Резьбовые метчики являются одним из основных методовв машиностроении, а их точность и надежность напрямую влияют на производительность оборудования. Однако в сложных рабочих условиях, таких как глубокие отверстия, глухие отверстия и материалы высокой твердости, традиционный универсальный метчик не может соответствовать требованиям. Резьба в глухом отверстии основана нанижних метчиках для формирования глубокой полой резьбы, но конструкция винтовой канавки ограничивает возможность оголения глубокой резьбы, что может привести к износу инструмента и даже отклонению диаметра отверстия из-за засорения стружкой.

Кроме того, разнообразие твердости материала (например, HRC 50 или выше), допусков резьбы (например, уровня IT6) и условий обработки (например,сухая или влажная резка) еще больше усложняет выбор. В этой статье подробно изучаются различные типы метчиков, что дает инженерам стратегию выбора жизненного цикла на основе материалов, процессов и затрат, что может повысить эффективность и надежностьточного производства.

Что такое резьбовой метчик?

Резьбовой метчик — это металлорежущий инструмент, используемый для обработки внутренней резьбы в предварительно просверленных отверстиях. Основной особенностью является спиральная конструкция лезвия, которая преобразует вращательное движение в линейное режущее движение,Таким образом, внутри заготовки формируется структура резьбы, идеально соответствующая профилю, шагу и углу конуса. Обычно он изготавливается излегированной стали высокой твердости(например,быстрорежущей стали, твердого сплава) для обеспечения стойкости к истиранию и точности обработки режущей кромки и широко используется в машиностроении,аэрокосмической промышленности и других областях, требующих точных резьбовых соединений.

Каковы 3 основных типа метчиков для резьбы?

Конусные метчики

1. Параметры сердечника

• Основной конус: 8-10 зубцов (совместим с углом резьбы 60°/55°).
• Общая эффективная высота зубцов: ≤ 70% от общей высоты резьбы.

2. Применимые сценарии:

• Обработка резьбы в глухих отверстиях(требуется, когда отношение глубины к диаметру больше 1:1).
• Пластики, такие какалюминиевый сплав/низкоуглеродистая сталь.

3. Основные характеристики:

• Конструкция постепенного конуса: первые 5-7 зубцов принимают на себя 80% направляющего эффекта, что снижает риск поломки стружки в нижней части глухого отверстия отверстие.
• Геометрия лезвия типа R: рекомендуется для крупной резьбы ISO M3-M10 для оптимизации распределения усилия сдвига.

4.Требования к сверлению:

• Отверстие = основной диаметр резьбы - (1,3 x шаг).
• Глубина = полная длина резьбы + 0,5 x шаг.

Метчики

1.Параметры сердечника

• Коническая длина: 3-5 зубцов (угол конусности 60°±5°).
• Чрезмерное резание: оставьте величину коррекции резьбы 0,05-0,1 мм.

2.Применимые сценарии:

• Ремонт резьбы на пробивном станке (уровень точности IT7-IT9).
• Обработкатитановые сплавы/гиперсплавы в аэрокосмической промышленности.

3.Основные характеристики:

• Измененная конструкция профиля зуба: 15-20 зубьев с радиальной коррекцией 0,02 мм.
• Процесс покрытия HF:толщина покрытия TiAlNсоставляет 3-5 мкм, по сравнению с непокрытым материалом может улучшиться на 300%.

4.Окно процесса:

• Рекомендуемая скорость подачи: 0,08-0,15 мм/об (для твердых материалов).
• Ограничение скорости: & le; 800 об/мин (материал HSS).

Нижние метчики

1.Параметры сердечника:

• Конечный конус: 1,5 зуба (специально разработанный асимметричный конус).
• Длина режущего конуса: ≥ 120% от общей высоты резьбы.

2. Применимые сценарии:

• Максимально глубокое глухое отверстие (глубина отверстия>3 кратного диаметра резьбы).
• Медицинский имплантатОбработка нержавеющей стали 316L.

3. Ключевые прорывы (Система резки третьего порядка):

• Этап 1: Коническая направляющая (3 зуба).
• Этап 2: Параллельная резка (6 зубьев).
• Этап 3: Тонкая настройка резьбы (остальные зубья).
• Технология электролитического шлифования ELID: R лезвия ≤0,08 мм, шероховатость поверхности Ra ≤0,4 μм.

4. Технические характеристики процесса:

• Глубина сверления = длина резьбы + 1,8 кратный шаг (чугун).
• Расход охлаждающей жидкости ≥ 15 л/мин.

Какой тип метчика лучше всего подходит для нарезания резьбы?

Согласно техническому принципу обработки резьбы и опыту инженерной практики компании LS, конический метчик является наиболее подходящим типом нарезания резьбы, ниже приводится подробный технический анализ:

Технические преимущества конического метчика

1. Пошаговый подход к проектированию

Конусность конического метчика (обычно 8°-10°) позволяетсегментированный режущий инструментдля врезания в заготовку (глубина резания первого зуба ≤ 0,1 мм до 0,3 мм), постепенно направляя кран к центру и стабилизируя силу резания на протяжении первых нескольких витков резьбы. Такая конструкция особенно подходит длямягких металлов (алюминий, медь, низкоуглеродистая сталь)и значительно снижает риск поломки метчика или разрыва резьбы из-за внезапной силы.

2.Способность к самокоррекции

Коническая структура конического метчика может помочь автоматически отрегулировать смещение центра отверстия и уменьшить сложность ручной калибровки,особенно при обработке глухих или глубоких отверстий.

3. Низкий крутящий момент при запуске

При обработке мягкого металла конический метчик можно постепенно резать, чтобы распределить нагрузку при резке. Если вы используете метчик из карбида (с рекомендуемой скоростью вращения до 1500 об/мин), вы можете дополнительно повысить эффективность, не жертвуя стабильностью.

Руководство по применению нижнего метчика в исключительных случаях

Хотя конические метчики очень универсальны, вам понадобится нижний метчик:

1. Закаленная сталь или чугун

Материал очень хрупкий, и многократное резание конического метчика может привести к локальной концентрации напряжений, что может привести к поломке лезвия. Конструкция с прямым краем нижних метчиков позволяет нарезать резьбу непосредственно в нижней части отверстия,снижая риск вторичной резки.

2. Точный ремонт резьбы

Контроль глубины нижней резьбы более точен и подходит дляремонта предварительно просверленной резьбы, чтобы избежать чрезмерной резки, с 98,5%-ным уровнем квалификации резьбы (уровень IT7).

3. Высокоточная среда станков

Компания LSявляется поставщиком оборудования высокой жесткости, которое можно запрограммировать для точного управления скоростью подачинижний клапан с допуском на уровне микрометра.

Критические параметры процесса

Тип инструмента	Материал	Скорость вращения (об/мин)	Скорость подачи (мм/об)	Способ охлаждения
Конические метчики	Алюминиевый сплав 6061	1500	0.2	Сухой резка
Конические краны	Чугун HT250	800	0.1	Эмульсия (5%)
Нижние краны	45# сталь	400	0,05	Охлаждение масляным туманом
Нижние краны	Ti-6Al-4V	600	0,03	Распыление азота

Как решить проблему глухого отверстия с помощью нижних кранов?

Инновация в геометрической структуре: конструкция с плоским дном + угол спирали 30°

Нижние метчики компании LSимеют уникальную конструкцию лезвия с плоским дном по сравнению с традиционными коническими метчиками:

1. Отсутствие остатков на дне: плоская нижняя структура позволяет резать непосредственно на дне глухого отверстия, устраняя проблему накопления остатков на дне, вызванную традиционными конусами метчиков.

2. Оптимизация каналов удаления стружки: благодаряконструкции с углом наклона винтовой линии 30° расширяется пространство для удаления стружки. Эффективность удаления стружки из огнеупорных материалов, таких как титановый сплав, может быть улучшена на 60% за счет внутренних каналов охлаждения, что позволяет избежать риска разрыва метчика из-за застревания стружки.

Высокопроизводительнаяадаптация материала

Для высокопрочных материалов, таких кактитановые сплавы и суперсплавы на основе никеля:

1. Материал из кобальтовой быстрорежущей стали: метчик HC65 с покрытием высокой твердости сTiAlN или AlCrN износостойкое покрытие, высокая термостойкость на 30%,высокий крутящий момент и тепло трения от обработки глухих отверстий.

2. Конструкция градиентной твердости: твердость рукоятки составляет HRC30-40 (легко зажимается), лезвие сохраняет высокую прочность HRC65, балансирует прочность и износостойкость.

3. Повышение износостойкости:

• Технология покрытия:TiAlN (Al 70%-75%, Ti 25%-30%) толщина покрытия составляет 3-5 мкм, коэффициент трения снижается до 0,12.
• Азотная обработка: твердость поверхности увеличивается до HRC 70, а износостойкость увеличивается в три раза.

4. Проверка применения Информация

• Обработка титанового сплава:Срок службы инструмента>500 деталей (M6 × 1 резьба, скорость резания 600 об/мин, подача 0,05 мм/об), чистота поверхности Ra=0,4 мкм, центрифугирование дуги ≤0,015 мм.
• Суперсплавы на основе никеля:Сила резания Fc=18-22 кН (по сравнению с 35-40 кН для резки HSS) с главным углом резания 45° для уменьшения высоты стружки до менее 0,02 мм.

Каковы скрытые затраты при выборе неправильного метчика?

Классификация и количественный анализ скрытых затрат

Тип стоимости	Причина возникновения	Случаи воздействия на отрасль	Оценка среднегодовых потерь
Стоимость износа инструмента	Конические метчикииспользуется для твердых материалов, что приводит к частоте поломок до ↑300%.	Стоимость поломки крана M6 составляет $50+/раз, при этом средняя ежемесячная потеря составляет 200 единиц на линии по производству автомобилей.	$10000/месяц
Стоимость обрезков резьбы	Незавершенныйнарезание резьбы в глухих отверстияхприводит к ослаблению болтов (риск отзыва).	Автомобильная компания отзывает 500 тысяч автомобилей из-за дефектов резьбы, что приводит к ущербу более чем на 200 миллионов долларов.	Один отзыв может достигать 5 миллионов долларов и более
Стоимость потерянного рабочего времени	Частая смена инструмента приводит к простою производственной линии (более 800 долларов в час).	Производственные компании теряют $3 млн в год из-за простоев из-за короткого срока службы инструмента.	$2.4 миллиона в год (8 часов/день x 365)

Как технология компании LS позволяет избежать этих затрат

1. Основная причина износа инструмента и ее решение

Основная причина проблемы:

• Конические метчики из литогочугуна/закаленной стали имеют концентрацию напряжений из-за множественных процессов сжатия и резки.
• Отказ от использования метчика с покрытием приводит к увеличению тепла трения (твердость снижается на 30%, когда температура лезвия превышает 800 °C).

Технические контрмеры LS:

• Нижние метчики:Конструкция с плоским дном врезается непосредственно в дно глухого отверстия, что позволяет исключить мутации напряжения и снизить частоту разрушения на 90%.
• Покрытие TiAlN/DLC: Коэффициент трения ≤ 0,2, снижение температуры резания на 40%, увеличение срока службы в 5 раз (например, срок службы метчика M10 из стали HRC58 с 200 до 1000 шт.).

2. Контроль технологии окончания срока службы резьбы

Основная причина проблемы:

• Традиционные конусы имеют неполную резьбу на дне глухого отверстия (не до эффективной длины зацепления) из-за плохого удаления стружки.
• Ошибка программной компенсации не откалибрована (например, кумулятивная ошибка шага>0,05 мм).

Технические контрмеры LS:

• 30° Угол наклона спирали + внутренний канал охлаждения:повышает эффективность удаления стружки на 60%, обеспечивая целостность резьбы на дне глухого отверстия.
• Система лазерной калибровки: 100% обнаружение погрешности шага (≤± 0,01 мм) до производства с функцией компенсации в реальном времени длястанков с ЧПУ.

3. Оптимизация путей для траты времени на работу

Основная причина проблемы:

• Неправильная регулировка параметров скорости/подачи в соответствии с материалом, что приводит к ускоренному износу инструмента.
• В процессе сухой резкибудет происходить большое количество засоров стружкой, особенно для алюминиевых материалов.

Технические контрмеры LS:

• Интеллектуальный механизм рекомендаций параметров: автоматическое согласование скорости/подачи после ввода/отверстия (например, параметр нарезания резьбы M8 для чугуна: N=500 об/мин, F=0,15 мм/об).
• Система высоковольтного охлаждения (MQL): мгновенное распыление стружки, время простоя очистки стружки сокращено на 70%.

4.Отраслевая валидация и экономические преимущества

Исследования случаев в автомобильной промышленности:

• Болевая точка: обработка глухих отверстий в корпусе коробки передач обходится в 1,2 миллиона долларов в год из-за 15% резьбового брака ставка.
• Решение LS: с нижними метчиками+покрытием TiAlN уровень отходов снижен до 2%, что позволяет экономить 1,18 млн долларов в год.

Исследования случаев в аэрокосмической отрасли:

• Проблема: Линия по производству проволоки для резьбы глухих отверстий из титанового сплава из-за поломки инструмента простаивает 12 часов в месяц.
• Схема LS: на основе кобальтабыстрорежущие стальные нижние метчики (HRC 65)+конструкция с внутренним охлаждением,непрерывная обработка 800 отверстий без дефектов.
• Повышение эффективности: производительность увеличилась со 150 до 220 единиц в смену.

Как подобрать тип метчика в соответствии с твердостью материала?

Динамическая связь между твердостью материала и силой резания

Согласно формуле силы сдвига ISO 6336, на каждые 10HRC увеличения твердости материала сила сдвига увеличивается примерно на 25%. Это напрямую влияет на стратегии выбора метчика:

• HRC & le; 20 (мягкий металл): сила резания F=50-80 Н мм
• 30 ≤ HRC ≤ 45 (сталь средней твердости): F=150-300 Н мм
• HRC ≥ 50 (твердый сплав): F=500-1200 Н мм

Иерархическая схема соответствия технологий

Обработка мягких металлов (алюминий/латунь HRC 8-15)

1. удаление стружки Преимуществометчика со спиральным пазом

• Конструкция угла спирали: угол наклона 30°-45° позволяет выбрасывать стружку по спиральной линии, что на 60% повышает эффективность отвода стружки по сравнению с прямыми канавками.
• Характеристики подавления вибрации: структура канавок эффективно рассеивает силу резания, осевая вибрация снижена на 40%.

2. Практические параметры:

• Скорость: 1200–2000 об/мин (алюминиевый сплав).
• Скорость подачи: 0,05–0,1 мм/об (латунь).

3. Нанесение специальных покрытий

• Алмазное покрытие снижает коэффициент трения до 0,08–0,12.
• Случай3C обработки продукции: повышение эффективности обработки на 35% и снижениешероховатости поверхностиRa с 3,2 мкм до 0,8 мкм.

Обработка стали средней твердости (HRC 30-45)

1. Преимущество жесткости прямых конусов: Радиальная жесткость прямых конусов в 3 раза выше, чем у спиральных канавок при обработке перфорацией, что исключает отклонение осевого натяжения, вызванное спиральной канавкой.

2. Технология покрытия

• TiAlN (титан-алюминий нитридное) покрытие: твердость 18-22 ГПа, термостойкость 800 °C.
• Покрытие MoS2: коэффициент трения <0,05, особенно длясухих условий резания.

3.точки оптимизации процесса

• Сегментный удар: HSS (HRC 60-62) для первого удара и удар метчика с покрытием TiN для второго.
• Предлагается использовать конструкцию метчика с осевой канавкой дляобработки глубоких отверстий.

Обработка сверхтвердых сплавов (HRC 50-65)

1. Геометрические инновации для нижних метчиков

• Конструкция бифуркации: угол переднего конуса 3-5°, угол наклона винтовой линии 15-20° в зоне резания.
• Пример: поломка лезвия снизилась с 12% до 2,5% при обработке карбида WC Co.

2. Система покрытия

• Многослойная мембрана TiAlN (3-5 мкм): термостойкость 1200 °C, 5-кратное увеличение сопротивления.
• Композитное покрытие CrN/TiN:на 300% более длительный срок службы в условиях сухой резки.

3. Специальные параметры обработки

• Скорость: 500-800 об/мин (чтобы избежать накопления тепла при резке).
• Скорость подачи: 0,02-0,03 мм/об (минимальная смазка).
• Метод охлаждения: охлаждение газом под высоким давлением (давление 6-10 МПа).

Как компания LS может продлить срок службы метчика на 200%?

1. Обновление режущего материала

Наноразмерные противозадирные присадки:Лидер в отрасли улучшения характеристик смазки, подходит для обработки нержавеющей стали с использованиемспециальной хлорсодержащей смазочно-охлаждающей жидкости, с трехкратным увеличением срока службы инструмента (например, от 80 до 240 болтовых отверстий в автомобильной компании).

Интеллектуальная система подачи масла: платформа LS контролирует концентрацию смазочно-охлаждающей жидкости (точность ± 0,1%), температуру (± 1 °C), значение pH, адаптируется к оптимальным условиям и снижает потери на трение в режиме онлайн.

2. Мониторинг динамики износа

Оптическое 3D-обнаружение + интеллектуальное предупреждение: мониторинг износа метчика в реальном времени (точность 0,01 мм), срабатывание сигнала тревоги при превышении 0,1 мм:

• Основной износ (0,02–0,05 мм): автоматическая оптимизация скорости (снижение на 15–20%) и скорости подачи (снижение на 10%).
• Критический износ (≥ 0,1 мм):Начать процесс ремонта шлифовального станка, чтобы восстановить точность кромки до уровня μ.
• Внедрение динамического мониторинга привело к снижению годовых затрат на закупку на 45% и сокращению времени простоя на 70%, согласно данным платформы LS.

3.Оптимизация хранения

Метчики из быстрорежущей стали (HSS) подвержены водородному охрупчиванию во влажной среде, что приводит к внезапным отказам. Долгосрочная стабильность материалов компании LS благодаря технологии вакуумной упаковки и хранению при постоянной температуре:

1.Процесс вакуумной упаковки:

• Остаточная влага, адсорбированная молекулярным ситом, и содержание кислорода контролировалось на уровне <1ppm.
• Лазерное кодирование и QR-код отслеживание обеспечивает 80% эффективности отслеживания на складе.

2. Постоянная влажность хранения: 20 ± 0,5°C Постоянный склад + относительная влажность <40% контроль влажности, чтобы избежать фазового превращения материала (температура мартенситного превращения Ms=250°C).

3. Проверка срока службы: через 3 месяца прочность на разрыв безвакуумных метчиков HSS в жарких и влажных условиях снизилась на 18%, астандартное хранение LS было продлено с 12 до 36 месяцев.

Краткое изложение

В точной обработке ключ к гарантии качества резьбы и Эффективность обработки заключается в выборе подходящего конуса резьбы. Резьбовые метчики делятся на три основных типа: конический метчик, пробковый метчик и донный метчик. Среди них донный метчик предназначен для использования в качестве основного инструмента для обработки глухих отверстий (например,авиакосмические крепежные элементы,резьба корпуса автомобильной коробки передач и т. д.) с уникальной плоской структурой рельса и углом наклона спирали 30.

Компания LS использует интеллектуальную систему выбора итехнологию обработки с ЧПУ, чтобыпредоставлять клиентам индивидуальные решения для метчиков, чтобы снизить стоимость проб и ошибок. Кроме того, база данных процессов LS объединяет более 2000+ отраслевых случаев со всего мира, что позволяет в реальном времени оптимизировать параметры резания, такие как скорость и скорость подачи, обеспечивая 30%-ное повышение эффективности обработки при достижении точности резьбы уровня IT7. Будь то массовое производство стандартных деталей или изготовление на заказ нестандартных отверстий, Технические возможности интеграции LSпредоставляют клиентам полную цепочку технологий от проектирования до поставки.

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено только для информационных целей.Серия LSНе дается никаких заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или действительности информации. Не следует делать вывод, что параметры производительности, геометрические допуски, особые конструктивные особенности, качество и тип материала или качество изготовления, которые сторонний поставщик или производитель предоставит через сеть Longsheng. Это обязанность покупателяЗапросите расценки на детали, чтобы определить конкретные требования к этим деталям.Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше информации.

Команда LS

LS — ведущая в отрасли компания, специализирующаяся на индивидуальных производственных решениях. Имея более чем 20-летний опыт обслуживания более 5000 клиентов, мы специализируемся на высокоточнойобработке с ЧПУ,изготовлении листового металла,3D-печати,литье под давлением,штамповке металла и других комплексных производственных услугах.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами и сертифицирован по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения для клиентов в более чем 150 странах по всему миру. Будь то мелкосерийное производство или массовая кастомизация, мы можем удовлетворить ваши потребности с самой быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. выберитеLS TechnologyЭто означает выбор эффективности, качества и профессионализма.
Чтобы узнать больше, посетите наш веб-сайт:www.lsrpf.com

Часто задаваемые вопросы

1. Могу ли я использовать нижний метчик без направляющего отверстия?

В большинстве случаев направляющее отверстие можно не использовать, но оно должно быть ≥ M6 в апертуре и с соотношением сторон ≤ 15:1. Для небольших отверстий (45) отверстие необходимо предварительно просверлить.

2. Почему цена спиральных метчиков в три раза выше?

Спиральные метчики сложны в изготовлении и требуют пятикоординатной шлифовки на станке с ЧПУ (примерно 45 минут на деталь) для соответствия специальным покрытиям (например, TiAlN), в то время как прямые метчики требуют только трехкоординатной обработки (8 минут на деталь).

3. Как распознать поддельные метчики из быстрорежущей стали?

Подлинные метчики из быстрорежущей стали (HSS) показывают темно-красные искры при искровом тестировании, в то время как поддельные изделия (например, из углеродистой стали) обычно имеют ярко-желтые искры, оригинальная текстура шлифованной поверхности в порядке.

4. Какой тип метчика рекомендуется для обработки алюминиевых материалов?

Рекомендуемый метчик с прямой канавкой + сухая резка,алюминий очень пластичен и склонен к образованию длинных полос. Большой передний угол (25-30°) прямых конических пазов снизит сопротивление резанию. В условиях сухого резания стружка выбрасывается напрямую, чтобы избежать запутывания (из-за отвода стружки конусы спиральных канавок могут легко создавать царапины на поверхности заготовки).

Ресурсы

Конус станка

Единый стандарт резьбы

Резьба (manufacturing)