Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

§ 4. техника нарезания резьбы

Общие сведения

Вершина резца при перемещении с постоянной скоростью подачи вдоль вращающейся заготовки, врезаясь, оставляет на ее поверхности винтовую линию (рис. 4.42).

Наклон винтовой линии к плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки, зависит от частоты вращения шпинделя с заготовкой и подачи резца и называется углом μ подъема винтовой линии (рис. 4.43). Расстояние между винтовыми линиями, измеренное вдоль оси заготовки, называется шагом Р винтовой линии. Если отрезок на поверхности детали, равный шагу винтовой линии, развернуть на плоскость, то из прямоугольного треугольника АБВ можно определить

tgμ= P/(πd),

где d — диаметр заготовки по наружной поверхности резьбы.

При углублении резца в поверхность заготовки вдоль винтовой линии образуется винтовая поверхность, форма которой соответствует форме вершины резца. Резьба — это винтовая поверхность, образованная на телах вращения и применяемая для соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин и механизмов. Резьбы подразделяются на цилиндрические и конические.

В зависимости от назначения резьбового соединения применяют резьбы различного профиля.

Профиль резьбы — это контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось. Широко применяются резьбы с остроугольным, трапецеидальным и прямоугольным профилями.

Резьбы бывают левые и правые. Винт с правой резьбой завертывают при вращении по часовой стрелке (слева направо), а винт с левой резьбой — против часовой стрелки (справа налево). Различают однозаходные и многозаходные резьбы. Однозаходная резьба образована одной непрерывной ниткой резьбы, а многозаходная — несколькими нитками резьбы, эквидистантно расположенными на поверхности детали. Число ниток легко определить на торце детали, где начинается резьбовая поверхность (рис. 4.44, а и б).

Различают ход Ph и шаг Р многозаходной резьбы. Ход многозаходной резьбы (ГОСТ 11708—82) — это расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной средней точки по винтовой линии на угол 360° между одноименными точками одного витка одной нитки резьбы, измеренное параллельно оси детали. Ход многозаходной резьбы равен шагу резьбы, умноженному на число заходов:

Ph= кР,

где k — число заходов.

Подготовка к нарезке резьбы

Перед тем как нарезать резьбу, нужно необходимого диаметра. Понятно, что он будет меньше, чем диаметр резьбы, но насколько? Для стандартных случаев размеры отверстий представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Обозначение резьбы Диаметр отверстия, мм Обозначение резьбы Диаметр отверстия, мм
М 1 0.75 М 10 8.5
М 1.1 0.85 М 11 9.5
М 1.2 0.95 М 12 10.2
М 1.4 1.1 М 14 12.0
М 1.6 1.25 М 16 14.0
М 1.8 1.45 М 18 15.4
М 2 1.6 М 20 17.4
М 2.2 1.75 М 22 19.4
М 2.5 2.05 М 24 20.9
М 3 2.5 М 27 23.9
М 3.5 2.9 М 30 26.4
М 4 3.3 М 33 29.4
М 4.5 3.8 М 36 31.9
М 5 4.2 М 39 34.9
М 6 5.0 М 42 37.4
М 7 6.0 М 45 40.4
М 8 6.7 М 48 42.8
М 9 7.7 М 52 46.8

Нарезание резьбы метчиком.

А что делать, если резьба нестандартная? Существует универсальная формула для определения диаметра отверстия. На каждом метчике есть маркировка, обозначающая тип, диаметр и шаг резьбы в миллиметрах, например, одна из нестандартных – М 6 х 0,75. Размер отверстия определяют так: от размера резьбы отнимают ее шаг (6-0,75 = 5,25 мм). Шаг – это расстояние между двумя витками.

Трубная внутренняя цилиндрическая резьба измеряется в дюймах. Диаметры отверстий под этот вид соединения отражены в Таблице 2.

Таблица 2

Обозначение в дюймах 1 / 8 1 / 4 3 / 8 1 / 2 5 / 8 3 / 4
Диаметр отверстия, мм 8.8 11.7 15.2 18.9 20.7 24.3
Обозначение в дюймах 7 / 8 1 1 1 / 8 1 1 / 4 1 3 / 8 1 1 / 2
Диаметр отверстия, мм 28.1 30.5 35.2 39.2 41.6 45.2

Сверло нужно подобрать правильно заточенное, без биения. В противном случае отверстие выйдет большего диаметра, и впоследствии на соединении будет люфт из-за неполноценных витков.

Таблица выбора метчиков для нарезания резьбы.

Чем тверже обрабатываемый металл, тем больше должен быть угол (но не более 140°).

Перед выполнением работ следует приготовить такие инструменты или приспособления, как:

  • электрическая низкооборотная дрель либо сверлильный станок;
  • сверло необходимого размера;
  • сверло на 10 мм больше проходного либо зенковка для снятия фаски;
  • комплект метчиков;
  • ручной вороток;
  • ручные тиски (при необходимости);
  • молоток;
  • керн;
  • смазка;
  • ветошь.

Какая бывает резьба на трубах

Несмотря на всю простоту оснащения резьбой трубы, без отдельных рекомендаций однозначно не обойтись

Важно уметь различать различные виды резьбы, которая может быть левой, правой, дюймовой и метрической. Левая резьба предполагает при накручивании гайки на болт движение против часовой стрелки

Соответственно, с правой резьбой все обстоит с точностью до наоборот.

Характеристики метрической резьбы:

  • Для обозначения конструкционных размеров отдельных элементов используются миллиметры.
  • Профиль выглядит, как равносторонний треугольник.
  • Шаг резьбы довольно небольшой.

Дюймовая резьба отличается следующими особенностями:

  • Единицей измерения для обозначения размеров выступает дюйм.
  • Профиль выглядит, как треугольник с одинаковыми бедрами, при угле в вершине 55 градусов.
  • Обладает большим размером шага. Профиль дюймовой резьбы довольно крупный, что сообщает резьбе значительные прочные характеристики.

Для каждой резьбы есть свое конкретное предназначение. Однако правую резьбу все же используют гораздо чаще левой.

Плашки и приспособления для работы с ними

 Для нарезания наружной резьбы применяется приспособление, называемое плашкой. Она похожа на круглую или шестигранную гайку из быстрорежущей или углеродистой стали, закаленной до твердости 63 — 66 HRc. Первый вариант такого приспособления требует особой державки, шестигранная может быть использована с обычным гаечным ключом. Однако начинать нарезание резьбы шестигранной плашкой все равно лучше с клуппом, поскольку он обеспечивает лучшие условия для управления плашкой в момент захода на резьбу, позволяя точнее выставлять плоскость плашки перпендикулярно оси заготовки. Затем, когда заход выполнен, лучше использовать гаечный ключ, поскольку шестигранный профиль лучше работает под большой нагрузкой.

В плашке вокруг центрального резьбового отверстия прорезаны от трех до пяти сквозных продольных отверстий, смещенных на одинаковые расстояния от центра приспособления. Образующие этих отверстий и резьба плашки в местах их пересечения создают режущие кромки. Они также служат и для отвода стружки, образующейся при работе. С двух сторон плашки на режущих кромках размещены фаски на глубину 1,5 — 2-х ниток резьбы, которые именуются заборными частями. На боковых образующих плашки сделаны три или четыре выемки (с шагом угла 120° или 90°) для стопорных винтов, закрепляющих приспособление во время работы. На лицевой поверхности плашки обычно нанесены цифры, обозначающие размер резьбы, которую нарезает данная плашка.

Практически все круглые плашки имеют по боковой образующей выемку с сечением в форме трапеции на достаточно большую глубину .По достижении заметного износа плашка может быть разрезана вдоль этой выемки и затем ее можно использовать как разрезную плашку ,скомпенсировав тем самым ее износ. Следует только помнить, что жесткость разрезанной плашки существенно ниже и точность соблюдения форморазмеров резьбы при этом заметно падает.

В разрезной плашке боковая прорезь шириной 0,5-1,5 мм предусмотрена изначально. Она позволяет в небольших пределах (0,1-0,25 мм) регулировать диаметр резьбы по режущей кромке и тем компенсировать износ режущей кромки или повышенную твердость обрабатываемого материала. Ранее такие плашки широко применялись в промышленности, однако сейчас они уже полностью вышли из употребления. Предлагаются плашки с регулировочным коническим винтом, которые занимают промежуточное положение между обычными круглыми и разрезными плашками. В такой плашке разрез по ее стенке сделан приблизительно на две трети высоты и заканчивается резьбовым коническим отверстием, в которое вворачивается конический же винт, служащий для точной регулировки диаметра плашки по резьбе. Такая регулировка позволяет компенсировать как разную твердость материала заготовки, так и износ плашки. При этом жесткость плашки падает ненамного и конструкция с коническим регулировочным винтом как бы сочетает преимущества цельной и разрезной плашки.

Особенности применяемой технологии

Провести рассматриваемую работу можно своими руками в бытовых условиях. Для этого нужно учесть нижеприведенные рекомендации:

  1. Перед созданием отверстия рекомендуется сделать небольшое углубление, которое обеспечит правильный заход сверла. Для этого можно использовать керн. При сверлении по металлу рекомендуется выставлять на дрели низкие обороты, что позволит достигнуть высокого качества обработки. До начала сверления можно обработать режущую кромку специальным составом, за счет чего инструмент будет легче входить в металл.
  2. На момент создания отверстия дрель со сверлом должна располагаться строго перпендикулярно обрабатываемой поверхности. На момент использования метчика режущую кромку следует постоянно смазывать моторным маслом, а также следить за тем, чтобы инструмент был расположен строго параллельно оси созданного отверстия.
  3. Практически во всех случаях проводится снятие фаски на входе отверстия, размер которой составляет 0,5−1 мм. Для этого можно использовать зенковку или сверло большего диаметра.
  4. При применении набора метчиков нарезание резьбы нужно начинать с инструмента под № 1. Направление резьбы должно контролироваться строго в самом начале проведения работы, так как в дальнейшем изменить наклон применяемого инструмента будет практически невозможно.
  5. Для получения качественных канавок рекомендуется делать два оборота по ходу резьбы и один в противоположную сторону. Обратный оборот делается для того, чтобы удалить с режущей кромки стружку, за счет чего ход становится более плавным.
  6. После применения инструмента № 1 устанавливается второй, после полного прохода — третий. Стоит учитывать, что при большом усилии рекомендуется сделать один или несколько оборотов в обратную сторону, за счет чего стружка удаляется с зоны резания.

Не рекомендуется прикладывать к рукоятке большую нагрузку за счет применения рычага или газового ключа. Не стоит забывать о том, что метчик может лопнуть из-за высокой нагрузки, тогда удалить оставшуюся внутри часть будет достаточно сложно. Во время работы мастер должен чувствовать то, как идет инструмент: легко или с большим усилием. Форма режущей кромки не позволяет проводить удаление стружки с рабочей части на момент вращения по ходу резьбы.

Как нарезать на токарном?

К примеру, нарезка на токарном станке, используя резец будет выглядеть так: резец двигается вдоль оси вращающиеся детали, которая поддаётся вперёд и назад по отношению к резцу, и своей заостренной вершинкой прочерчивает линию винтового типа.

Винтовая линия отличается углом её подъёма или увеличения. Величина этого угла, перпендикулярна оси вращения, она измеряется между касательной и определяется: величиной подачи режущего инструмента, который перемещается вдоль оси, с частотой вращения детали.

Нарезание внутренней и наружной

Чтобы нарезать внутреннюю или наружную резьбу, нужно применить стержневой резец. Их изготовление отличается лишь формой резца. Для наружной, применяются прямые или отогнутые резцы.

А для внутренней изогнутые резцы или прямые. Расположение кромки резца обязательно должно совпадать профилем обрабатываемой резьбы.

Нарезание метчиками и плашками

Плашками вырезается наружная резьба. Участок детали предварительно обрабатывается. Диаметр поверхности, которая будет обработана должен быть чуть-чуть меньше наружного диаметра резьбы.

Сперва снимается фаска, соответствующая высоте профиля резьбы. Затем плашка устанавливается в патрон (плашкодержатель).

И выбирается скорость в соответствия с нужной резьбой (она указана на тыльной стороне станка).

Метчики часто используются для внутренней метрической резьбы. Как правило, на станке используется машинные метчики, это позволяет за один проход закончить деталь.

Для резьбы из твердых, вязких материалов используются комплекты из 2–3 метчиков. В комплекте из двух, правый делает 75% работы, а второй лишь доводит до нужного размера.

В комплекте из трёх метчиков, правый или черновой делает 60% работы, средний (получистовой) 30% работы, а третьи 10%.

Использование резьбонарезных головок

Для труб и болтов применяются резьбонарезные головки. Они устанавливаются в станок, затем настраивается нужный диаметр и передвигается по трубе. Они способны осуществлять работу с высокой точностью.

Универсальные головки позволяют установить гребенки от разных компаний. Также есть возможность смазки гребёнок и регулировки размеров, часто встречается ручной зажим.

Материалы

Для изготовления режущей части служат:

  • быстрорежущие стали;
  • твёрдые сплавы;
  • минералокерамика;
  • сверхтвердые инструментальные материалы (СТМ).

Первые применяются для резьбонарезания сталей, сплавов цветных металлов, пластиков. Отличаются высокой прочностью, теплопроводностью, но пониженной, по сравнению с остальными, твердостью, красностойкостью, износостойкостью, ограничивающими скорость резания.

Наибольшую долю применяемых резьбовых резцов составляют оснащенные твёрдосплавными пластинами. Обусловлено это высокой стойкостью, твердостью, достаточной прочностью и жесткостью, приемлемой стоимостью. Производительность обработки выше, чем рапидом, в 2-3 раза. Широкая номенклатура позволяет подобрать оптимальную марку для обработки в большинстве случаев.
Керамика относительно дешевая, довольно хрупкая, используется для обработки резьбы мелкого шага стальных и чугунных деталей, при жесткой системе СПИД, с ограниченными съемами припуска за проход.

СТМ на основе поликристаллического алмаза (ПКА) или кубического нитрида бора (КНБ) чрезвычайно твердые, теплостойкие, но дорогостоящие. Незаменимы для точных работ по труднообрабатываемым материалам. ПКА используют для нарезания меди, алюминия, карбида вольфрама. КНБ работают по закаленным сталям, упрочненным чугунам. Успешное применение требует высокой жесткости и плавности хода оборудования.

Как нарезать резьбу

Нарезание резьбы выполняется достаточно просто, но требует особой аккуратности при работе, точной последовательности действий. От выбора способа нарезки будет зависеть список используемых инструментов, особенности подготовки детали для обработки.

Понадобится технический справочник с данными о размерах используемых инструментов. Шаг резьбы можно найти на используемом метчике.

Подготовка к нарезке резьбы

Нарезают резьбу только после выполнения подготовительных работ:

  • в справочнике ищут необходимую информацию о диаметрах режущих инструментов для дальнейшего подбора;
  • собирают нужные для работы инструменты;
  • керном намечают расположение отверстия для внутренней нарезки, затем просверливают его дрелью;
  • для наружной нарезки следует подготовить на фрезерном станке заготовку по нужному диаметру и срезать фаску;
  • очищают поверхность заготовки от грязи и масляных пятен, затем на неё и инструмент наносят смазку.


Инструмент для нарезки резьбы

Порядок выполнения работ

Только после подготовительных работ следует приступать к обработке заготовки, так как иначе правильно выполнить нарезку резьбы не получится. Пошагово нарезка выполняется так:

  1. Нужно жёстко зафиксировать заготовку в тисках, чтобы предотвратить вращательные или поступательные движения с отклонением от первоначального положения.
  2. В зависимости от типа резьбы снять фаску (внешняя) или просверлить сквозное или глухое отверстие при помощи дрели. Применяются свёрла с углами заточки, зависящими от твёрдости материала, но не более 140.
  3. В отверстии нужно снять фаску зенковкой. Глубина должна быть в пределах 0,5-1 мм, подбирается на основе размеров детали и резьбового диаметра.
  4. Выполняется нарезание метчиком или плашкой. Режущая часть обязательно должна быть смазана.
  5. Очистка поверхности от стружки при помощи ёршиков.

При нарезке нужно последовательно использовать инструменты по номерам от 1 до 3, входящие в комплект набора. Для повышения скорости работы не допускается использовать большие номера без использования предыдущих. Последний номер служит для формирования финишных витков, без создания которых винт при вкручивании может заклинить.

Порядок производства работ

Таблица выбора метчиков для нарезания резьбы.

Чтобы правильно выполнить весь комплекс работ по нарезанию резьбы, рекомендуется придерживаться определенной последовательности

Это важно, когда нужно обеспечить добрую сотню соединений как при сборке металлических конструкций. Начинать надо с разметки, что производится с помощью рулетки или линейки в соответствии с чертежом

Отмерив указанные расстояния от базовых сторон, в найденной точке ставят метку карандашом. Разметка выполняется для всех отверстий сразу или же для тех, куда работник способен дотянуться, находясь на высоте.

Далее, наставив на намеченное место керн, наносят один рассчитанный и точный удар, чтобы получилось четкое углубление. Естественно, перед началом процедуры керн нужно заточить должным образом. Таким же способом нужно наметить все места будущих отверстий. Затем сверло закрепляется в патроне дрели и смазывается, после чего можно приступить к проделыванию отверстия. Обороты дрели надо заблаговременно отрегулировать, чтобы они были невысокие.

Сверление производится аккуратно, со средним нажимом, держа дрель без перекоса под углом 90° к поверхности. Нельзя допускать шатания электроинструмента в разные стороны, это усиливает разбивку отверстия. Надо учесть, что в момент выхода сверла с другой стороны потребуется некоторое усилие и небольшое увеличение числа оборотов. Если металл толстый, то смазывание рабочей части надо осуществлять во время процесса несколько раз. Когда все отверстия готовы, в патрон вставляется зенковка и снимаются фаски.

Последний этап – нарезание резьбы. Последовательность выполнения этой операции одинакова для всех видов метчиков. Зажав его в воротке и предварительно смазав, конец инструмента вставляют в отверстие, также соблюдая угол 90°. Слегка нажимая на вороток сверху, чтобы первые витки рабочей части могли зацепиться за кромку фаски, делают первый оборот. Дальнейшее вращение идет без нажима по алгоритму: один оборот вперед, пол оборота назад для сброса стружки

С машинными метчиками, выполняющими резьбу за один проход, надо действовать осторожно: инструмент хрупкий и легко ломается. Комплектные изделия идут легче, но тут нужно прогнать резьбу первым номером, потом вторым и так далее

Удаление сломанного инструмента

Даже слесари с многолетним опытом в силу разных причин иногда ломают метчики при нарезании внутренних резьб ручным способом. Вопрос в том, как извлечь обломок изделия, ведь не всегда проблему можно решить проделыванием другого отверстия. Если обломок хоть немного торчит над поверхностью, стоит попробовать захватить его пассатижами или губками ручных тисков и попытаться вывернуть естественным образом. Как правило, это дает успешный результат.

Когда обломок рабочей части полностью сидит в отверстии, нужны кардинальные меры. Одна из них – попробовать вывернуть его оттуда сверлом левого вращения, работая дрелью на самых низких оборотах. Ничего не выходит? Придется отыскать сверло с твердосплавным наконечником или алмазом и просто высверлить застрявший кусок инструмента.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации