Содержание
Резьбовые соединения широко применяются в устройстве различных механизмов и машин. Болты, шпильки, винты, гайки – это универсальные, взаимозаменяемые крепежные изделия. Однако бывают случаи, когда требуется нарезать резьбу вручную. Качественно выполнить эту работу поможет специализированный инструмент.
В машиностроении выделяют три основные системы крепежных резьб: метрическую, дюймовую и трубную.
Метрическая резьба получила наибольшее распространение. Она имеет треугольный профиль с углом 60˚. Её основные параметры, диаметр и шаг, выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М16. Это означает, что резьба метрическая, имеет диаметр 16 мм с крупным шагом 2,0 мм. Если шаг мелкий, тогда указывается его значение, например, М16*1,5.
Диаметры дюймовой и трубной резьбы выражаются в дюймах. Шаг характеризуется числом ниток на дюйм. Указанные параметры стандартизированы, поэтому всегда есть возможность подобрать необходимый инструмент.
Нарезание наружной резьбы плашкой
Для нарезания наружной резьбы потребуются следующие инструменты и материалы: плашка или трубный клупп, плашкодержатель, напильник, тиски, штангенциркуль, машинное масло.
Наибольшее распространение получили круглые плашки (лерки). Они бывают цельными или разрезными. Диаметры цельных круглых плашек стандартизированы. Это позволяет выбрать подходящий вариант из большого ряда размеров, например, М10, М12, М14, М16.
Особенностью разрезных плашек является возможность регулировать диаметр нарезаемой резьбы в пределах 0,1…0,25 мм. Однако они обладают пониженной жесткостью, что сказывается на точности получаемого профиля.
Плашку устанавливают в плашкодержатель подходящего размера. После этого её закрепляют при помощи винтов. В случае с наружной трубной резьбой нередко используют плашкодержатели с трещоткой. Они обеспечивают удобство работы в труднодоступных местах, например, у стены.
Толщину стержня выбирают на 0,1…0,25 мм меньше диаметра наружной резьбы. Например, для М6 с крупным шагом это 5,80…5,90 мм; М8 – 7,80…7,90 мм; М10 – 9,75…9,85 мм. Замеры выполняют с помощью штангенциркуля. Диаметры стержней под нарезание метрической резьбы среднего класса точности 6g представлены в таблице.
Чтобы обеспечить лучшее врезание плашки, на конце стержня запиливают фаску. Её ширина должна быть 1 – 1,5 мм для М6 … М18. Заготовку смазывают машинным маслом, что облегчает последующую работу и позволяет получить более качественную поверхность.
Плашку накладывают на конец стержня так, чтобы её плоскость была перпендикулярна оси нарезаемого болта. Далее с небольшим нажимом вращают плашкодержатель по часовой стрелке (если резьба левая, то против часовой стрелки). Когда плашка врежется в стержень на одну-две нитки, её следует повернуть на пол-оборота назад для лучшего удаления стружки. После этого снова делают 1-2 оборота по ходу резьбы и 0,5 – в обратную сторону. Действуя по данной схеме, болт нарезают на необходимую длину.
Диаметр наружной резьбы проверяют обычной гайкой или калибром-кольцом. При необходимости шаг контролируют резьбомером.
Нарезание внутренней резьбы метчиком
Для формирования внутренней резьбы необходимы следующие инструменты и материалы:
- молоток, кернер, дрель, сверла;
- комплект метчиков, вороток, слесарные тиски;
- машинное масло.
Технология нарезания резьбы метчиком
Первым делом производят разметку заготовки и кернят центр будущего отверстия. Подбирают сверло, соответствующее необходимому диаметру резьбы. Это можно сделать с помощью справочных таблиц или приближённо по формуле d = D – P. Здесь D – диаметр резьбы, P – её шаг, d – диаметр сверла. Например, для М10 d = 10 – 1,5 = 8,5 мм.
В детали сверлят отверстие на требуемую глубину, которая должна превышать длину нарезаемой части. С помощью сверла диаметром большим, чем d, на кромке отверстия выполняют фаску. Она служит для центрирования и лучшего захода метчика.
По основным параметрам резьбы – диаметру и шагу – подбирают режущий инструмент. Как правило, используют комплект из двух метчиков. Один из них черновой, другой – чистовой. По размеру квадрата хвостовой части метчиков выбирают вороток.
Деталь надежно закрепляют в тисках. Черновой метчик и отверстие смазывают машинным маслом. После этого устанавливают метчик строго перпендикулярно поверхности детали и, нажимая вдоль его оси, вращают вороток за рукоятки.
Нарезав одну-две нитки резьбы, делают четверть оборота в обратную сторону. Это способствует дроблению и удалению стружки, препятствует заеданию инструмента. Работу продолжают, осуществляя попеременное вращение: ½ оборота вперед, ¼ – назад. При этом необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса метчика. Не стоит также прикладывать чрезмерное усилие к нему. Чтобы не допустить заедания, режущий инструмент периодически выводят, а отверстие очищают от стружки.
После нарезания внутренней резьбы на необходимую глубину в отверстие устанавливают чистовой метчик. Когда он пойдет по заданному направлению, на него надевают вороток и продолжают работу. Периодически добавляют смазку.
Резьбу проверяют с помощью калибра-пробки или болта. Он должен ввертываться без усилий и не качаться. При необходимости делают дополнительный проход чистовым метчиком.
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.
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.
