Резьба является распространенным видом разъемных соединений, широко применяемым в машиностроении. В условиях массового, серийного, автоматизированного производств до 90% от общего объема лезвийной обработки внутренней резьбы (размером до М36) приходится на машинные и гаечные метчики [1]. Резьбонарезание, как правило, является окончательным видом обработки, и его точность оказывает существенное влияние на работоспособность изделия.
В работах [2, 3] показано, что условием точного (идеального) формообразования резьбового профиля при генераторной схеме резания является соблюдение параметра винтового движения, т. е. отношение осевой подачи VS к окружной скорости V0 инструмента должно быть величиной постоянной, равной шагу резьбы и должно отсутствовать смещение оси резьбы в радиальном направлении. Выполнение условия возможно при силовом равновесии, когда внешняя осевая сила и осевая составляющая силы резания равны по величине и противоположны по знаку; радиальные внешние силы отсутствуют, а радиальные составляющие от сил резания на противолежащих зубьях взаимно компенсируются. Для реальных условий равновесие сил не соблюдается, а нарушение кинематики выражается в «разбивке» профиля нарезаемой резьбы.
Главной причиной «разбивки» резьбы в работах [2, 4, 5, 6, 7] называется влияние суммарной осевой силы
(внешней силы
действующей на инструмент со стороны технологической системы — силы трения и инерции, возникающей при движении шпинделя, патрона, приспособления и т.д. и внутренней — осевой составляющей силы резания
действующей противоположно направлению подачи). Известные теоретические исследования и предложенные технические решения («жесткая» принудительная подача инструмента при помощи зубчатых передач, гидропередачи, копиров, резьбовой пары калибра; применение плавающих и качающихся патронов, удлинение хвостовиков метчиков и т. д.) [8, 2, 9, 10, 11, 12] в основном решают вопрос компенсации внешних сил
действующих на инструмент со стороны технологической системы. Осевая составляющая