Как известно, резьбу можно нарезать в отверстиях или на стержнях, для чего существуют два различных типа инструмента для нарезки — метчики и плашки соответственно.
Нарезка резьбы в отверстиях
Для нарезания резьбы в отверстии нужен комплект метчиков -черновой и чистовой. Сначала просверливается отверстие необходимого диаметра (см. таблицу отверстий под резьбу), и проходится резьба черновым метчиком (на нем нанесена одна канавка). Затем проходим резьбу уже чистовым метчиком. Квадратный хвостовик метчика должен быть надежно закреплен в вороте. Для того, чтобы нарезать было легче, отверстие смазывают техническим маслом (солидолом например). Следует помнить, что отклонение диаметра отверстий от указанного в таблице хотя бы на 1 мм приведет к недоброкачественной резьбе, браку.
Нарезка резьбы на стержнях
В отличие от нарезания резьбы в отверстии, на стержне резьба проходится за один раз одной плашкой. Плашка имеет центральное отверстие, которое нарезает резьбу, и периферийные, которые образуют кромки и отводят стружку. Плашку также закрепляют в воротке, смазывают стержень солидолом и аккуратно накручивают на стержень. Если плашку заедает, нужно сделать два оборота в обратном направлении, после чего продолжить нарезать. Перед накручиванием концу стержня придают конусообразную форму с помощью напильника, для того, чтобы резьба была нарезана без перекоса. Диаметры стержней под резьбу вы можете видеть на таблице.
Существует достаточно много способов соединения деталей, однако наиболее распространенным и доступным по-прежнему является винтовой (болтовой) крепеж. Именно о таком крепеже мы и поговорим. Точнее, мы рассмотрим виды метчиков, технологию нарезания резьбы в отверстиях под винты и болты разного диаметра.
Метчики разделяются в зависимости от способа выполнения резьбы , а также в зависимости от того, для какого отверстия они предназначены.
Спецификация по способу нарезания
По способу нарезки различают:
- Проходные метчики. Особенностью такого инструмента является то, что он имеет одновременно разметочные режущие зубья и зубья для финишной нарезки витков. Чаще всего такие инструменты используются при работе с деталями, выполненными из мягких металлов, например, из алюминия, меди, латуни.
- Комплектные метчики. В данном случае речь идет сразу о нескольких инструментах для выполнения резьбы. Минимальный комплект состоит из трех метчиков для разных этапов нарезки: первый предназначен для черновой, второй – промежуточной, третий – финальной. Конечно, выполнение работы таким комплектом требует больше времени по сравнению с использованием одного проходного метчика, но и качество витков получается намного выше.
Спецификация по типу отверстия
Технологические отверстия могут быть глухими или сквозными. Для каждого типа отверстия
следует применять соответствующий тип метчика. Сквозные отверстия обрабатываются инструментом с острым концом, а глухие – инструментом со срезанным концом. Работать с метчиком для глухого отверстия сложнее, поскольку очень часто при достижении дна отверстия он может застопориться и сломаться, однако при удачной нарезке получают качественную резьбу по всей длине отверстия.
Отдельно необходимо отметить , что, кроме упомянутого выше, метчики подразделяются на машинные и машинно-ручные. Первые имеют удлиненный хвостовик и могут быть установлены в какой-либо электрический станок, с помощью которого и будет осуществляться нарезка витков. Вторые могут применяться как при выполнении работы вручную, так и при выполнении работы с использованием электрического инструмента.
Маркировка метчиков
Метчики для нарезания внутренней метрической резьбы маркируются буквой «М». При этом после буквы «М» следует значение диаметра нарезаемой резьбы. Кроме диаметра, на инструменте указывается и шаг резьбы. Например, маркировка М4×1 означает, что инструментом можно выполнить резьбу в отверстии диаметром 4мм с шагом 1мм. В случае, если речь идет о режущем инструменте для левой резьбы, инструмент имеет маркировку LH . Диаметр и шаг резьбы обозначается способом, аналогичным описанному выше.
Как нарезать резьбу метчиком — технология
Нарезание внутренней резьбы выглядит следующим образом:
Для максимальной наглядности предлагаем вам посмотреть небольшое видео, в котором детально рассмотрен процесс нарезания внутренней резьбы.
Подведем итоги
Чтобы действительно качественно нарезать резьбу в заготовке из того или иного металла не нужно обладать какими-либо специальными знаниями и опытом. Как показывает практика, с такой работой справится даже далекий от слесарных дел мастер.
Главный совет – исключить спешку, а ко всем операциям, в том числе и подготовительным, подходить ответственно. Не менее важным является и выбор инструмента для выполнения работы — экономить не стоит. Помните: дешевые низкокачественные метчики зачастую обламываются в процессе работы, а извлечь отрезок инструмента из отверстия крайне проблематично.
Нарезка внутренней резьбы метчиком
1. Подготовительные работы
Просверленное отверстие, в котором нарезают резьбу метчиком, необходимо проточить или обработатать зенкером. Диаметр сверла должен быть больше внутреннего диаметра резьбы, так как при нарезании резьбы материал немного «выдавливается». У твердых и хрупких металлов разница между этими заначениями меньше, чем у мягких и вязких металлов. Для твердых, например, 6.7, а для мягких - 6.8.
Если мы просверлим отверстие таким же диаметром, как и внутренний резьбы, то зубья метчика будут перегреваться из-за большого трения и наростать металлом из-за материала, выдавливаемого при нарезании. В следствии этого мы получим рваную резьбу или просто поломаем метчик.
Если же просверлить отверстие больше необходимого диаметра, то получим неполную резьбу.
2. Нарезание внутренней резьбы
После подготовительных работ заготовку закрепляют в тисках и в ее отверстие вставляют вертикально метчик по угольнику.
Прижимая левой рукой вороток к метчику, правой поворачивают его вправо до тех пор, пока метчик не врежется на несколько ниток в металл и не займет устойчивое положение, после чего вороток берут за рукоятки двумя руками и вращают с перехватом рук через каждые пол-оборота
В целях облегчения работы вороток с метчиком вращают не все время по направлению часовой стрелки, а один-два оборота вправо и пол-оборота влево и т. д. Благодаря такому возвратно-вращательному движению метчика стружка ломается, получается короткой (дробленой), а процесс резания значительно облегчается.
Закончив нарезание, вращением воротка в обратную сторону вывертывают метчик из отверстия, затем прогоняют его насквозь.
| Обрабатываемый материал | Смазочная жидкость | ||
| Сталь углеродистая | Эмульсия. Осерненное масло | ||
| Сталь конструкционная | Осерненное масло с керосином | ||
| Сталь инструментальная | Смешанные масла | ||
| Чугун ковкий | 3-5% эмульсия | ||
| Чугунное литье | Б/о. 3-5% эмульсия. Керосин | ||
| Бронза | Б/о. Смешанные масла | ||
| Цинк | Эмульсия | ||
| Латунь | Б/о. 3-5% эмульсия | ||
| Медь | Эмульсия. Смешанные масла | ||
| Никель | Эмульсия | ||
| Алюминий и его сплавы | Б/о. Эмульсия. Смешанные масла. Керосин. | ||
| Нержавеющие, жаропрочные сплавы |
50% осерненного масла, 30% керосина, 20% олеиновой кислоты (80% сульфофрезол, 20% олеиновой кислоты) |
||
| Волокнит, винипласт, оргстекло | 3-5% эмульсия | ||
| Текстолит, гетинакс | Обдувка сжатым воздухом | ||
3. Правила нарезания резьбы метчиком
- При нарезании резьбы в глубоких отверстиях, в мягких и вязких металлах (медь, алюминий, бронза и др.) метчик необходимо периодически вывертывать из отверстия и очищать канавки от стружки;
- Нарезать резьбу следует ;
- Нарезание резьбы сразу средним метчиком без прохода черновым, а затем чистовым не ускоряет, а, наоборот, затрудняет работу. Резьба в этом случае получается недоброкачественной, а метчик может сломаться. Средний и чистовой метчики вводят в отверстие без воротка и только после того, как метчик пройдет правильно по резьбе, на головку надевают вороток и продолжают нарезание резьбы;
- Глухое отверстие под резьбу нужно делать на глубину, несколько большую, чем длина нарезаемой части, с таким расчетом, чтобы рабочая часть метчика немного вышла за пределы нарезаемой части. Если такого запаса не будет, резьба получится неполной;
- В процессе нарезания необходимо тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса метчика; для этого надо через каждые 2-3 нарезанные нитки проверять с помощью угольника положение метчика по отношению к верхней плоскости изделия. Особенно осторожно нужно нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях;
- На качество резьбы и стойкость инструмента влияет правильный выбор смазочно-охлаждающей жидкости
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.
Рис. 4.17. Приемы работы при нарезании резьбы ручными метчиками (а) и плашками (б, в).
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.
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.
Винты, болты и шпильки - самые распространенные элементы с наружной резьбой. Чаще всего в руки домашнего мастера они попадают уже готовыми. Но бывает, что требуется изготовить какой-нибудь хитрый болт или нестандартную шпильку. Заготовкой для такой детали служит стержень, диаметр которого должен соответствовать нарезаемой резьбе.
Диаметр стержня под наружную резьбу зависит от номинального диаметра резьбы и размера шага резьбы. Все эти сведения обычно указывают на чертеже детали в виде обозначения М10×1,5. Буква «М» обозначает метрическую резьбу, цифра после буквы - номинальный диаметр, цифра после знака «х» — шаг резьбы. При использовании основного (крупного) шага его могут не указывать. Основной шаг резьбы определен стандартом и является наиболее предпочтительным.
При выборе диаметра стержня под наружную резьбу руководствуются теми же принципами, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу . Установлено, что лучшее качество резьбы получается, если диаметр стержня чуть меньше номинального диаметра нарезаемой резьбы. Металл при нарезании немного выдавливается и профиль резьбы получается полным.
Если диаметр стержня будет намного меньше требуемого, то вершины ниток резьбы будут срезанными, если больше, то плашка просто не навернется на стержень или сломается в процессе работы.
Для каждого сочетания диаметра и шага резьбы существует оптимальный диаметр стержня . Проще всего этот диаметр определить по таблице, где приведены самые ходовые резьбы, с которыми может встретиться домашний мастер. Жирным шрифтом в таблице выделен основной шаг резьбы для каждого номинального диаметра.
| Резьба | Шаг резьбы | Диаметр стержня номинальный (предельный) |
| М2 | 0,4 | 1,93-1,95 (1,88) |
| 0,25 | 1,95-1,97 (1,91) | |
| М2,5 | 0,45 | 2,43-2,45 (2,37) |
| 0,35 | 2,45-2,47 (2,39) | |
| М3 | 0,5 | 2,89-2,94 (2,83) |
| 0,35 | 2,93-2,95 (2,89) | |
| М4 | 0,7 | 3,89-3,94 (3,81) |
| 0,5 | 3,89-3,94 (3,83) | |
| М5 | 0,8 | 4,88-4,94 (4,78) |
| 0,5 | 4,89-4,94 (4,83) | |
| М6 | 1 | 5,86-5,92 (5,76) |
| 0,75 | 5,88-5,94 (5,79) | |
| 0,5 | 5,89-5,94 (5,83) | |
| М8 | 1,25 | 7,84-7,90 (7,73) |
| 1 | 7,86-7,92 (7,76) | |
| 0,75 | 7,88-7,94 (7,79) | |
| 0,5 | 7,89-7,94 (7,83) | |
| М10 | 1,5 | 9,81-9,88 (9,69) |
| 1 | 9,86-9,92 (9,76) | |
| 0,5 | 9,89-9,94 (9,83) | |
| 0,75 | 9,88-9,94 (9,79) | |
| М12 | 1,75 | 11,80-11,86 (11,67) |
| 1,5 | 11,81-11,88 (11,69) | |
| 1,25 | 11,84-11,90 (11,73) | |
| 1 | 11,86-11,92 (11,76) | |
| 0,75 | 11,88-11,94 (11,79) | |
| 0,5 | 11,89-11,94 (11,83) | |
| М14 | 2 | 13,77-13,84 (13,64) |
| 1,5 | 13,81-13,88 (13,69) | |
| 1 | 13,86-13,92 (13,76) | |
| 0,75 | 13,88-13,94 (13,79) | |
| 0,5 | 13,89-13,94 (13,83) | |
| М16 | 2 | 15,77-15,84 (15,64) |
| 1,5 | 15,81-15,88 (15,69) | |
| 1 | 15,86-15,92 (15,76) | |
| 0,75 | 15,88-15,94 (15,79) | |
| 0,5 | 15,89-15,94 (15,83) | |
| М18 | 2 | 17,77-17,84 (17,64) |
| 1,5 | 17,81-17,88 (17,69) | |
| 1 | 17,86-17,92 (17,76) | |
| 0,75 | 17,92-17,94 (17,86) | |
| М20 | 2,5 | 19,76-19,84 (19,58) |
| 1,5 | 19,81-19,88 (19,69) | |
| 1 | 19,86-19,92 (19,76) | |
| 0,75 | 19,88-19,94 (19,79) | |
| 0,5 | 19,89-19,94 (19,83) |
Основной инструмент для нарезания наружной резьбы - плашка. Чаще всего используются круглые неразрезные плашки в виде гайки из закаленной стали.
Для формирования режущих кромок резьбу плашки пересекают сквозные продольные отверстия, которые также обеспечивают выход стружки. Для облегчения захода крайние нитки резьбы имеют неполный профиль. Для вращения плашки используют плашкодержатель - инструмент с гнездом под плашку и длинными ручками. Существуют также разрезные и раздвижные (клупповые) плашки, но в домашней мастерской это редкость.
Для уменьшения трения и получения чистой резьбы на стальных стержнях используют смазку - минеральное масло или керосин, на медных - скипидар. На конце стержня для облегчения захода обязательно должна быть сделана фаска шириной не менее размера шага резьбы.