Как сделать отверстие с резьбой в металле

Обновлено: 30.06.2024

Чтобы нарезать внутреннюю резьбу на какой-то детали, необходимо предварительно просверлить отверстие. Его размер не равен диаметру резьбы, а должен быть немного меньше. Найти диаметр сверла под резьбу можно в специальной таблице, но для этого надо знать еще и тип резьбы.

Параметры резьбы определяют диаметр сверла

Основные параметры

Любая резьба характеризуется двумя параметрами:

диаметром (D);
шагом (P) — расстоянием от одного витка до другого.

Они определяются ГОСТ 1973257-73. Нормальным считается крупный шаг, но ему соответствует несколько более мелких. Малый шаг используют при нанесении на тонкостенные изделия (трубы с тонкой стенкой). Также делают мелкий виток если нанесенная резьба — способ подстройки каких-либо параметров. Также малый шаг между витками делают для повышения герметичности соединения и для преодоление явления самовывинчивания детали. В остальных случаях нарезается стандартный (крупный) шаг.

Типы резьбы и ее основные характеристики

Видов резьбы много, так как каждая имеет свои особенности формирования, диаметр отверстия под резьбу в каждом случае отличается. Все они прописаны в ГОСТах, но чаще всего используют треугольную метрическую и коническую метрическую резьбу. Дальше говорить будем о них.

Треугольную резьбу мы обычно наблюдаем на болтах и других подобных крепежных элементах, коническую — на большинстве сантехнических изделий, предполагающих разъемное соединение.

Приспособления

Для нанесения резьбы своими руками используют небольшие приспособления:

плашки (их еще называют лерки) для нанесения витков снаружи (обычно на трубу или металлический прут (штырь);
метчики — для внутренней (вот под них предварительно требуется делать отверстие).

Выполнены все эти приспособления сплавов, отличающихся повышенной прочностью и стойкостью к истиранию. На их поверхности нанесены желобки и канавки, при помощи которых получается их зеркальное отображение на обрабатываемой детали.

Любой метчик или плашка промаркированы — на них нанесена надпись, обозначающая тип резьбы, которую данное устройство нарезает — диаметр и шаг. Вставляются они в держатели — воротки и плашкодержатели — закрепляются там при помощи винтов. Зажав приспособление для нарезки резьбы в держателе, его надевают/вставляют в то место, где требуется сделать разъемное соединение. Прокручивая устройство, формируют витки. От того, насколько правильно выставлено устройство в начале работы зависит ровно ли «лягут» витки. Потому первые обороты делайте стараясь удерживать конструкцию ровно, не допуская сдвигов и перекосов. После того, как сделано несколько оборотов, процесс пойдет проще.

Вручную можно нарезать резьбу малого или среднего диаметра. Сложные типы (двух- и трехходовые) или работа с большими диаметрами руками невозможна — слишком большие усилия требуются. Для этих целей используется специальное механизированное оборудование — на токарные станки с закрепленными на них метчиками и плашками.

Как нарезать правильно

Наносить резьбу можно на практически любые металлы и их сплавы — сталь, медь, алюминий, чугун, бронзу, латунь и т.д. Не рекомендуют делать ее на каленом железе — оно слишком жесткое, при работе будет крошиться и качественных витков добиться не удастся, а значит, соединение будет ненадежным.

Инструмент для работы

Подготовка

Работать надо на чистом металле — удалить ржавчину, песок и другие загрязнения. Затем место, где будет наносится резьба, необходимо смазать (кроме чугуна и бронзы — с ними надо работать «на сухую»). Для смазки есть специальная эмульсия, но если ее нет, можно использовать размоченное мыло. Также можно использовать другие смазки:

льняное масло для стали и латуни;
скипидар для меди;
керосин — для алюминия.

Часто можно услышать советы использовать при нарезании резьбы машинное или минеральное масло или даже сало. Они работают неплохо, но специалисты говорят, что лучше этого не делать — стружка будет прилипать к вязкой субстанции, что приведет к быстрому износу метчика или плашки.

Процесс нарезки

При нарезке наружной резьбы плашку размещают строго перпендикулярно к поверхности трубы или прута. При работе она не должна вилять, иначе витки получатся неровными и соединение будет некрасивым и ненадежным. Особенно важны первые витки. От того, как они «лягут» зависит не будет ли затем соединение с перекосом.

