Виды резьбы и методы ее нарезки

Черчение

Нарезание резьбы

Чем нарезают резьбу?

Основные методы создания резьбы следующие: 1 — нарезание резьбовы­ми резцами или резьбовыми гребенками; 2 — нарезание плашками, резьбо­нарезными головками и метчиками; 3 — накатывание при помощи плоских или круглых накатных плашек; 4 — фрезерование с помощью специальных резьбовых фрез; 5 — шлифование абразивными кругами.

Нарезание резьбы резцами. С помощью резьбовых резцов и гребе­нок на токарно-винторезных станках нарезают резьбу как наружную, так и внутреннюю (внутренняя резьба, начиная с диаметра 12 мм и выше).

Способ нарезания резьбы резцами характеризуется относительно не­высокой производительностью, поэтому в настоящее время он применя­ется в основном в мелкосерийном и индивидуальном производстве, а так­же при создании точных винтов, калибров, ходовых винтов и т. д. Досто­инством этого способа является простота режущего инструмента и срав­нительно высокая точность получаемой резьбы. Схематически он заклю­чается в следующем (рис. 32): при одновременном вращательном движе­нии детали, на которой нарезается резьба, и поступательном движении резца (на токарном станке — II) последний снимает (вырезает) часть по­верхности детали в виде винтовой линии (I).

Нарезание резьбы плашками и метчиками. На рис. 33 показаны плашки, которые по своим конструктивным особенностям делятся на круг­лые — I и II (лерки) и раздвижные — III (клупповые).

Круглые плашки, имеющие применение на монтажных, заготовитель­ных и других работах, предназначены для нарезания наружной резьбы диаметром до 52 мм в один проход. Для более крупной резьбы применя­ют плашки особой конструкции, которые фактически служат лишь для зачистки резьбы после предварительной нарезки ее другими инструмен­тами.

Раздвижные плашки состоят из двух половин, вставляющихся в клупп и постепенно сближающихся в процессе резания.

При нарезании резьбы на металлорежущих станках (II) плашка устанавливается и за­крепляется в специальном патроне или при­способлении (рис. 34). Деталь подается в кали­брующую часть вращающейся плашки. Внут­реннюю крепежную резьбу в подавляющем большинстве случаев нарезают метчиками.

Метчик (рис. 35) представляет собой сталь­ной стержень с резьбой, разделенный продоль­ными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Эти же ка­навки служат для выхода стружки. По спосо­бу применения метчики разделяются на руч­ные и машинные.

Последовательность получения резьбы в глухих отверстиях такова (рис. 36): вначале высверливают гнездо, куда в дальнейшем будет завернута шпилька или винт. Диаметр сверла должен быть выбран из табл. рекомендуемых стандартом ГОСТ 9150-81 величин. Резьбу нарезают комплектом из двух или трех мет­чиков (малого, среднего и нормального, чис­тового) в зависимости от размера резьбы. На­резать резьбу одним метчиком (нормальным) за один заход нельзя. Это ведет к поломке метчика.

Для метрической резьбы с крупным ша­гом и дюймовой резьбы комплект состоит из трех метчиков, для метрической резьбы с мелким шагом и трубной резьбы — из двух.

Накатывание резьбы. Основной про­мышленный метод изготовления резьбы в настоящее время — накатка на специаль­ных резьбонакатных станках, имеющих корпус трехроликовой головки 1, ролико- держатель 2 и накатной ролик 3 (рис. 37). Деталь 4 зажимается в тисках суппорта. В этом случае при большой производительнос­ти обеспечивается получение высокого ка­чества изделия (формы, размеров и шерохо­ватости поверхности).

Процесс накатывания резьбы заключает­ся в создании резьбы на поверхности детали без снятия стружки за счет пластической де­формации поверхности обрабатываемой де­тали. Схематически это выглядит так. Де­таль прокатывают между двумя плоскими плашками (рис. 38. I) или цилиндрически­ми роликами (рис. 38. II, III), имеющими резьбовой профиль, и на стержне выдавли­вается резьба такого же профиля. Наибольший диаметр накатываемой резьбы 25 мм, наименьший 1 мм; длина накатываемой резьбы 60. 80 мм.

Фрезерование резьбы. Фрезерование наружной и внутренней резьбы производится на специальных резьбофрезерных станках. В этом случае вращающаяся гребенчатая фреза при радиальной подаче врезается в тело детали и фрезерует резьбу на ее поверхности. Периодически происходит осевое перемещение детали или фрезы от специального копира на величи­ну, равную шагу резьбы за время одного оборота детали (рис. 39).

Шлифование точной резьбы. Шлифование как способ создания резь­бы применяется главным образом для получения точной резьбы на сравни­тельно коротких резьбовых деталях, например резьбовых пробках — кали­брах, резьбовых роликах и т. д.

Сущность процесса заключается в том, что шлифовальный круг, распо­ложенный к детали под углом подъемна резьбы, при быстром вращении и при одновременном медленном вращении детали с подачей вдоль оси на ве­личину шага резьбы за один оборот вырезает (вышлифовывает) часть по­верхности детали. В зависимости от конструкции станка и ряда других фак­торов резьба шлифуется за два-четыре и более прохода (рис. 40).

Нарезание резьбы

Операция обработки со снятием стружки, в результате которой образуются наружные или внутренние винтовые канавки с заданным профилем и размерами на цилиндрических или конических поверхностях, называется нарезанием резьбы.

Нарезание резьбы на винтах, болтах, гайках и других деталях производится в основном на станках. При монтажных и ремонтных работах слесарю в ряде случаев приходится нарезать резьбу вручную или с помощью пневматических или электрических машинок — резьбонарезателей.

Основными элементами любой резьбы, как отмечалось в гл. 3, являются профиль, шаг, глубина, наружный, средний и внутренний диаметры.

По форме профиля резьбы подразделяются на треугольную, прямоугольную, трапецеидальную, упорную и круглую (рис. 4.14).

Тип или профиль резьбы выбирается по ГОСТу в зависимости от назначения.


Рис. 4.14. Профили и элементы резьбы:
а — треугольная;
б — прямоугольная;
в — трапецеидальная;
г — упорная;
д — круглая;
d — наружный диаметр резьбы;
dcp — средний диаметр резьбы;
d1 — внутренний диаметр резьбы.

В машиностроении приняты три системы резьб: метрическая, у которой шаг и диаметр измеряются в миллиметрах; дюймовая, имеющая иную форму профиля и характеризуемая числом ниток на один дюйм ее длины и диаметром в дюймах;
трубная резьба, имеющая профиль, как и дюймовая, но меньше по шагу.

В практике слесарных работ нередко возникает необходимость определить размеры элементов резьбы на готовой детали. Наружный диаметр измеряют с помощью штангенциркуля или микрометра, а шаг резьбы — с помощью миллиметрового или дюймового резьбомера (набора шаблонов с резьбой различных размеров).

Для нарезания резьбы в отверстиях применяются метчики, а для нарезания наружной резьбы — плашки.

Метчиком называется режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано несколько продольных прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки (рис. 4.15). Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом.


Рис. 4.15. Метчик и его элементы:
а — общий вид:
1 — режущее перо;
2 — режущая кромка;
3 — квадрат;
4 — хвостовик;
5 — канавка;
б — поперечное сечение:
1 — передняя поверхность;
2 — режущая кромка;
3 — задняя (затыловочная) поверхность;
4 — канавка;
5 — режущее перо.

Хвостовик метчика служит для закрепления инструмента в патроне или воротке во время работы. У ручных метчиков конец имеет квадратную форму.

Рабочая часть — нарезанная часть метчика, производящая нарезание резьбы; она подразделяется на заборную и калибрующую части.

Заборная (режущая) часть метчика — передняя конусная часть, которая первой входит в нарезаемое отверстие и совершает основную работу резания.

Калибрующая часть защищает и калибрует нарезаемое отверстие.

Для образования режущих кромок метчика и выхода стружки служат продольные канавки. Резьбовые части метчика, ограниченные канавками, называются режущими перьями.

По способу применения метчики делятся на ручные и машинные. Ручные метчики служат для нарезания резьбы вручную. Они обычно выпускаются комплектами из двух или трех штук. В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой (или 1, 2, 3), а в комплект из двух метчиков — черновой и чистовой. В таком же порядке они применяются при нарезании резьбы.

Метчики условно обозначаются рисками (канавками): у чернового на хвостовике одна круговая риска, у среднего — две, у чистового — три. Там же указывается тип резьбы и ее размер.

Большое значение имеет правильный выбор диаметров отверстий для нарезания резьбы. Выбор диаметров сверл под данный тип и размер резьбы производится по специальным таблицам. Однако с достаточной для практики точностью диаметр сверла можно определить по формуле
Dсв=dр — 2h
где Dсв — диаметр сверла, мм; dр — наружный диаметр резьбы, мм; h — высота профиля резьбы, мм.

Нарезание резьбы ручными метчиками производится с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков. Воротки бывают различных конструкций с постоянными и регулируемыми отверстиями для метчика.

Инструмент, применяемый для нарезания наружной резьбы, называется плашкой. Плашка представляет собой стальную закаленную гайку со стружечными канавками, образующими режущие грани (рис. 4.16).


Рис. 4.16. Плашка и ее элементы:
а — общий вид;
б — геометрические параметры плашки.
1 — калибрующая часть;
2 — заборная часть;
3 — стружечная канавка.

Плашки бывают круглые (иногда их называют лерками), раздвижные (клупповые) и специальные для нарезания труб.

Для работы с круглыми плашками применяются воротки (леркодержатели), представляющие собой рамку с двумя рукоятками, в отверстие которой помещается плашка и удерживается от проворачивания с помощью трех стопорных винтов, конические концы которых входят в углубления на боковой поверхности плашек.

Клуппы для раздвижных плашек представляют собой косую рамку с двумя рукоятками. В отверстие рамки вставляются полуплашки. Устанавливаются полуплашки на требуемый размер с помощью специального нажимного винта.

Для нарезания резьбы метчиком выполняются следующие приемы. Деталь закрепляется в тисках, черновой метчик смазывается и в вертикальном положении (без перекоса) вставляется в нарезаемое отверстие. Надев на метчик вороток и слегка прижимая его к детали левой рукой, правой осторожно поворачивают вороток по часовой стрелке (при нарезании Левой резьбы — против часовой стрелки) до тех пор, пока метчик не врежется в металл и его положение в отверстии не станет устойчивым. Затем вороток берут двумя руками и плавно вращают (рис. 4.17, а). После одного-двух полных оборотов возвратным движением метчика примерно на четверть оборота ломают стружку, это значительно облегчает процесс нарезания. Закончив нарезание, вывертывают метчик из отверстия (вращением воротка в обратную сторону) или пропускают его насквозь.

Второй и третий метчики смазывают и вводят в отверстие без воротка. После того как метчик правильно установится по резьбе, надевают вороток и продолжают нарезание резьбы.

При нарезании глубоких отверстий необходимо в процессе резания 2—3 раза полностью вывинтить метчик и очистить его от стружки, так как избыток ее в канавках может вызвать поломку метчика или срыв резьбы.

Перед нарезанием наружной резьбы плашками обточенный до нужного диаметра стержень закрепляют в тисках. На самом конце стержня снимается небольшая фаска под углом 45° (рис. 4.17,6). Стержень должен иметь чистую поверхность, так как нарезание резьбы по окалине или ржавчине сильно изнашивает плашки.

Для получения правильной резьбы диаметр стержня обычно делают на 0,2—0,4 мм меньше требуемого диаметра резьбы.

На торец стержня, закрепленного в тисках так, чтобы его конец выступал из губок на 15—20 мм больше, чем длина нарезаемого участка., накладывают закрепленную в воротке плашку и с небольшим нажимом начинают нарезать резьбу, поворачивая вороток короткими движениями по часовой стрелке (рис. 4.17, в). Первые 1,0—1,5 нитки обычно нарезают без смазки, так как сухой металл плашка захватывает легче; затем стержень смазывают натуральной олифой и продолжают вращать вороток или клупп на один-два оборота вправо и на полоборота влево для ломания стружки.

Вначале нарезания резьбы плашками необходимо делать некоторый нажим «а плашку (при рабочем ходе), не допуская ее перекоса. В процессе нарезания давление на обе руки должно быть равномерным.

Раздвижные плашки в клуппе в процессе нарезания следует поджимать только в начале прохода; после прохода по всей длине нарезки клупп свинчивают (или, как говорят, «сгоняют»), затем вновь поджимают плашки винтом и проходят резьбу второй раз.

Читайте также:  Система для стаивания снега

При необходимости получить точную я чистую резьбу нарезку производят двумя плашками — черновой и чистовой.

Механизированное нарезание резьбы осуществляется ручной дрелью или резьбонарезной электрической машинкой, а также на сверлильном или резьбонарезном станке. Работа эта требует особого внимания и осторожности, особенно при использовании дрели и электрической или пневматической машины.

Ручными дрелями нарезают резьбу диаметром до 6 мм, причем производительность по сравнению с работой воротком увеличивается втрое. Применение электрической или пневматической машинок повышает производительность труда практически в 5 раз.

При нарезании резьбы дрелью или машинками метчик зажимается в патроне и особое внимание обращается на то, чтобы не было перекоса метчика относительно оси отверстия.

Инструменты для нарезки резьбы. Виды и работа. Применение

Резьбовое соединение является одним из самых популярных способов закрепления различных деталей и элементов. Не всегда можно приобрести различные крепления, на которые уже нанесена резьба, поэтому ее необходимо нарезать самостоятельно. Для этого применяются специализированные инструменты для нарезки резьбы. С их помощью также возможно обновить затертую или поврежденную другим способом ранее нанесенную резьбу.

Виды инструментов для нарезки резьбы

Для нарезки резьбы применяется 3 разновидности инструментов:
  • Метчик.
  • Плашка.
  • Клупп.

Инструмент для нарезания отличается между собой не только по диаметру, но и по типу создаваемой резьбы. Она может быть метрической или дюймовой. Метрическая применяется на подавляющем большинстве крепежных элементов. Она используется в машиностроении, бытовом оборудовании и в прочих направлениях. Дюймовая резьба применяется исключительно на водопроводных элементах. В некоторых странах метрическая резьба не применяется вообще, и все крепежные элементы сделаны с помощью дюймовой.

Еще одним немаловажным различием подобного инструмента является направление создаваемой резьбы. Оно может быть левым и правым. Нельзя применяя один инструмент, провести нарезание резьбы в обе стороны, если он не универсальный.

Метчик

Метчик – это цилиндрический инструмент, который предназначен для нарезания внутренней резьбы в трубах и гайках. Его поверхность имеет выступающие ребра, которые при ввинчивании в пустотелые металлические элементы подходящего диаметра создают винтовые канавки, вырезая стружку. В результате вкручивания метчик прокладывает резьбу. Этот прибор представляет собой небольшой металлический прут из высококачественной твердой стали, на одном конце, которого имеется режущая часть, а на втором хвостовик для подсоединения воротка. Вдоль поверхности метчика идет выборка, сквозь которую обеспечивается отвод срезанной стружки. Самыми удобными для применения являются инструменты, которые имеют 3-5 канавок для отвода стружки. Они гораздо меньше забиваются и дают чистую поверхность без видимой деформации. После нарезания резьбы с помощью метчика, болт или шпилька накручивается без усилий по всей поверхности.

С помощью метчика можно нарезать резьбу или провести калибровку в случае ее повреждения.

Этот инструмент бывает трех разновидностей:
  • Ручной.
  • Машинный.
  • Гаечный.

Ручные метчики обычно предлагаются в наборе из 2-3 инструментов одинакового диаметра. Первый проводит черновую нарезку резьбы, а последний обеспечивает создание высококачественного гладкого профиля, который обеспечивает легкое скручивание болтов или шпилек. Очередность применения метчиков, которые идут в наборе, обозначается цифрами на их корпусе.

Машинные предназначены для нарезания резьбы на станках. У них имеется иной профиль канавок, для более быстрого отвода стружки. При этом форма хвостовика подогнана для закрепления в патрон на станке.

Гаечные применяются специально для гаек. Их легко узнать, поскольку они самые короткие. Так как этот инструмент предназначен для нарезки резьбы только в гайках, которые обычно отличаются небольшой шириной, он делается очень коротким. В связи с этим его длина позволяет сделать максимум 12 витков. Гаечные метчики тоже могут быть черновыми и чистовыми. Черновой только создает начальную резьбу для вкручивания заборной части более длинного инструмента.

Для правильного закрепления метчика ручного или гаечного типа применяется специальный вороток, который насаживается на хвостовик. От переднего угла метчика зависит его применение и металл, с которым он может работать. Угол с наклоном от 5 до 10 градусов делает инструмент удобным для обработки стали. Уклон от 0 до 5 градусов предназначен для чугуна. Метчики с заточкой от 10 до 25 градусов применяются для цветных металлов и их сплавов.

Плашка

Плашка (лерка) применяется для создания винтовой нарезки на болтах и шпильках. Она представляет собой круглую шайбу с центральным отверстием, которая имеет несколько выступающих ребер с острой кромкой. Плашка нарезает и калибрует внешнюю резьбу за один проход. Обычно ее применяют для нарезки резьбы на прутах диаметром до 52 мм. Стандартная толщина плашек составляет от 8 до 10 витков. Угол нарезанных выступов у плашки может отличаться. Инструмент с углом 40-60 градусов применяется для сквозного прохода. В том случае, если необходимо нарезать резьбу вплотную до упора, применяется плашка с углом 90 градусов.

Для того чтобы получить качественно нарезанную резьбу необходимо чтобы диаметр стержня, который будет обрабатываться, был на 0,3-0,4 мм больше, чем внутренний размер плашки. Также при применении этого инструмента стоит учитывать, что требуется снятие фаски на краю. Для того чтобы удерживать плашку применяется специальные воротки.

Плашка может быть цельной или разрезанной. Цельная имеет выступающие зубья для врезания в металл по всей поверхности. Использование такого инструмента требует серьезных усилий. Гораздо более популярными являются разрезанные плашки, которые имеют разделенные рабочие части, что уменьшает площадь контакта. Это облегчает процесс вывода стружки, и уменьшает трение.

Плашка может применяться для нарезания резьбы на правую или левую сторону. Также существует универсальный инструмент, который работает одинаково хорошо в обоих направлениях. Он обозначается маркировкой LN.

Клупп

Клупп – это практически та же плашка, но существенно больше. Он представляет собой систему резцов, устанавливаемых непосредственно в держатель, который одновременно служит и направляющей. Обычно такой инструмент для нарезки резьбы применяется для нарезания внешней резьбы на трубах, а также толстых металлических стержнях. Предлагаемые на рынке клуппы обычно имеют не только метрический ход, но и дюймовый. Обычно клупп применяют сантехники для подготовки труб.

Клупп продаются в наборе, в котором предлагается один держатель и несколько плашек. Насадки можно с легкостью менять. Также существуют электрические клуппы, которые фиксируются на трубе и они сами нарезают на ней резьбу. Благодаря тому, собственному редуктору, они способны создавать большие усилия, даже при слабом электродвигателе.

Особенность использования инструмента для нарезания резьбы

Для того чтобы получить качественную резьбу, с гладкой поверхностью, заготовку с которой проводится работа нужно закрепить в тисках. Если это невозможно, к примеру, при обновлении резьбы на водопроводной трубе, которая уже установлена, следует ее удерживать трубным ключом. Для того чтобы получить качественный результат также важно подобрать правильный диаметр инструмента для нарезки резьбы. Если используется метчик, то он должен быть на 0,2-0,3 мм больше, чем отверстие, в которое он вкручивается. Если применяется плашка или клупп, то наоборот стержень должен быть больше, примерно на 0,3-0,4 мм.

Перед началом работы рекомендовано подготовить смазку. Это позволит уменьшить трение и снизить нагрузку. Кроме того, наличие смазки позволяет избежать образования заусениц и чрезмерного перегрева детали. При использовании плашки или метчика стоит сделать несколько витков без применения смазочного материала. Это позволит зубцам плотно врезаться в металл под правильным углом. Если сразу пытаться нарезать резьбу на скользкой поверхности, возможно появление перекоса. В качестве смазки можно поменять машинное масло, солидол, солярку и даже свиное сало.

Для работы с алюминием рекомендовано использовать в качестве смазки керосин. Для очень твердых сталей, жесткость которых практически равна применяемому инструменту, стоит воспользоваться олифой.

Применяя инструменты для нарезки резьбы нужно делать это правильно

После осуществление нескольких витков необходимо сделать обратный ход. Это позволит эффективно удалить полученную стружку и улучшить поверхность образованных выступов. При этом следует периодически обновлять ранее нанесенную смазку. В том случае если машинного масла, солидола или свиного сала нет, в крайнем случае, можно воспользоваться сильно мыльной водой. Она существенно уступает по вязкости, но вполне способно улучшить прохождение инструмента.

Если проводится нарезка внутренней резьбы, то следует обратить внимание на то, что сначала берется метчик, который имеет неполную нарезку. Его можно узнать по кончику с коническим срезом и маркировкой «1». Он делает неглубокую нарезку, которую еще сложно назвать полноценной резьбой. После него применяется более ровный метчик, на которой нанесена маркировка в виде цифры «2». При прохождении он углубляет уже имеющеюся борозду и делает ее приемлемой для вкручивания болтов и винтов.

В некоторых наборах имеется инструмент с маркировкой «3». Он позволяет подготовить резьбовое соединение еще более качественно, доведя его до совершенства. При смене метчиков стоит учитывать, что последующее добавление смазки является обязательным условием. Ее отсутствие может привести к раннему износ инструмента.

После того, как инструменты для нарезки резьбы скручиваются с обработанной поверхности, их нужно протереть сухой ветошью. Особенно это важно, если в качестве смазки использовалась мыльная вода. То же самое касается и масла со свиным салом. Эти вещества являются довольно липкими, поэтому способствует прилипания пыли и грязи, что в дальнейшем повлечет забивание резьбы и ее прилипание при вкручивании.

Нарезание резьбы. Инструменты, способы нарезания резьбы

Резьбовые соединения очень широко применяют в машиностроении, поэтому инструмент для изготовления резьб является одним из самых распространенных.

  • по расположению витков – наружные и внутренние;
  • по направлению винтовой линии – правые и левые;
  • по форме профиля канавки – треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, упорные и специальные;
  • по направлению образующей – цилиндрические и конические;
  • по системе размеров – метрические и дюймовые.

В зависимости от размеров резьбы, типа производства и конструкции деталей используют разные виды резьборежущего инструмента:

  • резьбовые резцы (стержневые и фасонные однониточные и многониточные);
  • метчики (ручные, машинные, гаечные, станочные, инструментальные, маточные и т.д.);
  • круглые плашки;
  • резьбонарезные головки;
  • резьбовые фрезы.

1. Инструмент для нарезания резьбы

Осевой многолезвийный инструмент для образования и обработки внутренней резьбы называется метчиком, наружной – плашкой.

Ручные метчики применяют для нарезания внутренней резьбы.

Рабочая часть метчика длиной f разделяется на режущую (заборную) и направляющую (калибрующую) части длинами соответственно l1 и l2 (рис. 1, а). Резцы режущей части имеют главные кромки, расположенные на конической поверхности, и вспомогательные кромки, являющиеся частью резьбового профиля (рис. 1, б). Направляющая часть служит для направления метчика и самоподачи путем ввинчивания, а также является резервом при переточках. Угол конуса режущей части зависит от угла в плане φ, который назначается равным 5° – для ручных, 3°30′ – для гаечных и 6°30′ – для машинных метчиков. Направляющая часть имеет обратную конусность для уменьшения трения и устранения опасного заклинивания метчика в отверстии.

Рис. 1. Конструктивные элементы (а), профиль резьбы (б) и геометрические параметры (в) метчика

Длину заборной части метчика принимают для чернового метчика равной 45 S, для среднего – 2,55 S и для чистового – (1,5–2,0) S, где S – шаг нарезаемой резьбы. Машинные метчики изготовляют с коротким заборным конусом, равным (1,5–2) S.

Передние углы метчиков выбирают в зависимости от обрабатываемого материала по следующим данным:

  • для стали мягкой γ = 12–15°;
  • стали средней твердости γ = 8–10°;
  • стали твердой γ = 5°;
  • чугуна и бронзы γ = 0–5°;
  • легких сплавов γ = 25–30° (рис. 1, в).
Читайте также:  Кровать для детской

Хвостовая часть метчика предназначена для закрепления его в воротке или патроне и для передачи крутящего момента.

Ручные метчики выпускаются комплектами. В комплект входят три метчика, которые делят по назначению на черновой, средний и чистовой. Черновой нарезает резьбу, снимая при этом до 60% металла; средний дает более точную резьбу, снимая до 30% металла; третий (чистовой) метчик производит окончательное нарезание и калибровку резьбы, снимая до 10% металла.

Для нарезания трубных и мелких метрических резьб используют комплект из двух метчиков.

Метчики в комплекте отличаются друг от друга профилем резьбы и длиной заборной части.

По конструкции режущей части различают два типа метчиков – цилиндрические и конические (рис. 2; а, б).

Рис. 2. Образование режущей поверхности в комплекте метчиков: а – цилиндрической конструкции, б – конической конструкции

При цилиндрической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют разные диаметры. У чистового метчика полный профиль резьбы. Диаметр среднего метчика меньше нормального на 0,6 глубины нарезки, а диаметр чернового меньше диаметра резьбы на полную глубину нарезки.

Длину заборной части, учитывая распределение работы по нарезанию резьбы между тремя метчиками комплекта, устанавливают в соотношении 4:2:1. Таким образом, у чернового метчика длина заборной части равна 6–7 ниткам, у среднего – 3– 3,5 и у чистового – 1,5–2 ниткам.

Цилиндрическая конструкция метчика обеспечивает срезание вершинами зубьев стружки в виде широких площадок.

При конической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют одинаковый диаметр и полный профиль резьбы с различной длиной заборных частей.

Резьба в пределах заборной части делается конической и дополнительно срезается по вершинам зубьев на конус.

У конических метчиков заборная часть равна: у чернового метчика – всей длине рабочей части, у среднего – половине этой длины, у чистового – двум ниткам.

Конические метчики применяются обычно при нарезании сквозных отверстий. Глухие отверстия нарезаются цилиндрическими метчиками.

Задняя (затылочная) поверхность (рис. 1, в) режущих зубьев затылуется по спирали, что позволяет сохранять постоянный профиль зубьев после их переточек.

Воротки и клуппы. Нарезание резьбы ручными метчиками осуществляется с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков.

Наиболее распространенными являются простые двухсторонние воротки (рис. 3).

Рис. 3. Двухсторонний вороток: а, а1, а2 – отверстия под хвостовики метчиков

Универсальные воротки (рис. 4) представляют собой рамку 1 с двумя сухарями – подвижным 3 и неподвижным 4, образующими квадратное отверстие. Одна из рукояток 2 заканчивается винтом для зажима квадрата метчика.

Рис. 4. Универсальный вороток: а – отверстие под хвостовик метчика

Другое исполнение универсального воротка приведено на рис. 5. Этот вороток позволяет работать с метчиками, размеры квадратов которых колеблются от 5х5 до 25х25 мм.

Рис. 5. Универсальный вороток

Круглые плашки используют для нарезания крепежных резьб на болтах, винтах и шпильках при работе вручную и на станках (револьверных, автоматах и т.д.).

Круглая плашка на каждом зубе 2 (рис. 6, а) имеет заднюю 1 и переднюю 5 поверхности, спинку зуба 3 и режущую кромку 6, образуемую стружечным отверстием 4. Круглая плашка имеет режущую и направляющую части длинами соответственно l1 и l2 (рис. 6, б). Длина режущей части равна полутора ниткам резьбы, а толщина плашки – семи-восьми ниткам.

Рис. 6. Конструктивные элементы (а), основные части (б) и формы стружечных отверстий (в) круглой плашки

Передние углы принимают для твердых обрабатываемых материалов γ = 10–12°; для материалов средней твердости γ = 15–20°; для мягких материалов γ = 22–50°.

Плашки применяют (рис. 7) цельные (а), разрезные (б) и раздвижные.

Рис. 7. Плашки

Круглые и раздвижные плашки при ручном нарезании устанавливаются в специальных воротках и клуппах.

Воротки для круглых плашек выполнены рамкой, в отверстие которой помещается плашка (рис. 8).

Рис. 8. Вороток для круглой плашки

Удерживается плашка от провертывания тремя стопорными винтами (1, 2 и 3), конические концы которых входят в углубления на боковой поверхности плашки. Четвертый винт входит в разрез регулируемой плашки и фиксирует правильный размер резьбы.

Клуппы для раздвижных плашек (рис. 9, а) представляют собой косую рамку с двумя рукоятками. В центральном отверстии рамки с размерами А и С устанавливаются и центрируются раздвижные плашки. Установка раздвижных плашек на требуемый размер осуществляется с помощью нажимного винта 1, действующего на подвижную часть раздвижной плашки.

Клуппы для нарезания резьбы на трубах отличаются от обычных тем, что в прорези обоймы клуппа входят четыре стальные гребенки 2 (рис. 9, б).

Рис. 9. Клуппы: а – для раздвижных плашек; б – для нарезания резьбы на трубах

Повертыванием верхней рукоятки 1 можно сближать или раздвигать гребенки и благодаря этому применять один и тот же клупп для нарезания резьбы на трубах различных диаметров. Трубный клупп снабжается направляющими 3, которые регулируются так же, как и плашки, нижней рукояткой 4. Этим обеспечивается правильное положение клуппа на трубе при нарезании резьбы.

2. Технология и приемы нарезания резьбы вручную

При нарезании резьбы метчиками и плашками часть металла не удаляется вместе со стружкой, а выдавливается вдоль режущих граней инструмента, образуя профиль резьбы на детали. С учетом этого диаметры отверстий и стержней под резьбу должны изготовляться не по номинальному размеру резьбы, а несколько ниже его. Для метрической резьбы диаметром 6–10 мм эта разница составляет 0,1–0,2 мм; диаметром 11–18 мм – 0,12–0,24 мм; диаметром 20–30 мм – 0,14–0,28 мм.

Диаметры отверстий под наиболее распространенные размеры метрической резьбы приведены в табл. 1.

Для образования захода резьбы на торце детали необходимо снять фаску, соответственно высоте профиля резьбы.

Таблица 1. Диаметры отверстий под нарезание метрической резьбы

МатериалДиаметр метрической резьбы, мм
5681012162024
Сталь и латунь4,25,06,78,410,113,817,320,7
Чугун и бронза4,14,96,68,310,013,717,120,5

Смазанный смазкой метчик вставляют в просверленное отверстие и, слегка прижимая его к детали левой рукой, осторожно поворачивают вороток правой рукой до тех пор, пока метчик не захватит металл и его положение в отверстии не станет устойчивым. После этого вороток берут двумя руками и вращают с перехватом рук через каждые полоборота (рис. 10, а).

Рис. 10. Движения при нарезании резьбы: а – метчиком, б – плашкой, в – клуппом

После одного-полутора оборотов метчик, покачивая в горизонтальной плоскости, вращают в обратную сторону примерно на четверть или пол-оборота. Это необходимо для того, чтобы стружка сломалась и по канавкам метчика удалилась из отверстия, не заклинив метчик. Закончив нарезание, пропускают его насквозь или вращением воротка в обратную сторону вывертывают метчик из отверстия.

Второй и третий метчики смазывают маслом и вводят в отверстие без воротка; только после того, как метчик правильно установится по резьбе, накладывают вороток и продолжают нарезание резьбы.

Таким же образом следует вести нарезание резьбы плашками. Здесь, однако, кроме круговых движений по стрелке а (рис. 10, б), воротку следует сообщать также некоторый нажим вниз по стрелке в. В процессе нарезания необходимо следить, чтобы давление на обе ручки было одинаковым.

На первом этапе нарезания резьбы следует следить за правильным положением метчика и плашки по отношению к осям отверстия и стержня. Непараллельность осей и неперпендикулярность их к торцу детали контролируются угольником и устраняются изменением положения инструмента.

Нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях небольшого диаметра нужно особенно осторожно, не перегружая метчик и часто очищая его от стружки.

При нарезании резьбы в глубоких отверстиях следует вывертывать метчик из отверстия для прочистки (2–3 раза).

Если необходимости получить точные и чистые резьбы на стержнях, то их нарезание следует выполнять черновой и чистовой плашками.

Если нарезание резьбы выполняется клуппами с раздвижными плашками, то их сжатие (подачу) следует производить только в начале прохода. После каждого прохода по всей длине нарезаемого стержня клупп сгоняют в обратную сторону и затем вновь поджимают плашки винтом и вновь прорезают резьбу по всей длине нарезаемого стержня до получения нужного диаметра резьбы. Поджимать плашки на середине стержня не следует. Раздвижными плашками резьбу нарезают за несколько проходов.

Для нарезания трубной резьбы клуппом трубу необходимо надежно закрепить в специальном зажиме для труб (рис. 10, в).

Нарезаемый конец трубы смазывают маслом (олифой), а затем на длине не более 2–3 ниток устанавливают клупп, сближая плашки с таким расчетом, чтобы резьба была нарезана на полную глубину в 2–3 прохода. Для диаметров до 1” ограничиваются двумя проходами; при диаметре свыше 1 ” хорошую резьбу можно получить только за 3–4 прохода. Перед каждым повторным проходом поверхность нарезаемой резьбы и резьбу плашек необходимо тщательно очищать кистью от стружки и вновь смазывать маслом.

Вращение клуппа вокруг трубы обычно производят качательным движением в четыре приема; за каждый прием нужно повернуть клупп на 1/4 оборота.

Резьбу диаметром до 1½” нарезает один слесарь; при больших диаметрах резьбы работают вдвоем. При спаренной работе полный оборот клуппа также нужно делать в четыре приема.

Резьба: Виды резьбы. Инструмент для нарезания резьбы

Даже если вам редко приходится нарезать резьбу, все же полезно уметь отличить метрическую резьбу от дюймовой, а правую от левой. Видов резьб довольно много, но чаще всего мы имеем дело с треугольной резьбой – метрической и дюймовой. Отличие их не только в том, что все элементы метрической резьбы измеряются в миллиметрах, а дюймовой – в дюймах.

Эти резьбы отличаются еще профилем: метрическая резьба имеет профиль равностороннего треугольника, а дюймовая – равнобедренного, с углом 55 градусов при вершине. А еще резьбы отличаются шагом, и у дюймовой резьбы шаг больше, поэтому профиль ее крупнее, а резьба получается более прочная.

В отечественной практике крепежные изделия выполняются преимущественно в метрической системе, а дюймовая осталась для водопроводных труб. В последние годы появилось много импортной бытовой аппаратуры с крепежными элементами дюймовой системы малого размера.

Для нарезания резьбы используются специальные режущие инструменты – метчики (нарезание резьбы в отверстиях), плашки, лерки и клуппы (нарезание резьбы снаружи детали).

Метчик – это цилиндрический режущий инструмент с нанесенным на внешней поверхности профилем резьбы с канавками для отвода стружки. Пересечение канавки с витками резьбы образует режущую кромку метчика, которая и снимает стружку при нарезании резьбы.

Метчики предназначены для нарезания или калибрования резьбы в отверстиях. Различают метчики ручные, машинные, гаечные (для нарезания резьбы в гайках) и плашечные (для нарезания резьбы в плашках). Ручные метчики поставляются в комплекте, состоящем из 2-3 метчиков; черновые метчики имеют заниженные размеры, а чистовой – размеры полного профиля резьбы. Гаечные метчики выполняют с коротким, длинным и изогнутым хвостовиками. Рабочая часть метчика L состоит из заборной L1 и калибрующей L2 частей. Длина заборной (режущей) части ручных черновых метчиков 4 витка, ручных чистовых метчиков 1,5-2 витка. Длина заборной части машинных метчиков при нарезании сквозных отверстий 5-6 витков, а при нарезании глухих отверстий 2 витка. У гаечных метчиков длина заборной части 11-12 витков. Калибрующая часть L2 служит для зачистки и калибрования резьбы и обеспечения правильного направления. Для уменьшения трения калибрующая часть имеет незначительный обратный конус. Хвостовая часть метчика L3 представляет собой стержень; конец хвостовика L4 у ручных (а иногда и машинных) метчиков имеет форму квадрата. Профиль канавки метчика оказывает влияние на процесс нарезания резьбы и должен способствовать отводу стружки. Широкое распространение получили метчики с тремя и пятью канавками. Передний угол метчика γ=5-10 градусам при обработке стали, γ=0-5 градусам при обработке чугуна и γ=10-25 градусам при обработке цветных металлов и их сплавов. Задний угол метчика α=4-12 градусам. Обычно метчики изготовляются с прямыми канавками, но в ряде случаев угол наклона канавки γ=8-15°, что улучшает условия отвода стружки.

Читайте также:  Что нужно учесть при покупке кондиционера?

Метчики, в зависимости от назначения, бывают слесарные, машинные, раздвижные и целый ряд специальных, но дома мы обычно используем простые слесарные метчики для нарезания резьбы вручную. Слесарные метчики, в свою очередь, бывают цилиндрические и конические – у цилиндрических метчиков в наборе 3 метчика одного размера, они имеют разный наружный диаметр, и полный профиль резьбы можно получить только чистовым метчиком, а у конических метчиков наружный диаметр в наборе одинаковый, а отличаются они длиной заборной части.

Набор метчиков для нарезания резьбы вручную обычно состоит из трёх (реже – из двух) инструментов – для черновой, промежуточной и чистовой обработки. Отличаются эти метчики метками рядом с обозначением резьбы -это либо цифры I, II и III или горизонтальные риски (одна, две или три).

Метчики для нарезания резьбы на станках называются машинными и имеют более полный профиль, иной профиль канавок и режущей кромки и иную форму хвостовика для крепления на станке.

Резьба может быть правой – когда гайка на болт наворачивается по часовой стрелке – и левой – гайка наворачивается вращением против часовой стрелки. В соответствии с этим резьбонарезный инструмент предназначен для нарезания правой или левой метрической или дюймовой резьбы.

Плашка. Для изготовления винтовой нарезки на болтах служат плашки, которые можно рассматривать как крепко закаленную стальную гайку с прорезями, образующими режущие кромки.

Плашки предназначены для нарезания или калибрования наружных резьб за один проход. Наиболее широко применяются плашки для нарезания резьб диаметром до 52 мм. Плашка представляет собой закаленную гайку с осевыми отверстиями, образующими режущие кромки. Обычно на плашках делают 3-6 стружечных отверстий для отвода стружки. Толщина плашки 8-10 витков. Режущую часть плашки выполняют в виде внутреннего конуса. Длина заборной части 2-3 витка. Угол 2φ=40-60 градусам при нарезании сквозной резьбы и 2φ=90 градусам при нарезании резьбы до упора. Передний угол у стандартных плашек γ=15-20 градусам. Задний угол α=6-8 градусам и выполняется только на заборной (режущей) части.

Хорошая, полная резьба получится только тогда, когда правильно подобран диаметр стержня или сверла для подготовки отверстия. Установлено, что для получения качественной резьбы на стержне диаметр его должен быть на 0,3—0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы. В помещенной ниже таблице 1 приведены рекомендуемые диаметры стержней для метрической резьбы, нарезаемой плашками.

Таблица 1. Рекомендуемые диаметры стержней для метрической резьбы, нарезаемой плашками.

Диаметр резьбы в ммДиаметр стержня в мм
наименьшийнаибольший
М65,805,85
М87,807,90
М109,759,85
М1211,7611,88
М1413,7013,82
М1615,7015,82
М1817,7017,82
М2019,7219,86
М2221,7221,86
М2423,6523,79
М2726,6526,79
М3029,6029,74
М3534,6634,83
М4241,5541,72
М4847,5547,74

Конец стержня нужно подготовить, сняв фаску, — немного сточив край.

Нарезка делается так. Зажимают в тиски стержень соответствующего диаметра и длины, со снятой на конце фаской. Затем ставят клупп с плашками или лерку и начинают навинчивать с некоторым нажимом; при этом плашки вырежут на поверхности стержня винтовую канавку. Проходят по стержню несколько раз, постепенно сжимая плашки, пока не получат хорошей, полной резьбы. Клупп и винтовальную доску надо вращать осторожно. Пытаться сразу получить полную нарезку нельзя, так как от чрезмерных усилий крепко закаленные плашки или винтовальная доска могут лопнуть. Вращают нарезной инструмент на один-полтора оборота вперед, а затем дают обратный ход, для того чтобы удалить стружку и обеспечить смазку. Плашки и метчики смазывают вареным маслом (можно машинным маслом и мыльной водой).

Нарезка отверстий обычно выполняется двумя или тремя метчиками. Сначала берется метчик с неполной нарезкой (1), у которого резьба конически срезана. Этот метчик делает в отверстии неглубокую лентообразную нарезку, которую углубляют более полным метчиком (2), а иногда проходят и третьим (3), почти цилиндрической формы. Метчики имеют четырехгранную головку, которую вставляют в рукоятку с соответствующими отверстиями, или вороток.

Перед нарезкой резьбы надо просверлить отверстие несколько меньше диаметра метчика.

В таблице 2 приведены диаметры отверстий в металле под резьбы метрические, причем для мелкой резьбы (с более мелким шагом) диаметры отверстий будут меньше.

Таблица 2. Отверстия под метрические резьбы.

Обозначение резьбыДиаметр, отверстия, мм
M1,00,75
M1,20,95
M1,41,1
M1,71,35
M2,01,6
M2,31,9
M2,62,15
М3х0,52,5
М3,52,9
М4х0,73,3
М5х0,84,2
М6х14,96
М76,0
М86,7
М97,7
М10х1,58,45
М119,4
М12х1,7510,18
М1411,8
М1613,8
М1815,3
М2017,3

В таблице 3 приведены значения диаметров отверстий под нарезание дюймовой резьбы.

Таблица 3. Отверстия под дюймовые резьбы.

Обозначение резьбы, дюймНар. диаметр, ммШаг резьбыДиаметр отверстия, мм
Ниток на дюйммм
1/8″2,0951,0580,74
3/16″4,7621,0583,41
1/4″6,3501,2704,72
5/16″7,9381,4116,13
3/8″9,5251,5887,49
7/16″11,1121,8148,79

Таблица 4. Трубные дюймовые резьбы.

Обозначение резьбыНаружный диаметр,ммШаг резьбыВнутренний диаметр отверстия. мм
трубырезьбыниток на дюйммм
труб 1/4″13,513,1581,33711,8
труб 3/8″17,016,6631,33715,2
труб 1/2″21,2520,9561,81418,9
труб 3/4″26,7526,4421.81424,3
труб 1″33,533.2502,39930,5

Как и метчики, плашки и лерки для нарезания наружной резьбы не имеют сплошной режущей поверхности, и нарезание резьбы производится секторами. Для начала первого витка имеется неполный профиль на краю инструмента. Плашки бывают цельные и разрезные – цельная плашка нарезает полный профиль резьбы за один проход, а для более крупной по диаметру резьбы снять стружку за один проход трудно, и плашку делают разрезной и по мере работы поджимают. Плашки вставляются в плашкодержатели, где их закрепляют зажимными винтами по коническим углублениям на корпусе плашки.

Лерка, или винтовая доска,- это набор резьбонарезных гнезд в одном инструменте (в одной пластине). Как плашка, так и отверстие в лерке предназначены для нарезания только одного размера резьбы, а вот с помощью клуппов можно нарезать резьбы на деталях разного диаметра, но с одним и тем же шагом.

Клупп — это та же плашка (лерка), только без дорогих, нефункциональных частей. Дешевый держатель и прочные резцы — вот это и есть резьбонарезной клупп.

Как известно вся плашка делается из инструментальной дорогой стали, тогда как особая прочность необходима только резцам, которые в действительности и выполняют основную работу — нарезают резьбу. Крепятся резцы прямо в держателе, который одновременно служит направляющей.

Нарезка резьбы – слесарная обработка

Сочленение деталей конструкций происходит посредством болтов, винтов и шпилек, которые в свою очередь имеют специальную резьбу внешнюю и внутреннюю. Такого рода соединения называются разъемными. Болты, винты и шпильки – это стержни цилиндрической формы, с винтовой резьбой. Процесс нарезки резьбы осуществляется механическим и ручным способом, на станках со специальным инструментом.

Способы обработки

Внутренняя резьба наносится метчиками, внешняя – плашками. Метчики имеют форму винта, с канавкой вдоль его винтовой части, что позволят стружке в процессе соскальзывать. Плашки по своей геометрической форме напоминают гайку. Способны нарезать резьбу диметром до 52 мм. Бывают круглыми, квадратными, шестигранными и призматическими.

Особенности нарезания внутренней резьбы

Резьба – надежный способ соединения двух деталей, данный показатель существенно увеличивается, если резьба внутренняя. Нарезание метчиками – снятие металлического материала при помощи режущих кромок с различной шаговостью. Операция проводится за один проход. В зависимости от целевого предназначения мечники подразделяются на: слесарные (метрические и дюймовые резьбы), гаечные, маточные и плашечные. По типу резьбы – левые для создания левосторонней резьбы и соответственно правые.

• способ обработки метчиком

Внутреннюю резьбу наносят метчиком, который изготавливается из углеродистой или высоколегированной стали. Инструмент состоит из хвостовика, крепящегося к патрону стакана и рабочей области – режущая часть с продольными и винтовыми канавками. Заборная часть – верхняя часть конуса, проводит работы по нарезанию резьбы. Калибрующая часть – калибрует направление процесса. Общие правила работы:

  • • не рекомендуется сразу наносить резьбу на изделия, изготовленные литьем или штамповкой. Необходимо предварительно рассверлить отверстие, тем самые убирая нагар и окалину;
  • • на сверлильных станках метчик должны закреплять в реверсивных патронах, чтобы исключить возможность поломки;
  • • обязательное снятие фаски в тех местах, где планируются работы.

Независимо от способа резки: ручная или автоматическая (на станках), применение охлаждающей жидкости является важной составляющей для получения качественного результата.

• метод нарезки на токарном станке

Основная проблема использования метчиков – отвод стружки в отверстиях 6 мм и свыше 16 мм. Из-за ограниченного пространства выведение стружки затрудняется, что может стать причиной поломки инструмента. На станках токарного типа резьбу наносят с помощью расточного резца и твердосплавных пластин с полным или частичным профилем.

Особенности нарезания наружной резьбы

Резьба представляет собой различной геометрической формы канавки, нарезаемые специальными инструментами – плашками, резьбовыми фрезами, метчиками и шлифовальными кругами. Резьбу наносят как ручным способом, так и с помощью токарного станка и резца.

• способ нарезки плашкой и метчиком

Метчик – винт с прямолинейными и винтовыми канавками, предназначен для нарезания внутренней резьбы. Ручной способ нарезки требует 3 метчика: черновой, для нанесения первоначальной резьбы, средний и чистовой. Машинный способ нарезки осуществляется на токарных и фрезерных станках. Плашки по своей форме и виду схожи с гайкой, на внутренне части инструмента расположены режущие зубцы конической формы, для нарезания внешней резьбы. По форме различают – круглые, квадратные и шестигранные. По устройству – цельные, разрезные и раздвижные. Для беспрепятственного прохождения плашки по детали необходимо снять фаску.

• метод токарной обработки

На производстве резьба нарезается с помощью токарного станка и специального инструмента – резьбового резца. Для каждого изделия устанавливается индивидуальный показатель винтового шага, определяется он путем замера расстояния между соседними витками. Деталь помещается в токарный станок, в момент вращения заготовки резец перемещается по все оси, создавая винтовую поверхность. Резьбовые резцы по особенностям конструкции подразделяются на: призматические, стержневые и круглые/дисковые. Используемый профиль резьбы – треугольный, прямоугольный, трапецеидальный, упорный и круглой геометрической формы.

Особенность нарезания резьбы на трубах

В трубной нарезке резьбы используются 3 вида: на токарном станке, с помощью плашки или трубного клуппа. На практике чаще всего встречается резьба треугольного типа:

  • • дюймовая, с измерительными расчетами в дюймах. Резьба отличается высокими показателями прочности из-за большого шага и крупного профиля. Используется для водопроводных труб;
  • • метрическая, измеряется в миллиметрах, используется для крепежных элементов труб.

Клупп – инструмент ограниченного функционального назначения, используется только для нарезания резьбы на трубах.
На токарных станках процесс построен следующим образом: труба фиксируется в шпинделе, затем отрезным резаком устраняется все лишнее, выбирается соответствующий шаг и наносится резьба.

Ссылка на основную публикацию

Виды резьбы и методы ее нарезки

Черчение

Нарезание резьбы

Чем нарезают резьбу?

Основные методы создания резьбы следующие: 1 — нарезание резьбовы­ми резцами или резьбовыми гребенками; 2 — нарезание плашками, резьбо­нарезными головками и метчиками; 3 — накатывание при помощи плоских или круглых накатных плашек; 4 — фрезерование с помощью специальных резьбовых фрез; 5 — шлифование абразивными кругами.

Нарезание резьбы резцами. С помощью резьбовых резцов и гребе­нок на токарно-винторезных станках нарезают резьбу как наружную, так и внутреннюю (внутренняя резьба, начиная с диаметра 12 мм и выше).

Способ нарезания резьбы резцами характеризуется относительно не­высокой производительностью, поэтому в настоящее время он применя­ется в основном в мелкосерийном и индивидуальном производстве, а так­же при создании точных винтов, калибров, ходовых винтов и т. д. Досто­инством этого способа является простота режущего инструмента и срав­нительно высокая точность получаемой резьбы. Схематически он заклю­чается в следующем (рис. 32): при одновременном вращательном движе­нии детали, на которой нарезается резьба, и поступательном движении резца (на токарном станке — II) последний снимает (вырезает) часть по­верхности детали в виде винтовой линии (I).

Нарезание резьбы плашками и метчиками. На рис. 33 показаны плашки, которые по своим конструктивным особенностям делятся на круг­лые — I и II (лерки) и раздвижные — III (клупповые).

Круглые плашки, имеющие применение на монтажных, заготовитель­ных и других работах, предназначены для нарезания наружной резьбы диаметром до 52 мм в один проход. Для более крупной резьбы применя­ют плашки особой конструкции, которые фактически служат лишь для зачистки резьбы после предварительной нарезки ее другими инструмен­тами.

Раздвижные плашки состоят из двух половин, вставляющихся в клупп и постепенно сближающихся в процессе резания.

При нарезании резьбы на металлорежущих станках (II) плашка устанавливается и за­крепляется в специальном патроне или при­способлении (рис. 34). Деталь подается в кали­брующую часть вращающейся плашки. Внут­реннюю крепежную резьбу в подавляющем большинстве случаев нарезают метчиками.

Метчик (рис. 35) представляет собой сталь­ной стержень с резьбой, разделенный продоль­ными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Эти же ка­навки служат для выхода стружки. По спосо­бу применения метчики разделяются на руч­ные и машинные.

Последовательность получения резьбы в глухих отверстиях такова (рис. 36): вначале высверливают гнездо, куда в дальнейшем будет завернута шпилька или винт. Диаметр сверла должен быть выбран из табл. рекомендуемых стандартом ГОСТ 9150-81 величин. Резьбу нарезают комплектом из двух или трех мет­чиков (малого, среднего и нормального, чис­тового) в зависимости от размера резьбы. На­резать резьбу одним метчиком (нормальным) за один заход нельзя. Это ведет к поломке метчика.

Для метрической резьбы с крупным ша­гом и дюймовой резьбы комплект состоит из трех метчиков, для метрической резьбы с мелким шагом и трубной резьбы — из двух.

Накатывание резьбы. Основной про­мышленный метод изготовления резьбы в настоящее время — накатка на специаль­ных резьбонакатных станках, имеющих корпус трехроликовой головки 1, ролико- держатель 2 и накатной ролик 3 (рис. 37). Деталь 4 зажимается в тисках суппорта. В этом случае при большой производительнос­ти обеспечивается получение высокого ка­чества изделия (формы, размеров и шерохо­ватости поверхности).

Процесс накатывания резьбы заключает­ся в создании резьбы на поверхности детали без снятия стружки за счет пластической де­формации поверхности обрабатываемой де­тали. Схематически это выглядит так. Де­таль прокатывают между двумя плоскими плашками (рис. 38. I) или цилиндрически­ми роликами (рис. 38. II, III), имеющими резьбовой профиль, и на стержне выдавли­вается резьба такого же профиля. Наибольший диаметр накатываемой резьбы 25 мм, наименьший 1 мм; длина накатываемой резьбы 60. 80 мм.

Фрезерование резьбы. Фрезерование наружной и внутренней резьбы производится на специальных резьбофрезерных станках. В этом случае вращающаяся гребенчатая фреза при радиальной подаче врезается в тело детали и фрезерует резьбу на ее поверхности. Периодически происходит осевое перемещение детали или фрезы от специального копира на величи­ну, равную шагу резьбы за время одного оборота детали (рис. 39).

Шлифование точной резьбы. Шлифование как способ создания резь­бы применяется главным образом для получения точной резьбы на сравни­тельно коротких резьбовых деталях, например резьбовых пробках — кали­брах, резьбовых роликах и т. д.

Сущность процесса заключается в том, что шлифовальный круг, распо­ложенный к детали под углом подъемна резьбы, при быстром вращении и при одновременном медленном вращении детали с подачей вдоль оси на ве­личину шага резьбы за один оборот вырезает (вышлифовывает) часть по­верхности детали. В зависимости от конструкции станка и ряда других фак­торов резьба шлифуется за два-четыре и более прохода (рис. 40).

Нарезание резьбы

Операция обработки со снятием стружки, в результате которой образуются наружные или внутренние винтовые канавки с заданным профилем и размерами на цилиндрических или конических поверхностях, называется нарезанием резьбы.

Нарезание резьбы на винтах, болтах, гайках и других деталях производится в основном на станках. При монтажных и ремонтных работах слесарю в ряде случаев приходится нарезать резьбу вручную или с помощью пневматических или электрических машинок — резьбонарезателей.

Основными элементами любой резьбы, как отмечалось в гл. 3, являются профиль, шаг, глубина, наружный, средний и внутренний диаметры.

По форме профиля резьбы подразделяются на треугольную, прямоугольную, трапецеидальную, упорную и круглую (рис. 4.14).

Тип или профиль резьбы выбирается по ГОСТу в зависимости от назначения.


Рис. 4.14. Профили и элементы резьбы:
а — треугольная;
б — прямоугольная;
в — трапецеидальная;
г — упорная;
д — круглая;
d — наружный диаметр резьбы;
dcp — средний диаметр резьбы;
d1 — внутренний диаметр резьбы.

В машиностроении приняты три системы резьб: метрическая, у которой шаг и диаметр измеряются в миллиметрах; дюймовая, имеющая иную форму профиля и характеризуемая числом ниток на один дюйм ее длины и диаметром в дюймах;
трубная резьба, имеющая профиль, как и дюймовая, но меньше по шагу.

В практике слесарных работ нередко возникает необходимость определить размеры элементов резьбы на готовой детали. Наружный диаметр измеряют с помощью штангенциркуля или микрометра, а шаг резьбы — с помощью миллиметрового или дюймового резьбомера (набора шаблонов с резьбой различных размеров).

Для нарезания резьбы в отверстиях применяются метчики, а для нарезания наружной резьбы — плашки.

Метчиком называется режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано несколько продольных прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки (рис. 4.15). Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом.


Рис. 4.15. Метчик и его элементы:
а — общий вид:
1 — режущее перо;
2 — режущая кромка;
3 — квадрат;
4 — хвостовик;
5 — канавка;
б — поперечное сечение:
1 — передняя поверхность;
2 — режущая кромка;
3 — задняя (затыловочная) поверхность;
4 — канавка;
5 — режущее перо.

Хвостовик метчика служит для закрепления инструмента в патроне или воротке во время работы. У ручных метчиков конец имеет квадратную форму.

Рабочая часть — нарезанная часть метчика, производящая нарезание резьбы; она подразделяется на заборную и калибрующую части.

Заборная (режущая) часть метчика — передняя конусная часть, которая первой входит в нарезаемое отверстие и совершает основную работу резания.

Калибрующая часть защищает и калибрует нарезаемое отверстие.

Для образования режущих кромок метчика и выхода стружки служат продольные канавки. Резьбовые части метчика, ограниченные канавками, называются режущими перьями.

По способу применения метчики делятся на ручные и машинные. Ручные метчики служат для нарезания резьбы вручную. Они обычно выпускаются комплектами из двух или трех штук. В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой (или 1, 2, 3), а в комплект из двух метчиков — черновой и чистовой. В таком же порядке они применяются при нарезании резьбы.

Метчики условно обозначаются рисками (канавками): у чернового на хвостовике одна круговая риска, у среднего — две, у чистового — три. Там же указывается тип резьбы и ее размер.

Большое значение имеет правильный выбор диаметров отверстий для нарезания резьбы. Выбор диаметров сверл под данный тип и размер резьбы производится по специальным таблицам. Однако с достаточной для практики точностью диаметр сверла можно определить по формуле
Dсв=dр — 2h
где Dсв — диаметр сверла, мм; dр — наружный диаметр резьбы, мм; h — высота профиля резьбы, мм.

Нарезание резьбы ручными метчиками производится с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков. Воротки бывают различных конструкций с постоянными и регулируемыми отверстиями для метчика.

Инструмент, применяемый для нарезания наружной резьбы, называется плашкой. Плашка представляет собой стальную закаленную гайку со стружечными канавками, образующими режущие грани (рис. 4.16).


Рис. 4.16. Плашка и ее элементы:
а — общий вид;
б — геометрические параметры плашки.
1 — калибрующая часть;
2 — заборная часть;
3 — стружечная канавка.

Плашки бывают круглые (иногда их называют лерками), раздвижные (клупповые) и специальные для нарезания труб.

Для работы с круглыми плашками применяются воротки (леркодержатели), представляющие собой рамку с двумя рукоятками, в отверстие которой помещается плашка и удерживается от проворачивания с помощью трех стопорных винтов, конические концы которых входят в углубления на боковой поверхности плашек.

Клуппы для раздвижных плашек представляют собой косую рамку с двумя рукоятками. В отверстие рамки вставляются полуплашки. Устанавливаются полуплашки на требуемый размер с помощью специального нажимного винта.

Для нарезания резьбы метчиком выполняются следующие приемы. Деталь закрепляется в тисках, черновой метчик смазывается и в вертикальном положении (без перекоса) вставляется в нарезаемое отверстие. Надев на метчик вороток и слегка прижимая его к детали левой рукой, правой осторожно поворачивают вороток по часовой стрелке (при нарезании Левой резьбы — против часовой стрелки) до тех пор, пока метчик не врежется в металл и его положение в отверстии не станет устойчивым. Затем вороток берут двумя руками и плавно вращают (рис. 4.17, а). После одного-двух полных оборотов возвратным движением метчика примерно на четверть оборота ломают стружку, это значительно облегчает процесс нарезания. Закончив нарезание, вывертывают метчик из отверстия (вращением воротка в обратную сторону) или пропускают его насквозь.

Второй и третий метчики смазывают и вводят в отверстие без воротка. После того как метчик правильно установится по резьбе, надевают вороток и продолжают нарезание резьбы.

При нарезании глубоких отверстий необходимо в процессе резания 2—3 раза полностью вывинтить метчик и очистить его от стружки, так как избыток ее в канавках может вызвать поломку метчика или срыв резьбы.

Перед нарезанием наружной резьбы плашками обточенный до нужного диаметра стержень закрепляют в тисках. На самом конце стержня снимается небольшая фаска под углом 45° (рис. 4.17,6). Стержень должен иметь чистую поверхность, так как нарезание резьбы по окалине или ржавчине сильно изнашивает плашки.

Для получения правильной резьбы диаметр стержня обычно делают на 0,2—0,4 мм меньше требуемого диаметра резьбы.

На торец стержня, закрепленного в тисках так, чтобы его конец выступал из губок на 15—20 мм больше, чем длина нарезаемого участка., накладывают закрепленную в воротке плашку и с небольшим нажимом начинают нарезать резьбу, поворачивая вороток короткими движениями по часовой стрелке (рис. 4.17, в). Первые 1,0—1,5 нитки обычно нарезают без смазки, так как сухой металл плашка захватывает легче; затем стержень смазывают натуральной олифой и продолжают вращать вороток или клупп на один-два оборота вправо и на полоборота влево для ломания стружки.

Вначале нарезания резьбы плашками необходимо делать некоторый нажим «а плашку (при рабочем ходе), не допуская ее перекоса. В процессе нарезания давление на обе руки должно быть равномерным.

Раздвижные плашки в клуппе в процессе нарезания следует поджимать только в начале прохода; после прохода по всей длине нарезки клупп свинчивают (или, как говорят, «сгоняют»), затем вновь поджимают плашки винтом и проходят резьбу второй раз.

Читайте также:  Система для стаивания снега

При необходимости получить точную я чистую резьбу нарезку производят двумя плашками — черновой и чистовой.

Механизированное нарезание резьбы осуществляется ручной дрелью или резьбонарезной электрической машинкой, а также на сверлильном или резьбонарезном станке. Работа эта требует особого внимания и осторожности, особенно при использовании дрели и электрической или пневматической машины.

Ручными дрелями нарезают резьбу диаметром до 6 мм, причем производительность по сравнению с работой воротком увеличивается втрое. Применение электрической или пневматической машинок повышает производительность труда практически в 5 раз.

При нарезании резьбы дрелью или машинками метчик зажимается в патроне и особое внимание обращается на то, чтобы не было перекоса метчика относительно оси отверстия.

Инструменты для нарезки резьбы. Виды и работа. Применение

Резьбовое соединение является одним из самых популярных способов закрепления различных деталей и элементов. Не всегда можно приобрести различные крепления, на которые уже нанесена резьба, поэтому ее необходимо нарезать самостоятельно. Для этого применяются специализированные инструменты для нарезки резьбы. С их помощью также возможно обновить затертую или поврежденную другим способом ранее нанесенную резьбу.

Виды инструментов для нарезки резьбы

Для нарезки резьбы применяется 3 разновидности инструментов:
  • Метчик.
  • Плашка.
  • Клупп.

Инструмент для нарезания отличается между собой не только по диаметру, но и по типу создаваемой резьбы. Она может быть метрической или дюймовой. Метрическая применяется на подавляющем большинстве крепежных элементов. Она используется в машиностроении, бытовом оборудовании и в прочих направлениях. Дюймовая резьба применяется исключительно на водопроводных элементах. В некоторых странах метрическая резьба не применяется вообще, и все крепежные элементы сделаны с помощью дюймовой.

Еще одним немаловажным различием подобного инструмента является направление создаваемой резьбы. Оно может быть левым и правым. Нельзя применяя один инструмент, провести нарезание резьбы в обе стороны, если он не универсальный.

Метчик

Метчик – это цилиндрический инструмент, который предназначен для нарезания внутренней резьбы в трубах и гайках. Его поверхность имеет выступающие ребра, которые при ввинчивании в пустотелые металлические элементы подходящего диаметра создают винтовые канавки, вырезая стружку. В результате вкручивания метчик прокладывает резьбу. Этот прибор представляет собой небольшой металлический прут из высококачественной твердой стали, на одном конце, которого имеется режущая часть, а на втором хвостовик для подсоединения воротка. Вдоль поверхности метчика идет выборка, сквозь которую обеспечивается отвод срезанной стружки. Самыми удобными для применения являются инструменты, которые имеют 3-5 канавок для отвода стружки. Они гораздо меньше забиваются и дают чистую поверхность без видимой деформации. После нарезания резьбы с помощью метчика, болт или шпилька накручивается без усилий по всей поверхности.

С помощью метчика можно нарезать резьбу или провести калибровку в случае ее повреждения.

Этот инструмент бывает трех разновидностей:
  • Ручной.
  • Машинный.
  • Гаечный.

Ручные метчики обычно предлагаются в наборе из 2-3 инструментов одинакового диаметра. Первый проводит черновую нарезку резьбы, а последний обеспечивает создание высококачественного гладкого профиля, который обеспечивает легкое скручивание болтов или шпилек. Очередность применения метчиков, которые идут в наборе, обозначается цифрами на их корпусе.

Машинные предназначены для нарезания резьбы на станках. У них имеется иной профиль канавок, для более быстрого отвода стружки. При этом форма хвостовика подогнана для закрепления в патрон на станке.

Гаечные применяются специально для гаек. Их легко узнать, поскольку они самые короткие. Так как этот инструмент предназначен для нарезки резьбы только в гайках, которые обычно отличаются небольшой шириной, он делается очень коротким. В связи с этим его длина позволяет сделать максимум 12 витков. Гаечные метчики тоже могут быть черновыми и чистовыми. Черновой только создает начальную резьбу для вкручивания заборной части более длинного инструмента.

Для правильного закрепления метчика ручного или гаечного типа применяется специальный вороток, который насаживается на хвостовик. От переднего угла метчика зависит его применение и металл, с которым он может работать. Угол с наклоном от 5 до 10 градусов делает инструмент удобным для обработки стали. Уклон от 0 до 5 градусов предназначен для чугуна. Метчики с заточкой от 10 до 25 градусов применяются для цветных металлов и их сплавов.

Плашка

Плашка (лерка) применяется для создания винтовой нарезки на болтах и шпильках. Она представляет собой круглую шайбу с центральным отверстием, которая имеет несколько выступающих ребер с острой кромкой. Плашка нарезает и калибрует внешнюю резьбу за один проход. Обычно ее применяют для нарезки резьбы на прутах диаметром до 52 мм. Стандартная толщина плашек составляет от 8 до 10 витков. Угол нарезанных выступов у плашки может отличаться. Инструмент с углом 40-60 градусов применяется для сквозного прохода. В том случае, если необходимо нарезать резьбу вплотную до упора, применяется плашка с углом 90 градусов.

Для того чтобы получить качественно нарезанную резьбу необходимо чтобы диаметр стержня, который будет обрабатываться, был на 0,3-0,4 мм больше, чем внутренний размер плашки. Также при применении этого инструмента стоит учитывать, что требуется снятие фаски на краю. Для того чтобы удерживать плашку применяется специальные воротки.

Плашка может быть цельной или разрезанной. Цельная имеет выступающие зубья для врезания в металл по всей поверхности. Использование такого инструмента требует серьезных усилий. Гораздо более популярными являются разрезанные плашки, которые имеют разделенные рабочие части, что уменьшает площадь контакта. Это облегчает процесс вывода стружки, и уменьшает трение.

Плашка может применяться для нарезания резьбы на правую или левую сторону. Также существует универсальный инструмент, который работает одинаково хорошо в обоих направлениях. Он обозначается маркировкой LN.

Клупп

Клупп – это практически та же плашка, но существенно больше. Он представляет собой систему резцов, устанавливаемых непосредственно в держатель, который одновременно служит и направляющей. Обычно такой инструмент для нарезки резьбы применяется для нарезания внешней резьбы на трубах, а также толстых металлических стержнях. Предлагаемые на рынке клуппы обычно имеют не только метрический ход, но и дюймовый. Обычно клупп применяют сантехники для подготовки труб.

Клупп продаются в наборе, в котором предлагается один держатель и несколько плашек. Насадки можно с легкостью менять. Также существуют электрические клуппы, которые фиксируются на трубе и они сами нарезают на ней резьбу. Благодаря тому, собственному редуктору, они способны создавать большие усилия, даже при слабом электродвигателе.

Особенность использования инструмента для нарезания резьбы

Для того чтобы получить качественную резьбу, с гладкой поверхностью, заготовку с которой проводится работа нужно закрепить в тисках. Если это невозможно, к примеру, при обновлении резьбы на водопроводной трубе, которая уже установлена, следует ее удерживать трубным ключом. Для того чтобы получить качественный результат также важно подобрать правильный диаметр инструмента для нарезки резьбы. Если используется метчик, то он должен быть на 0,2-0,3 мм больше, чем отверстие, в которое он вкручивается. Если применяется плашка или клупп, то наоборот стержень должен быть больше, примерно на 0,3-0,4 мм.

Перед началом работы рекомендовано подготовить смазку. Это позволит уменьшить трение и снизить нагрузку. Кроме того, наличие смазки позволяет избежать образования заусениц и чрезмерного перегрева детали. При использовании плашки или метчика стоит сделать несколько витков без применения смазочного материала. Это позволит зубцам плотно врезаться в металл под правильным углом. Если сразу пытаться нарезать резьбу на скользкой поверхности, возможно появление перекоса. В качестве смазки можно поменять машинное масло, солидол, солярку и даже свиное сало.

Для работы с алюминием рекомендовано использовать в качестве смазки керосин. Для очень твердых сталей, жесткость которых практически равна применяемому инструменту, стоит воспользоваться олифой.

Применяя инструменты для нарезки резьбы нужно делать это правильно

После осуществление нескольких витков необходимо сделать обратный ход. Это позволит эффективно удалить полученную стружку и улучшить поверхность образованных выступов. При этом следует периодически обновлять ранее нанесенную смазку. В том случае если машинного масла, солидола или свиного сала нет, в крайнем случае, можно воспользоваться сильно мыльной водой. Она существенно уступает по вязкости, но вполне способно улучшить прохождение инструмента.

Если проводится нарезка внутренней резьбы, то следует обратить внимание на то, что сначала берется метчик, который имеет неполную нарезку. Его можно узнать по кончику с коническим срезом и маркировкой «1». Он делает неглубокую нарезку, которую еще сложно назвать полноценной резьбой. После него применяется более ровный метчик, на которой нанесена маркировка в виде цифры «2». При прохождении он углубляет уже имеющеюся борозду и делает ее приемлемой для вкручивания болтов и винтов.

В некоторых наборах имеется инструмент с маркировкой «3». Он позволяет подготовить резьбовое соединение еще более качественно, доведя его до совершенства. При смене метчиков стоит учитывать, что последующее добавление смазки является обязательным условием. Ее отсутствие может привести к раннему износ инструмента.

После того, как инструменты для нарезки резьбы скручиваются с обработанной поверхности, их нужно протереть сухой ветошью. Особенно это важно, если в качестве смазки использовалась мыльная вода. То же самое касается и масла со свиным салом. Эти вещества являются довольно липкими, поэтому способствует прилипания пыли и грязи, что в дальнейшем повлечет забивание резьбы и ее прилипание при вкручивании.

Резьба: Виды резьбы. Инструмент для нарезания резьбы

Даже если вам редко приходится нарезать резьбу, все же полезно уметь отличить метрическую резьбу от дюймовой, а правую от левой. Видов резьб довольно много, но чаще всего мы имеем дело с треугольной резьбой – метрической и дюймовой. Отличие их не только в том, что все элементы метрической резьбы измеряются в миллиметрах, а дюймовой – в дюймах.

Эти резьбы отличаются еще профилем: метрическая резьба имеет профиль равностороннего треугольника, а дюймовая – равнобедренного, с углом 55 градусов при вершине. А еще резьбы отличаются шагом, и у дюймовой резьбы шаг больше, поэтому профиль ее крупнее, а резьба получается более прочная.

В отечественной практике крепежные изделия выполняются преимущественно в метрической системе, а дюймовая осталась для водопроводных труб. В последние годы появилось много импортной бытовой аппаратуры с крепежными элементами дюймовой системы малого размера.

Для нарезания резьбы используются специальные режущие инструменты – метчики (нарезание резьбы в отверстиях), плашки, лерки и клуппы (нарезание резьбы снаружи детали).

Метчик – это цилиндрический режущий инструмент с нанесенным на внешней поверхности профилем резьбы с канавками для отвода стружки. Пересечение канавки с витками резьбы образует режущую кромку метчика, которая и снимает стружку при нарезании резьбы.

Метчики предназначены для нарезания или калибрования резьбы в отверстиях. Различают метчики ручные, машинные, гаечные (для нарезания резьбы в гайках) и плашечные (для нарезания резьбы в плашках). Ручные метчики поставляются в комплекте, состоящем из 2-3 метчиков; черновые метчики имеют заниженные размеры, а чистовой – размеры полного профиля резьбы. Гаечные метчики выполняют с коротким, длинным и изогнутым хвостовиками. Рабочая часть метчика L состоит из заборной L1 и калибрующей L2 частей. Длина заборной (режущей) части ручных черновых метчиков 4 витка, ручных чистовых метчиков 1,5-2 витка. Длина заборной части машинных метчиков при нарезании сквозных отверстий 5-6 витков, а при нарезании глухих отверстий 2 витка. У гаечных метчиков длина заборной части 11-12 витков. Калибрующая часть L2 служит для зачистки и калибрования резьбы и обеспечения правильного направления. Для уменьшения трения калибрующая часть имеет незначительный обратный конус. Хвостовая часть метчика L3 представляет собой стержень; конец хвостовика L4 у ручных (а иногда и машинных) метчиков имеет форму квадрата. Профиль канавки метчика оказывает влияние на процесс нарезания резьбы и должен способствовать отводу стружки. Широкое распространение получили метчики с тремя и пятью канавками. Передний угол метчика γ=5-10 градусам при обработке стали, γ=0-5 градусам при обработке чугуна и γ=10-25 градусам при обработке цветных металлов и их сплавов. Задний угол метчика α=4-12 градусам. Обычно метчики изготовляются с прямыми канавками, но в ряде случаев угол наклона канавки γ=8-15°, что улучшает условия отвода стружки.

Читайте также:  Ленточный фундамент

Метчики, в зависимости от назначения, бывают слесарные, машинные, раздвижные и целый ряд специальных, но дома мы обычно используем простые слесарные метчики для нарезания резьбы вручную. Слесарные метчики, в свою очередь, бывают цилиндрические и конические – у цилиндрических метчиков в наборе 3 метчика одного размера, они имеют разный наружный диаметр, и полный профиль резьбы можно получить только чистовым метчиком, а у конических метчиков наружный диаметр в наборе одинаковый, а отличаются они длиной заборной части.

Набор метчиков для нарезания резьбы вручную обычно состоит из трёх (реже – из двух) инструментов – для черновой, промежуточной и чистовой обработки. Отличаются эти метчики метками рядом с обозначением резьбы -это либо цифры I, II и III или горизонтальные риски (одна, две или три).

Метчики для нарезания резьбы на станках называются машинными и имеют более полный профиль, иной профиль канавок и режущей кромки и иную форму хвостовика для крепления на станке.

Резьба может быть правой – когда гайка на болт наворачивается по часовой стрелке – и левой – гайка наворачивается вращением против часовой стрелки. В соответствии с этим резьбонарезный инструмент предназначен для нарезания правой или левой метрической или дюймовой резьбы.

Плашка. Для изготовления винтовой нарезки на болтах служат плашки, которые можно рассматривать как крепко закаленную стальную гайку с прорезями, образующими режущие кромки.

Плашки предназначены для нарезания или калибрования наружных резьб за один проход. Наиболее широко применяются плашки для нарезания резьб диаметром до 52 мм. Плашка представляет собой закаленную гайку с осевыми отверстиями, образующими режущие кромки. Обычно на плашках делают 3-6 стружечных отверстий для отвода стружки. Толщина плашки 8-10 витков. Режущую часть плашки выполняют в виде внутреннего конуса. Длина заборной части 2-3 витка. Угол 2φ=40-60 градусам при нарезании сквозной резьбы и 2φ=90 градусам при нарезании резьбы до упора. Передний угол у стандартных плашек γ=15-20 градусам. Задний угол α=6-8 градусам и выполняется только на заборной (режущей) части.

Хорошая, полная резьба получится только тогда, когда правильно подобран диаметр стержня или сверла для подготовки отверстия. Установлено, что для получения качественной резьбы на стержне диаметр его должен быть на 0,3—0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы. В помещенной ниже таблице 1 приведены рекомендуемые диаметры стержней для метрической резьбы, нарезаемой плашками.

Таблица 1. Рекомендуемые диаметры стержней для метрической резьбы, нарезаемой плашками.

Диаметр резьбы в ммДиаметр стержня в мм
наименьшийнаибольший
М65,805,85
М87,807,90
М109,759,85
М1211,7611,88
М1413,7013,82
М1615,7015,82
М1817,7017,82
М2019,7219,86
М2221,7221,86
М2423,6523,79
М2726,6526,79
М3029,6029,74
М3534,6634,83
М4241,5541,72
М4847,5547,74

Конец стержня нужно подготовить, сняв фаску, — немного сточив край.

Нарезка делается так. Зажимают в тиски стержень соответствующего диаметра и длины, со снятой на конце фаской. Затем ставят клупп с плашками или лерку и начинают навинчивать с некоторым нажимом; при этом плашки вырежут на поверхности стержня винтовую канавку. Проходят по стержню несколько раз, постепенно сжимая плашки, пока не получат хорошей, полной резьбы. Клупп и винтовальную доску надо вращать осторожно. Пытаться сразу получить полную нарезку нельзя, так как от чрезмерных усилий крепко закаленные плашки или винтовальная доска могут лопнуть. Вращают нарезной инструмент на один-полтора оборота вперед, а затем дают обратный ход, для того чтобы удалить стружку и обеспечить смазку. Плашки и метчики смазывают вареным маслом (можно машинным маслом и мыльной водой).

Нарезка отверстий обычно выполняется двумя или тремя метчиками. Сначала берется метчик с неполной нарезкой (1), у которого резьба конически срезана. Этот метчик делает в отверстии неглубокую лентообразную нарезку, которую углубляют более полным метчиком (2), а иногда проходят и третьим (3), почти цилиндрической формы. Метчики имеют четырехгранную головку, которую вставляют в рукоятку с соответствующими отверстиями, или вороток.

Перед нарезкой резьбы надо просверлить отверстие несколько меньше диаметра метчика.

В таблице 2 приведены диаметры отверстий в металле под резьбы метрические, причем для мелкой резьбы (с более мелким шагом) диаметры отверстий будут меньше.

Таблица 2. Отверстия под метрические резьбы.

Обозначение резьбыДиаметр, отверстия, мм
M1,00,75
M1,20,95
M1,41,1
M1,71,35
M2,01,6
M2,31,9
M2,62,15
М3х0,52,5
М3,52,9
М4х0,73,3
М5х0,84,2
М6х14,96
М76,0
М86,7
М97,7
М10х1,58,45
М119,4
М12х1,7510,18
М1411,8
М1613,8
М1815,3
М2017,3

В таблице 3 приведены значения диаметров отверстий под нарезание дюймовой резьбы.

Таблица 3. Отверстия под дюймовые резьбы.

Обозначение резьбы, дюймНар. диаметр, ммШаг резьбыДиаметр отверстия, мм
Ниток на дюйммм
1/8″2,0951,0580,74
3/16″4,7621,0583,41
1/4″6,3501,2704,72
5/16″7,9381,4116,13
3/8″9,5251,5887,49
7/16″11,1121,8148,79

Таблица 4. Трубные дюймовые резьбы.

Обозначение резьбыНаружный диаметр,ммШаг резьбыВнутренний диаметр отверстия. мм
трубырезьбыниток на дюйммм
труб 1/4″13,513,1581,33711,8
труб 3/8″17,016,6631,33715,2
труб 1/2″21,2520,9561,81418,9
труб 3/4″26,7526,4421.81424,3
труб 1″33,533.2502,39930,5

Как и метчики, плашки и лерки для нарезания наружной резьбы не имеют сплошной режущей поверхности, и нарезание резьбы производится секторами. Для начала первого витка имеется неполный профиль на краю инструмента. Плашки бывают цельные и разрезные – цельная плашка нарезает полный профиль резьбы за один проход, а для более крупной по диаметру резьбы снять стружку за один проход трудно, и плашку делают разрезной и по мере работы поджимают. Плашки вставляются в плашкодержатели, где их закрепляют зажимными винтами по коническим углублениям на корпусе плашки.

Лерка, или винтовая доска,- это набор резьбонарезных гнезд в одном инструменте (в одной пластине). Как плашка, так и отверстие в лерке предназначены для нарезания только одного размера резьбы, а вот с помощью клуппов можно нарезать резьбы на деталях разного диаметра, но с одним и тем же шагом.

Клупп — это та же плашка (лерка), только без дорогих, нефункциональных частей. Дешевый держатель и прочные резцы — вот это и есть резьбонарезной клупп.

Как известно вся плашка делается из инструментальной дорогой стали, тогда как особая прочность необходима только резцам, которые в действительности и выполняют основную работу — нарезают резьбу. Крепятся резцы прямо в держателе, который одновременно служит направляющей.

Нарезание резьбы. Инструменты, способы нарезания резьбы

Резьбовые соединения очень широко применяют в машиностроении, поэтому инструмент для изготовления резьб является одним из самых распространенных.

  • по расположению витков – наружные и внутренние;
  • по направлению винтовой линии – правые и левые;
  • по форме профиля канавки – треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, упорные и специальные;
  • по направлению образующей – цилиндрические и конические;
  • по системе размеров – метрические и дюймовые.

В зависимости от размеров резьбы, типа производства и конструкции деталей используют разные виды резьборежущего инструмента:

  • резьбовые резцы (стержневые и фасонные однониточные и многониточные);
  • метчики (ручные, машинные, гаечные, станочные, инструментальные, маточные и т.д.);
  • круглые плашки;
  • резьбонарезные головки;
  • резьбовые фрезы.

1. Инструмент для нарезания резьбы

Осевой многолезвийный инструмент для образования и обработки внутренней резьбы называется метчиком, наружной – плашкой.

Ручные метчики применяют для нарезания внутренней резьбы.

Рабочая часть метчика длиной f разделяется на режущую (заборную) и направляющую (калибрующую) части длинами соответственно l1 и l2 (рис. 1, а). Резцы режущей части имеют главные кромки, расположенные на конической поверхности, и вспомогательные кромки, являющиеся частью резьбового профиля (рис. 1, б). Направляющая часть служит для направления метчика и самоподачи путем ввинчивания, а также является резервом при переточках. Угол конуса режущей части зависит от угла в плане φ, который назначается равным 5° – для ручных, 3°30′ – для гаечных и 6°30′ – для машинных метчиков. Направляющая часть имеет обратную конусность для уменьшения трения и устранения опасного заклинивания метчика в отверстии.

Рис. 1. Конструктивные элементы (а), профиль резьбы (б) и геометрические параметры (в) метчика

Длину заборной части метчика принимают для чернового метчика равной 45 S, для среднего – 2,55 S и для чистового – (1,5–2,0) S, где S – шаг нарезаемой резьбы. Машинные метчики изготовляют с коротким заборным конусом, равным (1,5–2) S.

Передние углы метчиков выбирают в зависимости от обрабатываемого материала по следующим данным:

  • для стали мягкой γ = 12–15°;
  • стали средней твердости γ = 8–10°;
  • стали твердой γ = 5°;
  • чугуна и бронзы γ = 0–5°;
  • легких сплавов γ = 25–30° (рис. 1, в).

Хвостовая часть метчика предназначена для закрепления его в воротке или патроне и для передачи крутящего момента.

Ручные метчики выпускаются комплектами. В комплект входят три метчика, которые делят по назначению на черновой, средний и чистовой. Черновой нарезает резьбу, снимая при этом до 60% металла; средний дает более точную резьбу, снимая до 30% металла; третий (чистовой) метчик производит окончательное нарезание и калибровку резьбы, снимая до 10% металла.

Для нарезания трубных и мелких метрических резьб используют комплект из двух метчиков.

Метчики в комплекте отличаются друг от друга профилем резьбы и длиной заборной части.

По конструкции режущей части различают два типа метчиков – цилиндрические и конические (рис. 2; а, б).

Рис. 2. Образование режущей поверхности в комплекте метчиков: а – цилиндрической конструкции, б – конической конструкции

При цилиндрической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют разные диаметры. У чистового метчика полный профиль резьбы. Диаметр среднего метчика меньше нормального на 0,6 глубины нарезки, а диаметр чернового меньше диаметра резьбы на полную глубину нарезки.

Длину заборной части, учитывая распределение работы по нарезанию резьбы между тремя метчиками комплекта, устанавливают в соотношении 4:2:1. Таким образом, у чернового метчика длина заборной части равна 6–7 ниткам, у среднего – 3– 3,5 и у чистового – 1,5–2 ниткам.

Цилиндрическая конструкция метчика обеспечивает срезание вершинами зубьев стружки в виде широких площадок.

При конической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют одинаковый диаметр и полный профиль резьбы с различной длиной заборных частей.

Резьба в пределах заборной части делается конической и дополнительно срезается по вершинам зубьев на конус.

У конических метчиков заборная часть равна: у чернового метчика – всей длине рабочей части, у среднего – половине этой длины, у чистового – двум ниткам.

Конические метчики применяются обычно при нарезании сквозных отверстий. Глухие отверстия нарезаются цилиндрическими метчиками.

Задняя (затылочная) поверхность (рис. 1, в) режущих зубьев затылуется по спирали, что позволяет сохранять постоянный профиль зубьев после их переточек.

Читайте также:  Как собрать кровать своими руками

Воротки и клуппы. Нарезание резьбы ручными метчиками осуществляется с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков.

Наиболее распространенными являются простые двухсторонние воротки (рис. 3).

Рис. 3. Двухсторонний вороток: а, а1, а2 – отверстия под хвостовики метчиков

Универсальные воротки (рис. 4) представляют собой рамку 1 с двумя сухарями – подвижным 3 и неподвижным 4, образующими квадратное отверстие. Одна из рукояток 2 заканчивается винтом для зажима квадрата метчика.

Рис. 4. Универсальный вороток: а – отверстие под хвостовик метчика

Другое исполнение универсального воротка приведено на рис. 5. Этот вороток позволяет работать с метчиками, размеры квадратов которых колеблются от 5х5 до 25х25 мм.

Рис. 5. Универсальный вороток

Круглые плашки используют для нарезания крепежных резьб на болтах, винтах и шпильках при работе вручную и на станках (револьверных, автоматах и т.д.).

Круглая плашка на каждом зубе 2 (рис. 6, а) имеет заднюю 1 и переднюю 5 поверхности, спинку зуба 3 и режущую кромку 6, образуемую стружечным отверстием 4. Круглая плашка имеет режущую и направляющую части длинами соответственно l1 и l2 (рис. 6, б). Длина режущей части равна полутора ниткам резьбы, а толщина плашки – семи-восьми ниткам.

Рис. 6. Конструктивные элементы (а), основные части (б) и формы стружечных отверстий (в) круглой плашки

Передние углы принимают для твердых обрабатываемых материалов γ = 10–12°; для материалов средней твердости γ = 15–20°; для мягких материалов γ = 22–50°.

Плашки применяют (рис. 7) цельные (а), разрезные (б) и раздвижные.

Рис. 7. Плашки

Круглые и раздвижные плашки при ручном нарезании устанавливаются в специальных воротках и клуппах.

Воротки для круглых плашек выполнены рамкой, в отверстие которой помещается плашка (рис. 8).

Рис. 8. Вороток для круглой плашки

Удерживается плашка от провертывания тремя стопорными винтами (1, 2 и 3), конические концы которых входят в углубления на боковой поверхности плашки. Четвертый винт входит в разрез регулируемой плашки и фиксирует правильный размер резьбы.

Клуппы для раздвижных плашек (рис. 9, а) представляют собой косую рамку с двумя рукоятками. В центральном отверстии рамки с размерами А и С устанавливаются и центрируются раздвижные плашки. Установка раздвижных плашек на требуемый размер осуществляется с помощью нажимного винта 1, действующего на подвижную часть раздвижной плашки.

Клуппы для нарезания резьбы на трубах отличаются от обычных тем, что в прорези обоймы клуппа входят четыре стальные гребенки 2 (рис. 9, б).

Рис. 9. Клуппы: а – для раздвижных плашек; б – для нарезания резьбы на трубах

Повертыванием верхней рукоятки 1 можно сближать или раздвигать гребенки и благодаря этому применять один и тот же клупп для нарезания резьбы на трубах различных диаметров. Трубный клупп снабжается направляющими 3, которые регулируются так же, как и плашки, нижней рукояткой 4. Этим обеспечивается правильное положение клуппа на трубе при нарезании резьбы.

2. Технология и приемы нарезания резьбы вручную

При нарезании резьбы метчиками и плашками часть металла не удаляется вместе со стружкой, а выдавливается вдоль режущих граней инструмента, образуя профиль резьбы на детали. С учетом этого диаметры отверстий и стержней под резьбу должны изготовляться не по номинальному размеру резьбы, а несколько ниже его. Для метрической резьбы диаметром 6–10 мм эта разница составляет 0,1–0,2 мм; диаметром 11–18 мм – 0,12–0,24 мм; диаметром 20–30 мм – 0,14–0,28 мм.

Диаметры отверстий под наиболее распространенные размеры метрической резьбы приведены в табл. 1.

Для образования захода резьбы на торце детали необходимо снять фаску, соответственно высоте профиля резьбы.

Таблица 1. Диаметры отверстий под нарезание метрической резьбы

МатериалДиаметр метрической резьбы, мм
5681012162024
Сталь и латунь4,25,06,78,410,113,817,320,7
Чугун и бронза4,14,96,68,310,013,717,120,5

Смазанный смазкой метчик вставляют в просверленное отверстие и, слегка прижимая его к детали левой рукой, осторожно поворачивают вороток правой рукой до тех пор, пока метчик не захватит металл и его положение в отверстии не станет устойчивым. После этого вороток берут двумя руками и вращают с перехватом рук через каждые полоборота (рис. 10, а).

Рис. 10. Движения при нарезании резьбы: а – метчиком, б – плашкой, в – клуппом

После одного-полутора оборотов метчик, покачивая в горизонтальной плоскости, вращают в обратную сторону примерно на четверть или пол-оборота. Это необходимо для того, чтобы стружка сломалась и по канавкам метчика удалилась из отверстия, не заклинив метчик. Закончив нарезание, пропускают его насквозь или вращением воротка в обратную сторону вывертывают метчик из отверстия.

Второй и третий метчики смазывают маслом и вводят в отверстие без воротка; только после того, как метчик правильно установится по резьбе, накладывают вороток и продолжают нарезание резьбы.

Таким же образом следует вести нарезание резьбы плашками. Здесь, однако, кроме круговых движений по стрелке а (рис. 10, б), воротку следует сообщать также некоторый нажим вниз по стрелке в. В процессе нарезания необходимо следить, чтобы давление на обе ручки было одинаковым.

На первом этапе нарезания резьбы следует следить за правильным положением метчика и плашки по отношению к осям отверстия и стержня. Непараллельность осей и неперпендикулярность их к торцу детали контролируются угольником и устраняются изменением положения инструмента.

Нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях небольшого диаметра нужно особенно осторожно, не перегружая метчик и часто очищая его от стружки.

При нарезании резьбы в глубоких отверстиях следует вывертывать метчик из отверстия для прочистки (2–3 раза).

Если необходимости получить точные и чистые резьбы на стержнях, то их нарезание следует выполнять черновой и чистовой плашками.

Если нарезание резьбы выполняется клуппами с раздвижными плашками, то их сжатие (подачу) следует производить только в начале прохода. После каждого прохода по всей длине нарезаемого стержня клупп сгоняют в обратную сторону и затем вновь поджимают плашки винтом и вновь прорезают резьбу по всей длине нарезаемого стержня до получения нужного диаметра резьбы. Поджимать плашки на середине стержня не следует. Раздвижными плашками резьбу нарезают за несколько проходов.

Для нарезания трубной резьбы клуппом трубу необходимо надежно закрепить в специальном зажиме для труб (рис. 10, в).

Нарезаемый конец трубы смазывают маслом (олифой), а затем на длине не более 2–3 ниток устанавливают клупп, сближая плашки с таким расчетом, чтобы резьба была нарезана на полную глубину в 2–3 прохода. Для диаметров до 1” ограничиваются двумя проходами; при диаметре свыше 1 ” хорошую резьбу можно получить только за 3–4 прохода. Перед каждым повторным проходом поверхность нарезаемой резьбы и резьбу плашек необходимо тщательно очищать кистью от стружки и вновь смазывать маслом.

Вращение клуппа вокруг трубы обычно производят качательным движением в четыре приема; за каждый прием нужно повернуть клупп на 1/4 оборота.

Резьбу диаметром до 1½” нарезает один слесарь; при больших диаметрах резьбы работают вдвоем. При спаренной работе полный оборот клуппа также нужно делать в четыре приема.

Нарезка резьбы – слесарная обработка

Сочленение деталей конструкций происходит посредством болтов, винтов и шпилек, которые в свою очередь имеют специальную резьбу внешнюю и внутреннюю. Такого рода соединения называются разъемными. Болты, винты и шпильки – это стержни цилиндрической формы, с винтовой резьбой. Процесс нарезки резьбы осуществляется механическим и ручным способом, на станках со специальным инструментом.

Способы обработки

Внутренняя резьба наносится метчиками, внешняя – плашками. Метчики имеют форму винта, с канавкой вдоль его винтовой части, что позволят стружке в процессе соскальзывать. Плашки по своей геометрической форме напоминают гайку. Способны нарезать резьбу диметром до 52 мм. Бывают круглыми, квадратными, шестигранными и призматическими.

Особенности нарезания внутренней резьбы

Резьба – надежный способ соединения двух деталей, данный показатель существенно увеличивается, если резьба внутренняя. Нарезание метчиками – снятие металлического материала при помощи режущих кромок с различной шаговостью. Операция проводится за один проход. В зависимости от целевого предназначения мечники подразделяются на: слесарные (метрические и дюймовые резьбы), гаечные, маточные и плашечные. По типу резьбы – левые для создания левосторонней резьбы и соответственно правые.

• способ обработки метчиком

Внутреннюю резьбу наносят метчиком, который изготавливается из углеродистой или высоколегированной стали. Инструмент состоит из хвостовика, крепящегося к патрону стакана и рабочей области – режущая часть с продольными и винтовыми канавками. Заборная часть – верхняя часть конуса, проводит работы по нарезанию резьбы. Калибрующая часть – калибрует направление процесса. Общие правила работы:

  • • не рекомендуется сразу наносить резьбу на изделия, изготовленные литьем или штамповкой. Необходимо предварительно рассверлить отверстие, тем самые убирая нагар и окалину;
  • • на сверлильных станках метчик должны закреплять в реверсивных патронах, чтобы исключить возможность поломки;
  • • обязательное снятие фаски в тех местах, где планируются работы.

Независимо от способа резки: ручная или автоматическая (на станках), применение охлаждающей жидкости является важной составляющей для получения качественного результата.

• метод нарезки на токарном станке

Основная проблема использования метчиков – отвод стружки в отверстиях 6 мм и свыше 16 мм. Из-за ограниченного пространства выведение стружки затрудняется, что может стать причиной поломки инструмента. На станках токарного типа резьбу наносят с помощью расточного резца и твердосплавных пластин с полным или частичным профилем.

Особенности нарезания наружной резьбы

Резьба представляет собой различной геометрической формы канавки, нарезаемые специальными инструментами – плашками, резьбовыми фрезами, метчиками и шлифовальными кругами. Резьбу наносят как ручным способом, так и с помощью токарного станка и резца.

• способ нарезки плашкой и метчиком

Метчик – винт с прямолинейными и винтовыми канавками, предназначен для нарезания внутренней резьбы. Ручной способ нарезки требует 3 метчика: черновой, для нанесения первоначальной резьбы, средний и чистовой. Машинный способ нарезки осуществляется на токарных и фрезерных станках. Плашки по своей форме и виду схожи с гайкой, на внутренне части инструмента расположены режущие зубцы конической формы, для нарезания внешней резьбы. По форме различают – круглые, квадратные и шестигранные. По устройству – цельные, разрезные и раздвижные. Для беспрепятственного прохождения плашки по детали необходимо снять фаску.

• метод токарной обработки

На производстве резьба нарезается с помощью токарного станка и специального инструмента – резьбового резца. Для каждого изделия устанавливается индивидуальный показатель винтового шага, определяется он путем замера расстояния между соседними витками. Деталь помещается в токарный станок, в момент вращения заготовки резец перемещается по все оси, создавая винтовую поверхность. Резьбовые резцы по особенностям конструкции подразделяются на: призматические, стержневые и круглые/дисковые. Используемый профиль резьбы – треугольный, прямоугольный, трапецеидальный, упорный и круглой геометрической формы.

Особенность нарезания резьбы на трубах

В трубной нарезке резьбы используются 3 вида: на токарном станке, с помощью плашки или трубного клуппа. На практике чаще всего встречается резьба треугольного типа:

  • • дюймовая, с измерительными расчетами в дюймах. Резьба отличается высокими показателями прочности из-за большого шага и крупного профиля. Используется для водопроводных труб;
  • • метрическая, измеряется в миллиметрах, используется для крепежных элементов труб.

Клупп – инструмент ограниченного функционального назначения, используется только для нарезания резьбы на трубах.
На токарных станках процесс построен следующим образом: труба фиксируется в шпинделе, затем отрезным резаком устраняется все лишнее, выбирается соответствующий шаг и наносится резьба.

Ссылка на основную публикацию