Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.
Разновидности и параметры резьбы
Параметрами, по которым резьбу разделяют на различные типы, являются:
- единицы исчисления диаметра (метрическая, дюймовая и др.);
- количество заходов ниток (одно-, двух- или трехзаходная);
- форма, в которой выполнены элементы профиля (треугольная, прямоугольная, круглая, трапециевидная);
- направление подъема витков (правая или левая);
- место размещения на изделии (наружная или внутренняя);
- форма поверхности (цилиндрическая или коническая);
- назначение (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая).
В зависимости от вышеперечисленных параметров различают следующие виды резьбы:
- цилиндрическая, которая обозначается буквами MJ;
- метрическая и коническая, обозначаемые соответственно M и MK;
- трубная, для обозначения которой используются буквы G и R;
- с круглым профилем, названная в честь Эдисона и маркируемая буквой E;
- трапецеидальная, обозначаемая Tr;
- круглая, используемая для монтажа сантехнической арматуры, – Кр;
- упорная и упорная усиленная, маркируемые как S и S45 соответственно;
- дюймовая резьба, которая также может быть цилиндрической и конической, – BSW, UTS, NPT;
- используемая для соединения труб, монтируемых в нефтяных скважинах.
Применение метчика
Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.
Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.
Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.
Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.
Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.
Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.
При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.
- Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
- Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
- Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.
Метчики используются преимущественно для нарезания резьбы метрического типа. Значительно реже, чем метрические, применяются метчики, предназначенные для обработки внутренних стенок труб. Они в соответствии со своим назначением называются трубными, а отличить их можно по букве G, присутствующей в их маркировке.
Технология нарезания внутренней резьбы
Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.
Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.
Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу
Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.
Ознакомиться с положениями ГОСТ, регламентирующими нарезание метрической резьбы, можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:
Д о = Д м х 0,8, где:
Д о – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,
Д м – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.
Метрические резьбы. Диаметры стержней и допуски на них под метрическую резьбу М3-М50, выполняемую плашками. Диаметры сверл М1-М10 для высверливания отверстий под метрическую резьбу. Нарезание резьб п
Метрические резьбы. Диаметры стержней и допуски на них под метрическую резьбу М3-М50, выполняемую плашками. Диаметры сверл М1-М10 для высверливания отверстий под метрическую резьбу. Нарезание резьб плашками и метчиками.
- Наружная резьба: Плашку зажимают в воротке винтами, расположенными по его контуру.
- На торце стержня, на котором необходимо нарезать резьбу, на заточном станке снимают фаску под углом <60 о до диаметра, равного 80% диаметра резьбы. Затем плашку смазывают густым маслом (напр. солидол), животным жиром (салом) или растительным маслом — жидкое моторное масло лучше не использовать, так как оно зачастую портит резьбу.
- На конец прочно зажатого в тисках стержня с фаской в виде усеченного конуса устанавливают точно в горизонтальной плоскости вороток с плашкой и вращают обеими руками вороток по часовой стрелке (глядя сверху), если резьба правая, с небольшим нажимом на плашку. Иногда рекомендуется плавно вращать вороток по часовой стрелке, иногда — после каждого полуоборота немножко повернуть его обратно, чтобы сломать стружку. Главное хорошо смазать все рабочие лезвия, чтобы резьба не рвалась, а плашка не тупилась.
- Диаметр стержней под наружную метрическую резьбу следует подбирать по таблице 1.
Таблица 1. Диаметры стержней под метрическую резьбу, выполняемую плашками
| Диаметры | Допуски на диаметр стержня |
Диаметры | Допуски на диаметр стержня |
||
| резьбы | стержня | резьбы | стержня | ||
| Резьба с крупным шагом | |||||
| 3 | 2,94 | -0,06 | 12 | 11,88 | -0,12 |
| 3,5 | 3,42 | -0,08 | 16 | 15,88 | -0,12 |
| 4 | 3,92 | -0,08 | 18 | 17,88 | -0,12 |
| 4,5 | 4,42 | -0,08 | 20 | 19,86 | -0,14 |
| 5 | 4,92 | -0,08 | 22 | 21,86 | -0,14 |
| 6 | 5,92 | -0,08 | 24 | 23,86 | -0,14 |
| 7 | 6,90 | -0,10 | 27 | 26,86 | -0,14 |
| 8 | 7,90 | -0,10 | 30 | 29,86 | -0,14 |
| 9 | 8,90 | -0,10 | 33 | 32,83 | -0,17 |
| 10 | 9,90 | -0,10 | 36 | 35,83 | -0,17 |
| 11 | 10,88 | -0,12 | 39 | 38,83 | -0,17 |
| Резьба с мелким шагом | |||||
| 4 | 3,96 | -0,08 | 24 | 23,93 | -0,14 |
| 4,5 | 4,46 | -0,08 | 25 | 24,93 | -0,14 |
| 5 | 4,96 | -0,08 | 26 | 25,93 | -0,14 |
| 6 | 5,96 | -0,08 | 27 | 26,93 | -0,14 |
| 7 | 6,95 | -0,10 | 28 | 27,93 | -0,14 |
| 8 | 7,95 | -0,10 | 30 | 29,93 | -0,14 |
| 9 | 8,95 | -0,10 | 32 | 31,92 | -0,17 |
| 10 | 9,95 | -0,10 | 33 | 32,92 | -0,17 |
| 11 | 10,94 | -0,12 | 35 | 34,92 | -0,17 |
| 12 | 11,94 | -0,12 | 36 | 35,92 | -0,17 |
| 14 | 13,94 | -0,12 | 38 | 37,92 | -0,17 |
| 15 | 14,94 | -0,12 | 39 | 38,92 | -0,17 |
| 16 | 15,94 | -0,12 | 40 | 39,92 | -0,17 |
| 17 | 16,94 | -0,12 | 42 | 41,92 | -0,17 |
| 18 | 17,94 | -0,12 | 45 | 44,92 | -0,17 |
| 20 | 19,93 | -0,14 | 48 | 47,92 | -0,17 |
| 22 | 21,93 | -0,14 | 50 | 49,92 | -0,17 |
- Внутренняя резьба: нарезают с помощью метчиков. Метчик — металлорежущий инструмент для нарезания внутренней резьбы в предварительно просверленных отверстиях. Бывают ручные (вращаются при помощи воротка) и станочные, гаечные и инструментальные (маточные и плашечные).При нарезании глубокой резьбы обычно применяют комплект из трех метчиков: первый метчик (обозначение — одна риска) — предварительный, второй (две риски) нарезает резьбу и третий (три риски или без низ) ее калибрует. Гаечные метчики пригодны для нарезания короткой резьбы (как в гайке) и имеют последовательно расположенные режущие кромки; после прохождения всей длины получают полную резьбу.
- Большое значение имеет правильный выбор диаметров отверстия. Если диаметр больше, чем следует, то внутренняя резьба не будет иметь полного профиля и получится непрочное соединение. При меньшем диаметре отверстия вход метчика в него затруднителен, что ведет к срыву первых витков резьбы или к заклиниванию и поломке метчика. Диаметр отверстия под метрическую резьбу можно приближенно определить, умножив размер резьбы на 0,8 (например, для резьбы М2 сверло должно иметь диаметр 1,6 мм, для М3 — 2,4-2,5 мм и т.д. (см.. таблицу).
- Необходимо смазать режущую часть метчика густым маслом (напр. солидол), животным жиром (салом) или растительным маслом — жидкое моторное масло лучше не использовать, так как оно зачастую портит резьбу — и вставить в отверстие.
- Затем необходимо внимательно следить за тем, чтобы метчик шел точно по оси отверстия во избежание поломки. После нарезки 4-5 витков, метчик извлекается из отверстия и очищается от стружки. После этого его еще раз смазывают и вновь ввертывают в отверстие, нарезают еще 4-5 витков, продолжая операцию до упора (при глухом отверстии или до выхода метчика (при сквозном отверстии).
- Затем очищают первый метчик, кладут его на место и берут метчик с двумя рисками, смазывают его, вручную ввертывают его в отверстие и, как только он начнет врезаться в металл, надевают на него вороток. После нарезания каждых 5-6 витков метчик очищают от стружки и смазывают до полного прохода отверстия.
- Затем очищают второй метчик, кладут его на место, берут последний метчик с тремя рисками, также смазывают жиром, рукой ввертывают в отверстие до зацепления, надевают вороток и осторожно калибруют резьбу. Очистку от стружки и смазывание повторяют, как и ранее.
- Дюймовыми метчиками резьба нарезается также как и метрическими. Для нарезания резьбы на трубах применяют клуппы, обычно с регулируемыми режущими элементами в диапазоне резьб для труб с внутренним диаметром от 1/4 до 4 дюймов. Резьбы на трубах и стернях большого диаметра лучше нарезать на токарно-винторезных станках.
- Диаметр верл для высверливания отверстий под метрическую резьбу следует подбирать по таблице 2.
Таблица 2. Диаметры сверл для высверливания отверстий под метрическую резьбу
| Наружный диаметр резьбы, мм |
Диаметр сверла (мм) для | |
| Чугуна, бронзы | Стали, латуни | |
| 1 | 0,75 | 0,75 |
| 1,2 | 0,95 | 0,95 |
| 1,6 | 1,3 | 1,3 |
| 2 | 1,6 | 1,6 |
| 2,5 | 2,2 | 2,2 |
| 3 | 2,5 | 2,5 |
| 3,5 | 2,9 | 2,9 |
| 4 | 3,3 | 3,3 |
| 5 | 4,1 | 4,2 |
| 6 | 4,9 | 5 |
| 7 | 5,9 | 6 |
| 8 | 6,6 | 6,7 |
| 9 | 7,7 | 7,7 |
| 10 | 8,3 | 8,4 |
Оценка статьи:
Винты, болты и шпильки - самые распространенные элементы с наружной резьбой. Чаще всего в руки домашнего мастера они попадают уже готовыми. Но бывает, что требуется изготовить какой-нибудь хитрый болт или нестандартную шпильку. Заготовкой для такой детали служит стержень, диаметр которого должен соответствовать нарезаемой резьбе.
Диаметр стержня под наружную резьбу зависит от номинального диаметра резьбы и размера шага резьбы. Все эти сведения обычно указывают на чертеже детали в виде обозначения М10×1,5. Буква «М» обозначает метрическую резьбу, цифра после буквы - номинальный диаметр, цифра после знака «х» — шаг резьбы. При использовании основного (крупного) шага его могут не указывать. Основной шаг резьбы определен стандартом и является наиболее предпочтительным.
При выборе диаметра стержня под наружную резьбу руководствуются теми же принципами, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу . Установлено, что лучшее качество резьбы получается, если диаметр стержня чуть меньше номинального диаметра нарезаемой резьбы. Металл при нарезании немного выдавливается и профиль резьбы получается полным.
Если диаметр стержня будет намного меньше требуемого, то вершины ниток резьбы будут срезанными, если больше, то плашка просто не навернется на стержень или сломается в процессе работы.
Для каждого сочетания диаметра и шага резьбы существует оптимальный диаметр стержня . Проще всего этот диаметр определить по таблице, где приведены самые ходовые резьбы, с которыми может встретиться домашний мастер. Жирным шрифтом в таблице выделен основной шаг резьбы для каждого номинального диаметра.
| Резьба | Шаг резьбы | Диаметр стержня номинальный (предельный) |
| М2 | 0,4 | 1,93-1,95 (1,88) |
| 0,25 | 1,95-1,97 (1,91) | |
| М2,5 | 0,45 | 2,43-2,45 (2,37) |
| 0,35 | 2,45-2,47 (2,39) | |
| М3 | 0,5 | 2,89-2,94 (2,83) |
| 0,35 | 2,93-2,95 (2,89) | |
| М4 | 0,7 | 3,89-3,94 (3,81) |
| 0,5 | 3,89-3,94 (3,83) | |
| М5 | 0,8 | 4,88-4,94 (4,78) |
| 0,5 | 4,89-4,94 (4,83) | |
| М6 | 1 | 5,86-5,92 (5,76) |
| 0,75 | 5,88-5,94 (5,79) | |
| 0,5 | 5,89-5,94 (5,83) | |
| М8 | 1,25 | 7,84-7,90 (7,73) |
| 1 | 7,86-7,92 (7,76) | |
| 0,75 | 7,88-7,94 (7,79) | |
| 0,5 | 7,89-7,94 (7,83) | |
| М10 | 1,5 | 9,81-9,88 (9,69) |
| 1 | 9,86-9,92 (9,76) | |
| 0,5 | 9,89-9,94 (9,83) | |
| 0,75 | 9,88-9,94 (9,79) | |
| М12 | 1,75 | 11,80-11,86 (11,67) |
| 1,5 | 11,81-11,88 (11,69) | |
| 1,25 | 11,84-11,90 (11,73) | |
| 1 | 11,86-11,92 (11,76) | |
| 0,75 | 11,88-11,94 (11,79) | |
| 0,5 | 11,89-11,94 (11,83) | |
| М14 | 2 | 13,77-13,84 (13,64) |
| 1,5 | 13,81-13,88 (13,69) | |
| 1 | 13,86-13,92 (13,76) | |
| 0,75 | 13,88-13,94 (13,79) | |
| 0,5 | 13,89-13,94 (13,83) | |
| М16 | 2 | 15,77-15,84 (15,64) |
| 1,5 | 15,81-15,88 (15,69) | |
| 1 | 15,86-15,92 (15,76) | |
| 0,75 | 15,88-15,94 (15,79) | |
| 0,5 | 15,89-15,94 (15,83) | |
| М18 | 2 | 17,77-17,84 (17,64) |
| 1,5 | 17,81-17,88 (17,69) | |
| 1 | 17,86-17,92 (17,76) | |
| 0,75 | 17,92-17,94 (17,86) | |
| М20 | 2,5 | 19,76-19,84 (19,58) |
| 1,5 | 19,81-19,88 (19,69) | |
| 1 | 19,86-19,92 (19,76) | |
| 0,75 | 19,88-19,94 (19,79) | |
| 0,5 | 19,89-19,94 (19,83) |
Основной инструмент для нарезания наружной резьбы - плашка. Чаще всего используются круглые неразрезные плашки в виде гайки из закаленной стали.
Для формирования режущих кромок резьбу плашки пересекают сквозные продольные отверстия, которые также обеспечивают выход стружки. Для облегчения захода крайние нитки резьбы имеют неполный профиль. Для вращения плашки используют плашкодержатель - инструмент с гнездом под плашку и длинными ручками. Существуют также разрезные и раздвижные (клупповые) плашки, но в домашней мастерской это редкость.
Для уменьшения трения и получения чистой резьбы на стальных стержнях используют смазку - минеральное масло или керосин, на медных - скипидар. На конце стержня для облегчения захода обязательно должна быть сделана фаска шириной не менее размера шага резьбы.
Короткий путь http://bibt.ru
Нарезание наружной резьбы. Диаметры стержней под резьбу при нарезании плашками.
Перед тем как нарезать резьбу, необходимо подобрать диаметр заготовки под данную резьбу.
Нарезая резьбу плашкой, надо иметь в виду, что при образовании профиля резьбы металл изделия, особенно сталь, медь и др., тянется и изделие увеличивается. Вследствие этого усиливается давление на поверхность плашки, что приводит к нагреву и прилипанию частиц металла, поэтому резьба может получиться рваной.
При выборе диаметра стержня под наружную резьбу следует руководствоваться теми же соображениями, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу. Практика нарезания наружных резьб показывает, что лучшее качество резьбы можно получить в том случае, если диаметр стержня несколько меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Если диаметр стержня будет меньше требуемого, то резьба получится неполной; если же больше, то плашка или не сможет быть навинчена на стержень и конец стержня будет испорчен, или во время работы зубья плашки вследствие перегрузки могут поломаться, а резьба будет сорвана.
В табл. 27 приведены диаметры стержней, используемых при нарезании резьбы плашками.
Таблица 27 Диаметры стержней под резьбу при нарезании плашками
Диаметр заготовки должен быть на 0,3-0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы.
При нарезании резьбы плашкой стержень закрепляют в тисках так, чтобы выступающий над уровнем губок конец тисков был на 20-25 мм больше длины нарезаемой части. Для обеспечения врезания на верхнем конце стержня запиливается фаска. Затем на стержень накладывают закрепленную в клупп плашку и с небольшим нажимом вращают клупп так, чтобы плашка врезалась примерно на 0,2-0,5 мм. После этого нарезаемую часть стержня смазывают маслом и вращают клупп точно таким же образом, как при работе метчиком, т. е. один-два оборота вправо и пол-оборота влево (рис. 152, б).
Рис. 152. Прием нарезания резьбы плашкой (б)
Для предупреждения брака и поломки зубьев необходимо, чтобы плашка заходила на стержень без перекоса.
Проверка нарезанной внутренней резьбы производится резьбовыми калибрами-пробками, а наружной - резьбовыми микрометрами или резьбовыми калибрами-кольцами.