Нанося внутреннюю резьбу, деталь фиксируют неподвижно. Если это небольшой кусок, его можно зажать в тисках. Если большая пластина — обеспечьте ее неподвижность доступными методами, например, зафиксировав брусками. М

Метчик в отверстие вставляют так, чтобы его ось была параллельна оси отверстия. С небольшим усилием, понемногу, начинают крутить в заданном направлении. Как только почувствуете что сопротивление усилилось, выкручиваете метчик обратно и очищаете его от стружки. После чистки процесс продолжают.

Процесс нарезки в фото

При нарезании резьбы в глухом отверстии, его глубина должна быть немного больше требуемой — в этот излишек должен входить кончик метчика. Если конструктивно такое невозможно, у метчика отрезают кончик. При этом к дальнейшей эксплуатации он не пригоден, но другого выхода нет.

Для того чтобы витки получились качественными, используют два метчика или плашки — черновую и чистовую. Первый проход делают черновой, второй — чистовой. Также есть комбинированные устройства для нанесения резьбы. Они позволяют сделать все за один проход.

Еще один практический совет: чтобы стружка не попадала в рабочую зону, при нарезании делают один полный оборот по часовой стрелке, затем пол оборота против. После этого возвращают инструмент в то место, где остановились и снова делают один оборот. Так продолжают до требуемой длины.

Таблицы выбора диаметра сверла под резьбу

При выполнении внутренней резьбы под нее предварительно сверлится отверстие. Оно не равно диаметру резьбы, так как при нарезании часть материала не удаляется в виде стружки, а выдавливается, увеличивая размер выступов. Потому перед нанесением необходимо выбрать диаметр сверла под резьбу. Это можно сделать по таблицам. Они есть для каждого типа резьбы, но приведем наиболее популярные — метрическую, дюймовую, трубную.

Метрическая резьба			Дюймовая резьба			Трубная резьба
Диаметр резьбы, дюймы	Шаг резьбы, мм	Диаметр сверла, мм	Диаметр резьбы, дюймы	Шаг резьбы, мм	Диаметр сверла, мм	Диаметр резьбы, дюймы	Диаметр отверстия под резьбу, мм
M1	0.25	0,75	3/16	1.058	3.6	1/8	8,8
M1,4	0,3	1,1	1/4	1.270	5.0	1/4	11,7
M1.7	0,35	1,3	5/16	1.411	6.4	3/8	15,2
M2	0,4	1,6	3/8	1.588	7.8	1/2	18,6
M2.6	0,4	2,2	7/16	1.814	9.2	3/4	24,3
M3	0,5	2,5	1/2	2,117	10,4	1	30,5
M3,5	0,6	2,8	9/16	2,117	11,8	-	-
M4	0,7	3,3	5/8	2,309	13,3	11/4	39,2
M5	0,8	4,2	3/4	2,540	16,3	13/8	41,6
M6	1,0	5,0	7/8	2,822	19,1	11/2	45,1
M8	1,25	6,75	1	3,175	21,3	-	-
M10	1,5	8,5	11/8	3,629	24,6	-	-
M12	1,75	10,25	11/4	3,629	27,6	-	-
M14	2,0	11,5	13/8	4,233	30,1	-	-
M16	2,0	13,5	-	-	-	-	-
M18	2,5	15,25	11/2	4,33	33,2	-	-
M20	2,5	17,25	15/8	6,080	35,2	-	-
M22	2,6	19	13/4	5,080	34,0	-	-
M24	3,0	20,5	17/8	5,644	41,1	-	-

Еще раз обращаем ваше внимание что диаметр сверла под резьбу дан для крупной (стандартной резьбы).

Таблица диаметров прута для наружной резьбы

При работе в наружной резьбой ситуация очень похожая — част металла выдавливается, а не срезается. Потому диаметр прута или трубы, на который наносится резьба, должен быть немного меньше. Насколько точно — смотрите в таблице ниже.

Как правильно нарезать резьбу метчиком: алгоритм, рекомендации, таблицы размеров

Вопрос о том, как нарезать резьбу метчиком, возникает в тех случаях, когда предварительно выполненное отверстие необходимо подготовить для размещения в нем болта, винта, шпильки и резьбового крепежного элемента любого другого типа. Именно метчик в подобных ситуациях является основным инструментом, позволяющим быстро и точно нарезать внутреннюю резьбу с требуемыми геометрическими параметрами.

Ручная нарезка внутренней резьбы выполняется слесарными метчиками в комплекте с воротком

Разновидности и сферы применения метчиков

Нарезание внутренней резьбы может выполняться вручную или с использованием станков различного типа (сверлильных, токарных и др.). Рабочими инструментами, которые выполняют основную работу по нарезанию внутренней резьбы, являются машинно-ручные или машинные метчики.

На различные виды метчики делят в зависимости от целого ряда параметров. Общепринятыми считаются следующие принципы классификации метчиков.

По способу приведения во вращение различают машинно-ручные и машинные метчики, при помощи которых осуществляется нарезка внутренней резьбы. Машинно-ручные метчики, оснащенные квадратным хвостовиком, используют в комплекте со специальным приспособлением с двумя ручками (это так называемый вороток, держатель метчиков). При помощи такого приспособления метчик приводится во вращение и нарезает резьбу. Нарезка резьбы метчиком машинного типа осуществляется на металлорежущих станках различного типа, в патроне которых такой инструмент и фиксируется.
По способу, которым нарезают внутреннюю резьбу, различают универсальные (проходные) и комплектные метчики. Рабочая часть первых разделена на несколько участков, каждый из которых отличается от остальных своими геометрическими параметрами. Участок рабочей части, который первым начинает взаимодействовать с обрабатываемой поверхностью, выполняет черновую обработку, второй – промежуточную, а третий, расположенный ближе к хвостовику, – чистовую. Для нарезки резьбы комплектными метчиками требуется использование нескольких инструментов. Так, если комплект состоит из трех метчиков, то первый из них предназначен для выполнения черновой обработки, второй – для промежуточной, третий – для финишной. Как правило, комплект метчиков для нарезания резьбы определенного диаметра включает в себя три инструмента, но в отдельных случаях, когда обработке подвергаются изделия, изготовленные из особо твердого материала, могут использоваться наборы, состоящие из пяти инструментов.
По типу отверстия, на внутренней поверхности которого необходимо нарезать резьбу, различают метчики для сквозных и глухих отверстий. Инструмент для обработки сквозных отверстий характеризуется удлиненным конусным кончиком (заходом), который плавно переходит в рабочую часть. Такую конструкцию чаще всего имеют метчики универсального типа. Процесс нарезания внутренней резьбы в глухих отверстиях осуществляется метчиками, конусный кончик которых срезан и выполняет функцию простейшей фрезы. Такая конструкция метчика позволяет нарезать с его помощью резьбу на всю глубину глухого отверстия. Для нарезания резьбы данного типа, как правило, используется комплект метчиков, приводимых во вращение вручную, при помощи воротка.
По конструкции рабочей части метчики могут быть с прямыми, винтовыми или укороченными стружкоотводящими канавками. Следует иметь в виду, что использовать метчики с канавками различного типа можно для нарезания резьбы в изделиях из относительно мягких материалов – углеродистых, низколегированных стальных сплавов и др. Если же резьбу необходимо нарезать в деталях, изготовленных из очень твердых или вязких материалов (нержавеющих, жаропрочных сталей и др.), то для этих целей используют метчики, режущие элементы которых располагаются в шахматном порядке.

Хороший метчик сделан из качественной инструментальной стали, выглядит аккуратно и имеет ровно проточенные витки и канавки

Метчики, как правило, применяются для нарезания метрической резьбы, но есть инструменты, с помощью которых нарезают трубную и дюймовую внутреннюю резьбу. Кроме того, различаются метчики и по форме своей рабочей поверхности, которая может быть цилиндрической или конической.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Для того чтобы процесс нарезания внутренней резьбы при помощи метчика не вызывал особых затруднений и завершился качественным результатом, необходимо правильно подготовиться к этой технологической операции. Все способы нарезания резьбы при помощи метчика предполагают, что в обрабатываемой детали уже выполнено отверстие с соответствующим диаметром. Если внутренняя резьба, которую необходимо нарезать, имеет стандартный размер, то для определения диаметра подготовительного отверстия может быть использована специальная таблица с данными по ГОСТу.

Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу

В том случае, если резьба, которую надо нарезать, не относится к категории стандартных, рассчитать диаметр отверстия для ее выполнения можно по универсальной формуле. Прежде всего необходимо изучить маркировку метчика, в которой в обязательном порядке указываются тип нарезаемой резьбы, ее диаметр и шаг, измеряемые в миллиметрах (для метрических). Затем, чтобы определить размер поперечного сечения отверстия, которое надо просверлить для резьбы, достаточно от ее диаметра вычесть шаг. Например, если для нарезания нестандартной внутренней резьбы будет использоваться инструмент с маркировкой М6х0,75, то диаметр подготовительного отверстия рассчитывается следующим образом: 6 – 0,75 = 5,25 мм.

Для стандартных резьб, относящихся к категории дюймовых, также существует таблица, позволяющая правильно выбрать сверло, с помощью которого выполняют подготовительные работы.

Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу

Важным для получения качественного результата является вопрос не только о том, чем нарезают резьбу, но и о том, каким сверлом выполнять подготовительное отверстие. Выбирая сверло, необходимо обращать внимание на параметры и качество его заточки, а также на то, чтобы оно вращалось в патроне используемого оборудования без биения.

Угол заточки режущей части подбирается в зависимости от того, какой твердостью обладает материал, который необходимо сверлить. Чем выше твердость материала, тем больше должен быть угол заточки сверла, но это значение не должно превышать 140°.

При высверливании глухих отверстий контролируем глубину сверления

Как правильно нарезать резьбу? Для начала надо подобрать инструменты и расходные материалы:

электрическую дрель или сверлильный станок, способные работать на низких оборотах;
сверло, диаметр которого рассчитывается или подбирается по справочным таблицам;
сверло или зенковку, при помощи которых с края подготовленного отверстия будет сниматься фаска;
комплект метчиков соответствующего размера;
ручной держатель для метчиков (вороток);
слесарные тиски (если изделие, в котором надо нарезать резьбу, необходимо зафиксировать);
керн;
молоток;
машинное масло или другой состав, которым в процессе обработки необходимо смазывать как метчик, так и нарезаемый им участок резьбы;
ветошь.

Схема нарезки резьбы метчиком

Особенности технологии

При нарезании внутренней резьбы метчиком руководствуются следующим алгоритмом.

В том месте на поверхности обрабатываемой детали, где будет сверлиться отверстие для нарезки резьбы, необходимо сформировать углубление для более точного захода сверла, используя керн и обычный молоток. Сверло фиксируется в патроне электродрели или сверлильного станка, на которых выставляются невысокие обороты вращения инструмента. Перед началом сверления режущую часть сверла необходимо обработать смазывающим составом: смазанный инструмент легче входит в структуру обрабатываемого материала и создает меньшее трение в зоне выполнения обработки. Смазывать сверло можно кусочком обычного свиного сала или солидолом, а при обработке вязких материалов для этих целей используют машинное масло.
Если нарезать резьбу необходимо в деталях небольшого размера, их следует предварительно зафиксировать, используя для этого слесарные тиски. Начиная сверление, инструмент, зафиксированный в патроне оборудования, надо расположить строго перпендикулярно к поверхности обрабатываемой детали. Следует регулярно смазывать метчик и следить за тем, чтобы он не перекашивался и двигался строго в заданном направлении.
На входе в выполненное отверстие, как уже говорилось выше, надо снять фаску, глубина которой должна составлять 0,5–1 мм (в зависимости от диаметра отверстия). Для этой цели можно использовать сверло большего диаметра или зенковку, установив их в патроне сверлильного оборудования.
Процесс нарезания внутренней резьбы начинается с метчика №1, который первым устанавливается в вороток. Не следует забывать о смазке, которая обязательно должна быть нанесена на метчик для нарезания резьбы. Положение метчика относительно обрабатываемого отверстия надо выставить в самом начале работы, так как потом, когда инструмент будет находиться уже внутри отверстия, сделать это не получится. Нарезая резьбу метчиком, необходимо придерживаться следующего правила: 2 оборота метчика делается по ходу нарезания резьбы, 1 – против хода. Когда метчиком делается один оборот назад, с его режущей части сбрасывается стружка и уменьшается нагрузка на него. Нарезание резьбы плашкой выполняется по аналогичной методике.
Нарезав резьбу метчиком №1, в вороток устанавливают инструмент №2, а после него – №3. Обработка ими выполняется по вышеописанной методике. При нарезании резьбы метчиками и плашками необходимо чувствовать, когда инструмент начинает вращаться с усилием. Как только наступает такой момент, следует провернуть вороток в обратную сторону, чтобы сбросить стружку с режущей части инструмента.

Чем тверже обрабатываемый материал, тем обильнее надо смазывать метчик в процессе нарезки резьбы

Прежде чем выполнять внутреннюю резьбу при помощи метчика или нарезать резьбу плашкой на наружных поверхностях, следует хорошо изучить эти процедуры и строго следовать правилам их проведения. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что результат удовлетворит вас своим качеством и точностью.

Как правильно нарезать резьбу метчиком

Метчик – инструмент, с помощью которого можно быстро и точно нарезать резьбу в подготовленном отверстии. Это стержень, разделенный на рабочую часть и хвостовик. Хвостовик служит для фиксации в воротке или патроне станка. Удаление стружки обеспечивают продольные или винтовые канавки, находящиеся на режущей части. Для изготовления этого инструмента используют углеродистые или быстрорежущие стали. Чтобы качественно нарезать внутреннюю резьбу, необходимо знать, как правильно выбрать метчик и подготовить отверстие.

Разновидности инструмента

Подходящий инструмент выбирают, в зависимости от особенностей обрабатываемого материала, требуемой производительности и других параметров. С помощью метчиков разных типов можно нарезать метрическую или дюймовую внутреннюю резьбу с цилиндрическим или коническим профилем.

По способу ведения процесса различают модели:

Проходные (универсальные). Их рабочая часть состоит из трех зон. Первая выполняет черновую нарезку, вторая – промежуточную, третья – чистовую.
Комплектные. Для выполнения полного комплекса работ используют несколько инструментов – для черновой, промежуточной и чистовой нарезки. Комплекты состоят из трех метчиков, реже – из двух (для черновой и чистовой обработки). Для обработки особо прочных металлов используют комплекты с 5 инструментами.

Инструмент изготавливают двух типов: для обработки отверстия вручную или с помощью металлорежущего оборудования.

Машинно-ручной. Имеет квадратный хвостовик. Работает в комплекте с держателем с двумя ручками – воротком.
Машинный. Устанавливается в патрон металлообрабатывающих станков различных типов.

Для нарезки резьбы в непроходных и сквозных отверстиях применяют метчики разных конструкций:

Для непроходных отверстий используют комплектный инструмент без конусного кончика. Работа обычно выполняется воротком.
В сквозных отверстиях резьбу изготавливают метчиками с конусообразным кончиком. Чаще всего это разновидности инструмента универсального типа.

Каналы для отведения стружки имеют различные формы: прямую, винтовую, укороченную.

Для обработки материалов невысокой твердости подходят стружкоотводящие каналы любых форм. Чтобы метчиком нарезать резьбу в материалах высокой твердости, таких как нержавеющая и жаропрочная стали, применяют только инструмент, в котором режущие сегменты имеют шахматное расположение.

Как правильно определить диаметр отверстия?

Перед тем как нарезать резьбу, изготавливают отверстие, диаметр которого определяют по стандартизированным таблицам. Если подготовить отверстие, сечение которого меньше рекомендованной величины, инструмент выйдет из строя, если больше – результат будет некачественным.

Таблица соответствия метрических резьб и диаметров отверстий для них

Обозначение резьбы	Диаметр, мм	Обозначение резьбы	Диаметр, мм	Обозначение резьбы	Диаметр, мм
М 2	1,6	М 8	6,7	М 22	19,4
М 2.2	1,75	М 9	7,7	М 24	20,9
М 2.5	2,05	М 10	8,5	М 27	23,9
М 3	2,5	М 11	9,5	М 30	26,4
М 3.5	2,9	М 12	10,2	М 33	29,4
М 4	3,3	М 14	12,0	31,9
М 5	4,2	М 16	14,0	М 39
М 6	5,0	М 18	15,4	М 42	37,4
М 7	6,0	М 20	17,4	М 45	40,4

Таблица соответствия дюймовых резьб и диаметров отверстий для них

Размер резьбы, дюймы	Диаметр, мм	Размер резьбы, дюймы	Диаметр, мм
1/8	8,8	7/8	28,1
1/4	11,7	1	30,5
3/8	15,2	1 1/8	35,2
1/2	18,9	1 1/4	39,2
5/8	20,7	1 3/8	41,6
3/4	24,3	45,2

Этапы нарезания резьбы машинно-ручным метчиком

Порядок производства работ:

Первый шаг – разметка в соответствии с чертежами.
По отметкам производят кернение остро заточенным керном.
Сверлят со средним нажимом на невысоких оборотах. Дрель должна находиться под прямым углом к поверхности. Перед началом работ сверло смазывают. Если глубина отверстия большая, то смазывание производят не только перед началом, но и во время работы. Глубина глухого отверстия должна быть несколько больше, чем нарезаемая длина. При отсутствии запаса резьба может получиться неполной.
Повысить качество результата позволяет обработка зенкером, которая уменьшает конусность и обеспечивает параллельность боковых поверхностей.
Метчик закрепляют в воротке, кончик его смазывают и вставляют в отверстие строго под прямым углом к поверхности. Делают первый оборот, несильно нажимая сверху на вороток. После первого оборота вперед следует сделать половину оборота назад для удаления стружки. Особую осторожность соблюдают при использовании универсального инструмента – он хрупкий и его легко повредить. Проще работать с комплектными моделями.

Полезные советы

Чтобы правильно нарезать резьбу в металлах с низкой твердостью и высокой вязкостью, таких как алюминий, сплавы на его основе, медь, баббиты, метчик рекомендуется периодически вынимать для очистки каналов от налипшей стружки.
При использовании комплектных моделей следует использовать полный набор. Пропуск чернового инструмента не ускоряет, а замедляет нарезание. Такое нарушение технологии приводит к снижению качества результата, а иногда и к выходу метчика из строя.
Для предотвращения перекоса метчика через 2-3 нити проверяют вертикальность его положения с помощью угольника. Такая предосторожность особенно актуальна для глухих и мелких отверстий.

Процесс необходимо вести с применением жидкостей, предназначенных для смазки и охлаждения:

в стальных элементах применяют эмульсии, льняное масло, олифу;
в изделиях из алюминия и его сплавов – керосин;
при обработке меди – скипидар.

Нарезать резьбу в деталях из чугуна или бронзы можно без применения смазки.

Нарезание резьбы на токарном станке – резцы, метчики, плашки, головки и гребенки

Нарезание резьбы на токарном станке относится к тем операциям, для которых могут быть использованы различные инструменты. Решают эту задачу чаще всего с помощью резца. Помимо него используют также метчики, плашки, рабочие головки специального назначения. Кроме того, на токарных станках такую операцию можно выполнять по технологии накатки.

Процесс нарезания резьбы на токарном станке резцом

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

При нарезании резьбы на заготовке, установленной на токарном станке, с помощью резца такой процесс выглядит следующим образом: инструмент, перемещающийся вдоль оси вращающейся детали (движение подачи), своей заостренной вершиной прочерчивает на ее поверхности линию винтового типа. Характерным параметром винтовой линии, формируемой резцом на поверхности заготовки, является угол ее подъема или увеличения. Величина данного угла, измеряемого между касательной, расположенной к винтовой линии, и плоскостью, которая перпендикулярна оси вращения детали, определяется:

величиной подачи режущего инструмента, перемещающегося вдоль оси заготовки;
частотой, с которой вращается деталь.

Не менее важным параметром винтовой линии является ее шаг, который характеризует расстояние между ее соседними витками. Измеряется это расстояние по оси обрабатываемой детали.

Перемещаясь вдоль оси вращающейся заготовки, резец врезается в нее и создает винтовую поверхность, которую и принято называть резьбой. Элементы с резьбовой поверхностью используют для решения различных задач: обеспечения перемещения элементов друг относительно друга, их сочленения и уплотнения формируемых соединений.

Наиболее распространенные виды профиля резьбы: а — треугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, г — упорная, д – круглая

Поверхность заготовки с резьбой может быть цилиндрической и конической. На характеристики резьбового соединения значительное влияние оказывает профиль резьбы, то есть ее контур в плоскости. Выделяют профили:

треугольные;
трапецеидальные;
прямоугольные;
упорные;
круглые.

Резьба на поверхности детали может быть сформирована одной винтовой ниткой (однозаходная) или несколькими (многозаходная). Если нарезают несколько винтовых ниток, то их располагают эквидистантно по отношению друг к другу.

Посчитать количество ниток можно в начале резьбовой поверхности. Многозаходная резьба, кроме шага, характеризуется таким параметром, как ход. Это расстояние, измеряемое между двумя однотипными точками двух соседних витков, которые сформированы одной ниткой. Измеряется такое расстояние по линии, располагающейся параллельно оси резьбовой детали. У однозаходной резьбы, сформированной одной ниткой, ход равен шагу, а для многозаходной его можно вычислить, если умножить шаг на количество заходов.

Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ

Применение резцов

Для нарезания резьбы с помощью токарного станка необходимы резьбонарезные резцы. Изготавливаются они из быстрорежущей стали, а требования к их характеристикам оговариваются соответствующим ГОСТом (18876-73). По конструкции такие резцы подразделяются на следующие типы:

призматические;
стержневые;
круглые (дисковые).

Винтовая резьбовая канавка на поверхности заготовки нарезается резцом отогнутой или прямой формы, а для формирования резьбы внутреннего типа требуются прямые и изогнутые инструменты, которые фиксируют в специальной оправке. Вершина токарного резца, которой и выполняется нарезание витков, должна иметь конфигурацию, полностью соответствующую профилю формируемой резьбы.

Резцы для нарезания резьбы: а — стержневой; б — призматический многопрофильный; в — призматический однопрофильный; г — дисковый многопрофильный; д — дисковый однопрофильный; е — дисковый для внутренней резьбы; α — задний угол; γ — передний угол; φ — угол заборного конуса; h — высота установки оси резца

При формировании резьбы резцом следует учитывать ряд особенностей такой технологии.

Передний угол токарного инструмента для нарезания резьбы зависит от характеристики материала, подвергаемого обработке. Выбирать такой угол можно в достаточно широких пределах: 0–25 0 . Так, если резьба с помощью станка нарезается на заготовках из обычных сталей, передний угол должен составлять 0 градусов, для высоколегированных сталей, которые хорошо противостоят температурным нагрузкам, передний угол может составлять 5–10 0 . Он может быть тем больше, чем выше вязкость материала, и тем меньше, чем выше твердость и хрупкость металла, из которого выполнена обрабатываемая на станке заготовка.
Вершина токарного резца, которая формирует винтовую линию на заготовке, должна иметь форму, идентичную профилю резьбы.
Задние боковые углы инструмента выбираются такими, чтобы поверхности резца, которыми они сформированы, не терлись о только что сформированную винтовую канавку. Обычно эти углы с обеих сторон токарного резца делают одинаковыми. Если угол подъема, которым характеризуется резьба, составляет менее 4 градусов, то такие углы выбирают в пределах 3–5 0 , если больше 4 0 , то 6–8 градусов.
Резьбу внутреннего типа нарезают в уже подготовленных отверстиях, которые получены расточкой или сверлением.

Заготовки, которые сделаны из стали, обрабатывают на токарном станке при помощи инструментов с пластинами, выполненными из твердых сплавов Т15К6, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Если деталь изготовлена из чугуна, то для нарезания резьбы на ней используют инструмент с пластинами из следующих марок твердых сплавов: ВК4, В2К, ВК6М, ВК3М.

Технология использования метчиков и плашек

При помощи метчиков, представляющих собой винт с несколькими продольными канавками, которые формируют режущие кромки и способствуют отводу стружки, на токарном станке нарезают преимущественно метрические резьбы в отверстиях небольшого диаметра. Если для нарезания резьбы используются машинные метчики, то операция выполняется за один проход.

Машинные метчики отличаются от обычных тем, что они состоят из двух частей – заборной и калибровочной. Если для нарезания резьбы с помощью токарного станка используются обыкновенные метчики, то технология выполнения этого процесса предполагает применение набора инструментов. Набор для нарезания внутренней резьбы включает в себя три типа метчиков: черновой, который выполняет 60% работы, получистовой (30%), чистовой (10%). Иногда в таком наборе может быть два инструмента: черновой, выполняющий 75% работы, и чистовой, на который приходится 25% работы. Чтобы отличить черновой метчик от чистового, достаточно посмотреть на его заборную часть: она у него значительно длиннее, чем у чистового.

Конструкция метчика для нарезания резьбы

Скорость нарезания резьбы на токарном станке с использованием метчиков может быть достаточно высокой:

6–22 м в минуту – для деталей, изготовленных из чугуна, бронзы и алюминия;
5–12 м в минуту – для стальных заготовок.

При помощи плашек, представляющих собой кольцо с внутренней резьбой и несколькими стружечными канавками, наружную резьбу делают на винтах, болтах и шпильках. Поверхность детали должна быть предварительно обточена на величину требуемого диаметра, который обязательно должен учитывать допуск:

0,14–0,28 мм – для резьбы, диаметр которой составляет 20–30 мм;
0,12–0,24 мм – для резьбы с диаметром 11–18 мм;
0,1–0,2 мм – для резьбы, имеющей диаметр 6–10 мм.

Плашки, которыми нарезается наружная резьба, закрепляются в специальном патроне (плашкодержателе), расположенном в пиноли задней бабки токарного станка.

Плашки для нарезания резьбы

Используя плашки, резьбу нарезают со следующими скоростями (их настройка также учитывает минимальный износ инструмента в ходе работы):

10–15 м в минуту – на изделиях, выполненных из латуни;
2–3 м в минуту – на чугунных деталях;
3–4 м в минуту – на заготовках из стали.

Чтобы плашка беспрепятственно зашла на деталь, на торце последней снимают фаску, по высоте совпадающую с высотой профиля резьбы.

Применение резьбонарезных головок

При нарезании резьбы с применением токарных станков к специальным головкам обращаются значительно реже, чем к вышеописанным инструментам. Использоваться такие головки могут для нарезания резьбы любого типа. Их рабочими элементами являются гребенки: призматические применяются, когда нужно нарезать внутреннюю резьбу, для нарезания наружной необходимы радиальные, круглые и тангенциальные. Особенность таких головок заключается в том, что их рабочие органы автоматически расходятся при совершении обратного хода, таким образом, они не контактируют с только что нарезанной резьбой.

Гребенки для нарезания резьбы

Гребенки для нарезания внутренней резьбы (их количество в комплекте может быть различным) выполняются с заходным конусом. При нарезании наружной резьбы преимущественно используются гребенки круглого типа, которые отличаются простотой своей конструкции. Кроме того, гребенкам такого типа свойственна высокая стойкость, их можно неоднократно перетачивать, приводя их геометрические параметры к первоначальным значениям.

В том случае, если на токарном станке необходимо нарезать винтовую поверхность на червяках или винтах, отличающихся большой длиной, то резьбонарезные головки фиксируют на суппорте станка, что способствует повышению производительности технологического процесса. Оснащаться такие головки могут как обычными резцами, так и инструментом чашечного типа.

Понять технологию нарезания резьбы при помощи токарного станка можно по видео, на котором хорошо видно, как осуществляется этот процесс. Ниже приведено несколько видео, на которых запечатлен процесс изготовления резьбы разными способами.

Диаметр отверстия под метрическую резьбу: таблица размеров по ГОСТ

Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.

Диаметр резьбы и проходное отверстие должны соответствовать стандартам, иначе канавки выйдут слишком маленькие и резьбовое соединение будет ненадежным

Разновидности и параметры резьбы

Параметрами, по которым резьбу разделяют на различные типы, являются:

единицы исчисления диаметра (метрическая, дюймовая и др.);
количество заходов ниток (одно-, двух- или трехзаходная);
форма, в которой выполнены элементы профиля (треугольная, прямоугольная, круглая, трапециевидная);
направление подъема витков (правая или левая);
место размещения на изделии (наружная или внутренняя);
форма поверхности (цилиндрическая или коническая);
назначение (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая).

Параметры метрической резьбы

В зависимости от вышеперечисленных параметров различают следующие виды резьбы:

цилиндрическая, которая обозначается буквами MJ;
метрическая и коническая, обозначаемые соответственно M и MK;
трубная, для обозначения которой используются буквы G и R;
с круглым профилем, названная в честь Эдисона и маркируемая буквой E;
трапецеидальная, обозначаемая Tr;
круглая, используемая для монтажа сантехнической арматуры, – Кр;
упорная и упорная усиленная, маркируемые как S и S45 соответственно;
дюймовая резьба, которая также может быть цилиндрической и конической, – BSW, UTS, NPT;
используемая для соединения труб, монтируемых в нефтяных скважинах.

Типы резьбы по ГОСТ-ам

Применение метчика

Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.

Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.

Метчик: конструкция и параметры

Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.

Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.

Разновидности метчиков для резьбы и их отличия

Минимальный комплект метчиков

Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.

Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.

Некоторые разновидности воротков для метчиков

При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.

Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.

Комплект из трех метчиков

Метчики используются преимущественно для нарезания резьбы метрического типа. Значительно реже, чем метрические, применяются метчики, предназначенные для обработки внутренних стенок труб. Они в соответствии со своим назначением называются трубными, а отличить их можно по букве G, присутствующей в их маркировке.

Технология нарезания внутренней резьбы

Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.

Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.

Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу

Таблица 2. Диаметры отверстий под дюймовые резьбы

Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.

Ознакомиться с положениями ГОСТ, регламентирующими нарезание метрической резьбы, можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:

Д_о = Д_м х 0,8, где:

Д_о – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,

Д_м – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.

Схема нарезания внутреней резьбы метчиком

Воротки, в которые вставляется резьбовой метчик, могут иметь простейшую конструкцию или оснащаться трещоткой. Работать такими приспособлениями с зафиксированными в них инструментами следует очень аккуратно. Чтобы получить качественную и чистую резьбу, вращение метчика по часовой стрелке, совершаемое на пол-оборота, необходимо чередовать с его проворачиванием на одну четвертую оборота против хода резьбы.

Резьба будет нарезаться значительно легче, если в процессе выполнения этой процедуры использовать смазку. Роль такой смазки при нарезании резьбы в изделиях из стали может играть олифа, а при обработке алюминиевых сплавов – спирт, скипидар или керосин. Если таких технических жидкостей нет под рукой, то для смазки метчика и нарезаемой резьбы можно использовать обычное машинное масло (однако оно обладает меньшим эффектом, чем перечисленные выше вещества).

Читайте также: