Виды резьбы по металлу на токарном станке

Обновлено: 17.05.2024

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.

Инструмент для нарезания резьбы

Резьбовой тип соединения на сегодняшний день получил самое широкое распространение. Он применяется в машиностроении и других сферах производства, характеризуется высокой надежностью и простой в изготовлении. При желании можно провести нарезание витков при помощи специальных инструментов, которые характеризуются практичностью и универсальностью в применении.

Инструмент для нарезания резьбы

Общая информация о резьбонарезании

Выбирая инструмент для нарезания резьбы следует учитывать особенности резьбовых поверхностей. К ним можно отнести следующие моменты:

Нарезание витков проводится механическим путем при применении специального оборудования. При снятии металла образуются канавки и витки, которые идеально сочетаются с поверхностью второго элемента.
Все применяемые инструменты для нарезания резьбы и технологии можно условно разделить на две категории: ручные и автоматизированные. На протяжении длительного периода использовали станки токарно-винторезной группы.
На момент использования ручных инструментов при резьбонарезании нужно использовать смазку. Она существенно продлевает срок службы приспособлений, упрощает сам процесс резьбонарезания.

Нарезание резьбы разными видами плашек

Стоит учитывать, что ручные варианты исполнения имеют внутреннюю поверхность, которая и определяет размеры витков и шах их расположения. В случае обработки на токарно-винторезном станке, параметры будущей резьбовой поверхности определяются подачей и скоростью перемещения суппорта.

Фасонные резцы для нарезания резьбы

При использовании токарно-винторезного оборудования для нарезания резьбы следует подобрать наиболее подходящий резец. Производители выпускают специальные варианты исполнения резцов для нарезки резьбы, которые характеризуются своими определенными особенностями:

При производстве создается режущая часть определенной формы. За счет этого образуется канавка требуемой формы.
Режущая часть изготавливается из инструментальной стали, которая подвергается закалке. За счет этого при работе исключается вероятность быстрого износа режущей кромки.
Применение рассматриваемого метода позволяет обрабатывать поверхности крупных заготовок.

В производственных цехах часто используется именно токарно-винторезный станок, так как плашек и метчиков для работы с заготовками большого диаметра практически нет. Кроме этого, при резьбонарезании возникает серьезная нагрузка.

Резьбовые гребенки для повышения производительности труда

Некоторые инструмент для нарезки резьбы характеризуются высокой эффективностью при применении. Примером можно назвать резьбовые гребенки, которые можно использовать для получения витков практически любых размеров. Их достоинствам можно отнести следующие моменты:

Простая конструкция.
Универсальность в применении.
Высокая эффективность.
Технологичность.

Гребенки представлены многониточными фасонными резцами, которые бывают призматического, круглого и стержневого типа. Чаще всего они применяются для нарезания резьбы с мелким шагом и небольшой высотой профиля.

Метчики, плашки и головки для резьбонарезания

Наибольшее распространение получили ручные инструменты для резьбонарезания. Они могут применяться в промышленности и быту.

Наибольшее распространение получили следующие варианты исполнения:

Подобные инструменты применяются для изготовления болтов и шпилек. Подобное изделие представляет собой шайбу круглой формы, внутри которой выступает несколько ребер. Внешняя резьба может формироваться и калиброваться всего за один проход. В продаже встречаются различные варианты исполнения инструментов, при изготовлении применяется закаленная инструментальная сталь.
Метчики используются для получения внутренней резьбы. Он также изготавливается при применении закаленной инструментальной стали, которая характеризуется высокой износоустойчивостью. Метчик имеет форму стержня, рабочая часть которого имеет несколько впадин и выступающих граней. За счет этого существенно упрощается процесс резьбонарезания.
Специальные головки также могут применяться для проведения рассматриваемой работы. Они могут иметь различные размеры, применяются в паре со специальной державкой.

Метчики Плашки для нарезания резьбы Головка для резьбонарезания

Стоимость ручных инструментов невысокая, при этом они характеризуются высокой эффективностью в применении.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Рекомендации по нарезанию витков на водопроводной трубе во многом связаны с тем, какая именно технология применяется. Ручной инструмент для нарезания наружной резьбы должен применяться с учетом следующей информации:

Нужно применять смазывающие вещества, которые добавляются в зону резания для снижения степени износа режущей кромки.
На момент работы нужно следить за тем, чтобы инструмент был расположен строго перпендикулярно заготовке. При его смещении витки могут быть расположены друг относительно друга неправильно.
При резьбонарезаии уделяется внимание тому, чтобы с зоны резания своевременно удалялась стружка.

Нарезание резьбы на водопроводной трубе

Рассматриваемая работа может проводится и в бытовых условиях.

Работа плашкой

Плашки применяются для обработки наружной цилиндрической поверхности. Среди особенностей ее применения можно отметить следующие моменты:

Заготовка закрепляется в тисках. Во время работы она должна находится в неподвижном состоянии.
Перед применением инструмента режущая кромка и обрабатываемая поверхность смазываются маслом.
Как правило, на торцевой поверхности создается небольшая фаска. Она упрощает процесс навинчивания плашки на обрабатываемую поверхность.
Во время работы нужно уделить внимание тому, чтобы плашка не смещалась. Из-за этого резьба может нарезаться неравномерно, ход плашки становится более тяжелым.
На 2-3 витка по ходу резьбы делается один оборот в обратном направлении. Подобным образом обеспечивается удаление стружки с зоны обработки, повышается качество получаемой поверхности.

После завершения работы проверяется качество рабочей поверхности. Для этого достаточно накрутить гайку, у которой должен быть свободный ход.

Работа клуппом

Для проведения рассматриваемой работы может использовать клупп. Он напоминает плашку, но при этом имеет большие размеры. Зачастую он применяется для нарезания резьбы на трубах, поставляется в специальных наборах с рукоятками. Среди особенностей применения отметим:

Клуппом характеризуется высокой эффективностью, поэтому процесс нарезания витков упрощается.
Инструкция по использованию плашки и клуппа практически идентична, разница заключается лишь в том, какое усилие нужно прикладывать для получения требуемого результата.

Работа ручным клуппом Электрический клупп

Набор для нарезания резьбы зачастую представлен сочетанием насадок различных диаметров. При изготовлении рабочей части также используется износостойкий материал, который не тупится при длительном применении.

Нарезание резьбы на токарных станках

Нарезание резьбы — обширная тема в металлообработке с использованием токарных станков. Эта технология применяется больше чем в 40% работ. От качества резьб зависит прочность соединения разъёмных элементов конструкций или механизмов. Подробнее об этом в статье.

Методы получения резьб

Резьбовые соединения используются в машиностроении и строительстве. Применение метизов с резьбой позволяет соединять детали механизмов и конструктивные элементы при строительстве посредством использования болтов, гаек, винтов, шпилек. Изделия с резьбой предназначены и для передачи усилий или движения в механизмах типа домкрат, редуктор, пресс, станок.

Схема нарезание резьбы метчиком на токарном станке

Домкраты и ходовые винты изготавливают с трапецеидальной резьбой.

Существуют следующие способы изготовления резьб:

вручную (метчиком или плашкой);
на станках:
- токарно-винторезном (мод. 16К20);
- резьбонакатных с применением роликов и плоских плашек;
- фрезерных (мод. РТС 161Ф4) для получения резьб с большой величиной шага;
- шлифовальных с использованием кругов с заданным профилем для изготовления мелких и точных резьб;
- винторезных (мод. 1622);
- для нарезки резьб на гайках (мод. 2064);
- обеспечивающих вихревое нарезание резьб с использованием многорезцовых головок.
Вихревое резание обеспечивается 4 резцами, расположенными во вращающейся головке, от своего двигателя. Это приспособление закрепляют на суппорте токарного станка. За счёт поочередного врезания резцов обеспечивается высокая скорость обработки, так как резцы нагреваются незначительно. Этим же обеспечивается меньшая шероховатость получаемой резьбовой поверхности и повышенная точность профиля.

Видео нарезании резьбы на токарно-винторезном станке 1К62

Классификация резьб

Резьба — это винтовая линия, образуемая на поверхности тела вращения вершиной выступа определенной формы. Расстояние между близлежащими выступами равно шагу резьбы. Форма выступа зависит от её вида. Между двумя соседствующими выступами находится впадина.

Виды резьбовых признаков:
1. Направление винтовой линии:
  - правая (подъём её происходит слева направо, а завинчивание болта осуществляют по движению часовой стрелки);
  - левая (завинчивание происходит против движения часовой стрелки).
2. Формы выступа в виде:
  - треугольника,
  - трапеции,
  - неравнобочной трапеции,
  - прямоугольника,
  - полукруга.
3. Внешней поверхности детали (цилиндрической или конусной).
4. Расположения на детали (внутренней или наружной).
5. Число заходов (один, два, три);
6. Назначение (крепежная и ходовая).
Резьбу подразделяют на виды:
- с углом профиля:
  - 60⁰ (метрическая, коническая дюймовая);
  - 55⁰ (трубная цилиндрическая, трубная коническая);
  Трапецеидальной резьбе присуща большая прочность, чем прямоугольной, при меньшей трудоемкости изготовления. Назначение трапецеидальной резьбы — преобразование вращательного движения в поступательное.
  
  Кроме этого, используют резьбу, называемую модульной. Её используют там, где передают вращение с червяка на червячное колесо, оси которых находятся под углом 90⁰.
  
  Расшифровка написания резьб
  
  Резьба обозначается: М12х1,25–7Н. Это означает: метрическая внутренняя (7Н), диаметр 12 мм, шаг – 1,25 мм, поле допуска 7Н. Для наружной резьбы поле допуска записывают: 6h. Значение крупного шага в обозначении не приводится (М16–8g). Левой резьбе в обозначении добавляют буквы LH (М16–8g–LH). В ГОСТ 8724–81 приведена таблица, с указанием диаметра и шага нужного размера.
  
  Инструмент для нарезания резьб
  
  Плашка. На наружной поверхности резьба нарезается плашками. Их изготавливают в виде гайки. Для получения режущих элементов и отвода стружки в них просверлены отверстия. С каждой стороны плашка имеет режущие элементы, образующие заборный конус (угол 20⁰–30⁰). В средней части расположена калибрующая зона.
  
  Плашку фиксируют в воротке при помощи винтов. Нужно после каждого оборота плашки поворачивать её назад на треть окружности. Это нужно для очистки отверстий от стружки и получения качественной резьбовой поверхности.
  
  Метчик. Метчик используют для нарезания внутренней резьбы. Он имеет режущие кромки, получаемые при изготовлении продольных или винтовых канавок. Канавки формируют передние поверхности на зубьях. Рабочая зона метчика образует заборный и калибрующий участки. Заборный участок ещё называют режущим. Он конической формы и врезание происходит постепенно.
  
  Различают ручные, машинные и гаечные метчики. Ручные метчики изготавливают одинарными и в комплекте: для чернового и чистового проходов при нарезании резьб. Комплект состоит и из 3 метчиков. Номер его указывают количеством круговых рисок на хвостовике (1 — черновой, 2 — получистовой, 3 — чистовой).
  
  Наибольшая заборная часть у чернового метчика. Хвостовик у метчиков изготавливают в виде квадрата, чтобы передавать рабочее усилие воротком. Метчики подразделяют для нарезки резьб в сквозных и глухих отверстиях. Гаечные метчики изготавливают с прямым или изогнутым хвостовиком.
  
  Резец. Резьба нарезается вершиной резца, закреплённого в суппорте, при перемещении его относительно вращающейся заготовки. При этом шаг резьбы, образуемый резцом, равен расстоянию между вершинами соседних выступов по оси детали.
  
  Резцы для нарезки резьб конструктивно выполняют:
  - цельными (изготавливают из быстрорежущей стали или твердого сплава);
  - с напаянными пластинами из твердого сплава (ГОСТ 18885–73);
  - сборными с мехкреплением СМП (сменных многогранных пластин).
  Резьбовой резец с напайной или сменной многогранной пластиной (СМП) должен иметь углы заточки, обеспечивающие получение соответствующего профиля на резьбе. Такие резцы используют для нарезания метрической и трапецеидальной резьбы.
  
  Резцы с СМП используют на токарно-фрезерных станках с ЧПУ, которые могут обеспечить необходимые режимы резания и получение готовой детали за один цикл обработки (обрабатывающие центра).
  
  Для обеспечения качества резьбы при её нарезании обязательно применяют СОЖ (эмульсию, сульфофрезол и другие).
  
  Марки быстрорежущей стали для резцов: Р6М5К5, Р6М5, Р9М4К8, Р9К5, Р12Ф3, Р9М4К8.
  
  Используемое оборудование
  
  Резьбу нарезают вручную или на токарно-винторезных станках. При нарезке вручную используют тиски и инструмент: плашки и метчики. Нарезать резьбу с использованием токарно-винторезного станка 16К20 можно резцом, метчиком, плашкой и другими видами инструмента. На них осуществляют нарезку как наружной, так и внутренней резьб.
  
  На коробке подач станка 16К20 расположена таблица, в которой указаны положения рукояток для того, чтобы настроить нужный шаг резьбы. Настройка режимов обработки позволяет получить качественную деталь. Технология использования резца предусматривает:
  - правильную его заточку;
  - настройку режимов работы станка;
  - правильную установку резца по центру детали с использованием приспособления — шаблона;
  - замер полученных размеров резьбовыми шаблонами или калибрами.
  При резьбообразовании не допускаются: задиры, дробление, рваные нитки, риски.
  
  Специальное приспособление или вихревые головки с отдельным приводом расширяют функциональные возможности токарных станков.
  
  Токарно-револьверные станки повышают производительность обработки за счет сокращения времени на замену инструмента.
  
  Метрическая резьба: таблица размеров и параметры по ГОСТ
  
  Метрическая резьба – это винтовая нарезка на наружных или внутренних поверхностях изделий. Форма выступов и впадин, которые ее формируют, представляет собой равнобедренный треугольник. Метрической эту резьбу называют потому, что все ее геометрические параметры измеряются в миллиметрах. Она может наноситься на поверхности как цилиндрической, так и конической формы и использоваться для изготовления крепежных элементов различного назначения. Кроме того, в зависимости от направления подъема витков резьба метрического типа бывает правая или левая. Помимо метрической, как известно, есть и другие типы резьбы – дюймовая, питчевая и др. Отдельную категорию составляет модульная резьба, которую используют для изготовления элементов червячных передач.
  
  От точности исполнения метрической резьбы зависит надежность разъемного соединения
  
  Основные параметры и сферы применения
  
  Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:
  - анкерных и обычных болтов;
  - гаек;
  - шпилек;
  - винтов и др.
  Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.
  
  Параметры конусной метрической резьбы
  
  Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:
  - размеры (диаметр и шаг резьбы);
  - направление подъема витков (левая или правая резьба);
  - расположение на изделии (внутренняя или наружная резьба).
  Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.
  
  Внутренняя метрическая резьба
  
  Наружная метрическая резьба
  
  Геометрические параметры
  
  Рассмотрим геометрические параметры, которые характеризуют основные элементы резьбы метрического типа.
  - Номинальный диаметр резьбы обозначается буквами D и d. При этом под буквой D понимают номинальный диаметр наружной резьбы, а под буквой d – аналогичный параметр внутренней.
  - Средний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения обозначается буквами D2 и d2.
  - Внутренний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения имеет обозначения D1 и d1.
  - Внутренний диаметр болта используется для расчета напряжений, создаваемых в структуре такого крепежного изделия.
  - Шаг резьбы характеризует расстояние между вершинами или впадинами соседних резьбовых витков. Для резьбового элемента одного и того же диаметра различают основной шаг, а также шаг резьбы с уменьшенными геометрическими параметрами. Для обозначения этой важной характеристики используют букву P.
  - Ход резьбы представляет собой расстояние между вершинами или впадинами соседних витков, сформированных одной винтовой поверхностью. Ход резьбы, которая создана одной винтовой поверхностью (однозаходная), равен ее шагу. Кроме того, значение, которому соответствует ход резьбы, характеризует величину линейного перемещения резьбового элемента, совершаемого им за один оборот.
  - Такой параметр, как высота треугольника, который формирует профиль резьбовых элементов, обозначается буквой H.
  Геометрические параметры основного профиля метрической резьбы
  
  Значения диаметров метрической резьбы (мм)
  
  Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004
  
  Этот стандарт содержит требования к параметрам шага резьбы и ее диаметра. ГОСТ 8724, действующая редакция которого вступила в силу в 2004 году, является аналогом международного стандарта ISO 261-98. Требования последнего распространяются на метрические резьбы диаметром от 1 до 300 мм. По сравнению с этим документом, ГОСТ 8724 действует для более широкого диапазона диаметров (0,25–600 мм). В настоящий момент актуальна редакция ГОСТа 8724 2002, вступившего в действие в 2004 году вместо ГОСТа 8724 81. Следует иметь в виду, что ГОСТ 8724 регламентирует отдельные параметры метрической резьбы, требования к которой оговаривают и другие стандарты резьб. Удобство использования ГОСТа 8724 2002 (как и других подобных документов) состоит в том, что вся информация в нем содержится в таблицах, в которые включены метрические резьбы с диаметрами, находящимися в вышеуказанном интервале. Требованиям данного стандарта должна соответствовать как левая, так и правая резьба метрического типа.
  
  ГОСТ 24705 2004
  
  Данный стандарт оговаривает, какие должна иметь резьба метрическая основные размеры. ГОСТ 24705 2004 распространяется на все резьбы, требования к которым регламентируются ГОСТом 8724 2002, а также ГОСТом 9150 2002.
  
  Это нормативный документ, в котором оговорены требования к профилю метрической резьбы. ГОСТ 9150, в частности, содержит данные о том, каким геометрическим параметрам должен соответствовать основной резьбовой профиль различных типоразмеров. Требования ГОСТа 9150, разработанного в 2002 году, как и двух предыдущих стандартов, распространяются на метрические резьбы, витки которых поднимаются слева вверх (правого типа), и на те, винтовая линия которых поднимается влево (левого типа). Положения данного нормативного документа тесно перекликаются с требованиями, которые приводит ГОСТ 16093 (а также ГОСТы 24705 и 8724).
  
  Данный стандарт оговаривает требования к допускам на метрическую резьбу. Кроме того, ГОСТ 16093 предписывает, как должно осуществляться обозначение резьбы метрического типа. ГОСТ 16093 в последней редакции, которая вступила в действие в 2005 году, включает в себя положения международных стандартов ISO 965-1 и ISO 965-3. Под требования такого нормативного документа, как ГОСТ 16093, подпадает как левая, так и правая резьба.
  
  Стандартизируемым параметрам, указанным в таблицах резьб метрического типа, должны соответствовать размеры резьбы на чертеже будущего изделия. Выбор инструмента, при помощи которого будет выполняться ее нарезка, должен быть обусловлен данными параметрами.
  
  Правила обозначения
  
  Для обозначения поля допуска отдельного диаметра метрической резьбы используется сочетание цифры, которая указывает на класс точности резьбы, и буквы, определяющей основное отклонение. Поле допуска резьбы также должно обозначаться двумя буквенно-цифровыми элементами: на первом месте – поле допуска d2 (средний диаметр), на втором – поле допуска d (наружный диаметр). В том случае, если поля допусков наружного и среднего диаметров совпадают, то в обозначении они не повторяются.
  
  Обозначение метрической резьбы
  
  По правилам первым проставляется обозначение резьбы, затем следует обозначение поля допуска. Следует иметь в виду, что шаг резьбы в маркировке не обозначается. Узнать данный параметр можно из специальных таблиц.
  
  В обозначении резьбы также указывается, к какой группе по длине свинчивания она относится. Всего существует три таких группы:
  - N – нормальная, которая не указывается в обозначении;
  - S – короткая;
  - L – длинная.
  Буквы S и L, если они необходимы, идут за обозначением поля допуска и отделяются от него длинной горизонтальной чертой.
  
  Пример обозначение резьбы на 24 мм различного типа (по ГОСТу 8724)
  
  Обязательно указывается и такой важный параметр, как посадка резьбового соединения. Это дробь, формируемая следующим образом: в числителе проставляется обозначение внутренней резьбы, относящееся к полю ее допуска, а в знаменателе – обозначение поля допуска на резьбу наружного типа.
  
  Пример обозначения посадки резьбового соединения на чертежах
  
  Поля допусков
  
  Поля допусков на метрический резьбовой элемент могут относиться к одному из трех типов:
  - точные (с такими полями допуска выполняется резьба, к точности которой предъявляются высокие требования);
  - средние (группа полей допуска для резьбы общего назначения);
  - грубые (с такими полями допуска выполняют резьбонарезание на горячекатаных прутках и в глубоких глухих отверстиях).
  Свинчиваемость деталей в резьбовом соединении обеспечивается допусками
  
  Поля допусков на резьбы выбираются из специальных таблиц, при этом надо придерживаться следующих рекомендаций:
  - в первую очередь выбираются поля допусков, выделенные жирным шрифтом;
  - во вторую – поля допусков, значения которых вписаны в таблицу светлым шрифтом;
  - в третью – поля допусков, значения которых указаны в круглых скобках;
  - в четвертую (для крепежных изделий коммерческого назначения) – поля допусков, значения которых содержатся в квадратных скобках.
  В отдельных случаях разрешается использовать поля допусков, образованные отсутствующими в таблицах сочетаниями d2 и d. Допуски и предельные отклонения на резьбу, на которую впоследствии будет наноситься покрытие, учитываются по отношению к размерам резьбового изделия, пока еще не обработанного с помощью такого покрытия.
  
  Виды резьб
  
  В промышленности используют два основных типа стыков – разъемные и неразъемные. Первые виды получают при помощи крепежа, клепок и пр. одним и наиболее часто встречающихся соединений, можно без сомнения считать первые. Вторые типы выполняют при помощи сварки, пайки, склеивания. На практике все эти способы сочленения деталей стандартизированы.
  
  Виды резьбы
  
  Как уже отмечалось, все виды стыков этого класса стандартизированы. Например, ГОСТ 24705-2004 определяет размеры метрического профиля, в частности, угол в основании, шаг и пр. Всего к метрическому виду относят порядка 15 отечественных и иностранных стандартов.
  
  Существует так же и классификация стыков этого типа. Ее выполняют на основании ее геометрических размеров, расположению на изделии и количеству заходов, или исходя ее практического использования.
  
  Ниже приведен перечень, в котором указаны типы конструкций разъемных соединений и их обозначения:
  - метрическая (M);
  - метрическая коническая (MK);
  - цилиндрическая (MJ);
  - трубная цилиндрическая (G);
  - трубная коническая (R);
  - круглая для санитарно-технической арматуры (Кр);
  - трапецеидальная (Tr);
  - упорная (S);
  - упорная усиленная (S45°);
  - эдисона круглая (E);
  - метрическая (EG-M);
  - дюймовая цилиндрическая (UTS: UNC, UNF, UNEF, 8UN, UNS);
  - дюймовая (BSW);
  - дюймовая коническая (NPT);
  - нефтяной сортамент.
  Трубная дюймовая резьба
  
  Все эти конструктивные элементы используются во всех отраслях промышленности, начиная от авиационной и закачивая пищевой.
  
  Метрическая резьба
  
  Метрическая выполняется на основании ГОСТ 8724-2002 – чаще всего применяется при изготовлении крепежных изделий. При соблюдении определенных условий этот вид допустимо использовать в качестве ходовой.
  
  В основе этого вида лежит равносторонний треугольник (с углом в основании 60 градусов). Она может иметь один или несколько заходов. Многозаходную применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить повышенную прочность сочленения узлов.
  
  Отечественные и зарубежные производители выпускают изделия имеющие диаметр от 0,25 до 600 мм и шаг от 0,25 до 6 мм. Изделия с малым шагом применяют тогда, когда необходимо обеспечить разъемную сборку изделий с тонкой стенкой. Кстати, в автомобильной промышленности этот вид применяют достаточно часто. Она может иметь левое и правое исполнение.
  
  Ее обозначают следующим образом – на первом месте указывают букву, в этом случае — это М. Затем, показывается ее номинальный размер и шаг, в отношении этого вида применяют обозначение только в мм. Кроме этого в обозначение параметров входит количество заходов, исполнение (левое или правое). Разумеется, должен быть указан допуск на изготовление. Маркировка М12*1 говорит о том, что она имеет номинальный диаметр 12 мм и шаг 1.
  
  Дюймовая резьба
  
  Этот класса применяется по большей части при создании разъемных стыков трубопроводной арматуры (труб, кранов, клапанов и пр.). Ее наносят на изделия выполненные из металла, пластика. Ключевые параметры определены в ГОСТ 6111-52. В нем приведены таблицы, в которых определены размеры, шаги и допуски. Все размеры и условное обозначение приводят в дюймах.
  
  В основании этого вида лежит треугольник с углом при вершине в 55 градусов. Как и у метрической вершины и впадины удалены.
  
  Производители выпускают детали с трубным профилем от 3/16 (4,8 мм) до 4 (101 мм) дюймов.
  
  Метрическая коническая резьба
  
  Отличие конического изделия от обыкновенного метрического заключается в том, то ее наносят на конусную внутреннюю или внешнюю поверхность. При этом угол конуса составляет 1:16.
  
  Ее применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения. Например, в трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки жидкостей.
  
  Производителю выпускающие изделия с таким видом, руководствуются требованиями ГОСТ 25229-85.
  
  Метрическая коническая резьба
  
  Для обозначения метрического конического профиля применяют буквенное сокращение МК. Далее указывают все необходимые геометрические параметры. Например, МК 24*1,5 показывает то, что она имеет наружный диаметр в 24 мм и шаг 1,5.
  
  Круглая резьба
  
  Круглый профиль используется для создания соединений трубопроводной арматуры, в том числе и кранов. Параметры этого вида определены в ГОСТ 13536-68. Для обозначения в документах и на чертежах применяют буквенное обозначение Кр, далее следуют ее геометрические размеры.
  
  Он образуется окружностями на его вершинах и впадинах. Угол при вершине составляет 30 градусов.
  
  Трапецеидальная резьба
  
  Трапецеидальный профиль относят к ходовым. Отличительное свойство этого вида профиля заключается в том, что она самотормозящая. Это вызвано тем, что при перемещении гайки по стержню развивается большая сила трения. Такое свойство позволяет избежать дополнительного фиксирования гайки на валу.
  
  Трапецеидальный профиль используется для того, что бы преобразовать вращательное движение в трапецеидальное. Как пример, можно привести ходовой вал, устанавливаемый в токарных или шлифовальных станках. Кроме этого оборудования, он нашел свое применение в кузнечно-прессовом оборудовании, автомобильной и тракторной технике. Вообще узлы с трапецеидальным профилем используют для перемещения кареток на сборочных конвейерах, в литьевых машинах, робототехнике и пр.
  
  На практике применяют изделия с размерами от 8 до 640 мм. Шаг составляет от 1,5 до 12 мм.
  
  При внесении параметров на чертежах или документах применяют буквы Тр, затем указывают геометрические параметры.
  
  Упорная резьба
  
  Требования к упорному профилю определены в ГОСТ 10177–82. Ее применяют тогда, когда в соединении имеются большие осевые нагрузки. В основе профиля лежит трапеция, одна (рабочая), сторона расположена под углом 3 градуса. Противоположная, имеет угол наклона 30 градусов.
  
  Для обозначения применяют латинскую букву S, затем указывают геометрические параметры – диаметр, шаг.
  
  Трубная цилиндрическая, трубная коническая и коническая дюймовая
  
  Трубная цилиндрическая резьба нашла свое применение при сооружении трубопроводов. Производители выпускают изделия, на которых наносят резьбу от 1/16 до 6 дюймов. При этом, на один дюйм может быть нанесено до 28 до 11 ниток резьбы.
  
  Трубная коническая резьба
  
  Она этого вида применяется как крепежно-уплотняющая. Требования к ней определены в ГОСТ 6211-81. В этом документе говорится о том, что профиль должен соответствовать дюймовому профилю. Ее изготавливают на конусе с углом 1:16.
  
  В основании лежит угол в 55⁰.
  
  Она обеспечивает герметичность соединения без применения, каких либо дополнительных приспособлений (шайб, герметиков и пр.). Использование этого вида соединения резко снижает время на сборку/разборку соединения. Ее можно встретить в системах подачи масла, топлива, пара и пр.
  
  Дюймовая коническая резьба
  
  Ее чаще все применяют для соединения элементов, входящих в топливные, масляные и другие трубопроводы. Еще не так давно, она была стандартизирована на основании дюймовой системы мер.
  
  Плашка дюймовая коническая
  
  В основании лежит треугольник с углом в 60 ⁰. Но, в последние годы, на практике стали чаще использовать конический профиль изготовленный на основании метрической системы мер.
  
  Достоинства и недостатки резьбовых соединений
  
  Соединения, получаемые с ее помощью, пожалуй, самые распространенные среди разъемных. В отличие от прочих видов разъемных соединений они обладают следующими достоинствами:
  - надежностью;
  - простотой монтажа и демонтажа;
  - низкой стоимостью, которая обусловлена унификацией и массовым изготовлением крепежных деталей. Для производства применяют как точение, так и накатку.
  В тоже время, использование разъемного соединения сопряжено с некоторыми недостатками, в частности, наличие впадин, в конструкции резьбы, приводит появлению зон повышенного напряжения.
  
  Это соответственно снижает прочностные параметры соединения. Довольно, часто, в узлах, где использована резьба, приходится применять дополнительные устройства для предотвращения самораскручивания. Разумеется, средства стопорения применяют исходя из назначения узла, например, колесо автомобиля.
  
  Область применения резьбовых соединений
  
  Резьбу применяют для соединения узлов и сборочных единиц в единую конструкцию. При этом роль гайки может исполнять корпус.
  
  Читайте также: