Для повышения производительности труда и получения качественной резьбы в таких деталях автором создан новый инструмент, так называемый метчик-протяжка. Этот инструмент позволяет нарезать внутреннюю резьбу любого профиля с любым числом заходов при большой длине нарезанной части и обеспечивает высокое качество резьбы с точностью второго класса. Производительность труда при работе новым инструментом повышается во много раз по сравнению с обычными способами нарезания резьбы токарным резцом.
Метчик-протяжка имеет следующие особенности: хвостовик расположен впереди режущей части, что обеспечивает работу метчика на растяжение, в отличие от обычных метчиков, работающих на сжатие; рабочая часть метчика выполнена в виде конической резьбы на всей его длине; зуб метчика не имеет затылования по среднему диаметру, ширина профильной части по наружной поверхности уменьшена, а задняя поверхность имеет двойную заточку (рис. 38).
Рис. 38. Метчики-протяжки
Метчик-протяжку можно использовать на любом универсальном токарном станке, имеющем минимально 18—40 оборотов в минуту, чтобы скорость резания не превышала 2—3 метра в минуту.
Для нарезания резьбы расточенную по внутреннему диаметру деталь надевают на хвостовик метчика-протяжки. Хвостовик вставляют в отверстие державки, установленной и закрепленной в резцедержателе станка, и крепят клином. Державку предварительно устанавливают отверстием по линии центров станка. Движением продольного суппорта метчик-протяжку с надетой деталью вводят в отверстие шпинделя между раскрытыми кулачками патрона. Выбирают величину продольной подачи, точно соответствующую шагу заданной резьбы, и соединяют суппорт с ходовым винтом посредством маточной гайки. При нарезании правой резьбы станку дают обратный ход на 1/3—1/2 оборота для создания натяга, после чего станок останавливают и деталь зажимают кулачками патрона (зажатие должно быть надежным), затем включают станок на обратный ход. Вращение детали в сочетании с продольным перемещением метчика-протяжки обеспечивает нарезание заданной резьбы (рис. 39).
Рис. 39. Схема работы метчика-протяжки: 1 — передняя бабка станка; 2 — патрон; 3 — метчик-протяжка; 4 — резцедержатель суппорта
Станок работает весьма производительно. Если раньше для нарезания резцом двух- или трехходовой гайки с трапецеидальной резьбой приходилось делать до сотни проходов резцом в обе стороны, то теперь требуется всего один проход, к тому же при меньшей скорости перемещения суппорта. Это снижает износ ходового винта и маточной гайки, облегчает труд токаря. При этом работу может выполнять токарь средней квалификации. Производительность увеличивается в 5— 10 раз, качество резьбы получается более высокое и резьба имеет стандартный профиль. Для нарезания внутренней резьбы одного размера достаточно одного метчика-протяжки вместо обычно применяемых трех метчиков.
При нарезании резьбы малого диаметра с крупным шагом и с шестью и более заходами в длинных гайках (более 60 миллиметров) применяют комплект из двух метчиков-протяжек. С каждым оборотом метчик-протяжка снимает в гайке средней длины слой металла глубиной до 0,14 миллиметра при обработке стали, до 0,40 миллиметра при обработке чугуна и до 0,48 миллиметров — латуни и бронзы. Это происходит за счет конусности метчика-протяжки, т. е. увеличения диаметра от 0,1 до 0,4 миллиметра на каждый виток (в зависимости от размера резьбы).
Зубья метчика-протяжки, имея постепенное нарастание размера среднего диаметра, последовательно, виток за витком, зачищают резьбу, профиль получается чистый и точный.
На метчиках-протяжках продольные канавки делают спиральными, что по сравнению с прямыми канавками облегчает процесс резания и одновременно увеличивает стойкость инструмента. Угол подъема спирали канавки выбирают соответственно углу подъема винтовой линии резьбы и ее направлению. Для правой резьбы направление спирали канавок принимают левое, а для левой резьбы — правое.
В процессе эксплуатации метчиков-протяжек установлено, что наибольшая общая длина инструмента не должна превышать 650 миллиметров, а длина нарезанной части — не более 450 миллиметров. Эти величины являются предельными для большинства резьбошлифовальных станков, имеющихся на наших заводах.