О том, как правильно нарезать резьбу можно говорить очень долго. Этому посвящены целые книги и монографии. Но, подавляющее большинство используемых резьб не требует особых навыков при нарезке, и на основных методах мы и остановим наше внимание.

Нарезание внутренних резьб

Для нарезания внутренних резьб используются метчики – инструменты наподобие винта с режущими канавками. Как правило, для нарезки требуется два метчика для черного и чистового прохода. Разница – в глубине прорезания канавок. Есть и трехпроходные метчики, и иные варианты нарезки. Для работы с ними необходимы специальные воротки, которые могут быть различными по конструкции, но обязательно должны подходить по размеру к рабочему инструменту.

Перед нарезкой резьбы очень важно подготовить отверстие нужного диаметра. В противном случае вы либо сломаете метчик (при диаметре отверстия менее требуемого), либо получите некачественную резьбу. Так, если необходима внутренняя резьба М10, т. е. 10 мм по диаметру канавки, то диаметр отверстия должен составлять 8,5 мм. Определяется это исходя из шага резьбы. Для М10 он составляет 1,5 мм и, соответственно требуемый диаметр отверстия будет составлять 10-1,5=8,5 мм. Шаги резьб можно узнать с помощью специальных формул, хотя более простым вариантом будет не высчитывать диаметр, а узнать его значение из таблицы.

После подготовки отверстия переходим непосредственно к рассмотрению вопроса как правильно нарезать резьбу. Крепим метчик в держатель и начинаем не спеша вкручивать его в отверстие, особое внимание уделяя соблюдению точности направления. Нарезка производится по часовой стрелке с приложением определенных усилий.

Для успешной нарезки метчик должен быть острым и качественным. Длительность его работы и вероятность поломки зависят от использования смазки. Несколько капель масла не только облегчат нарезку, но и улучшат качество резьбы. Это особенно важно для нарезки глухих отверстий. Естественно, что для работы не помешает наличие определенных навыков, которые приходят вместе с практикой. Впрочем, данная операция сравнительно проста и навыки приобретаются после 3-4 резьб.

Как правильно нарезать резьбу на болту или шпильке

Болты, шпильки и иные подобные крепёжные элементы имеют внешнюю резьбу и вам, соответственно, понадобится плашка (лерка) или клупп. Первые используются для метрических резьб, клуппы – для трубных. Нарезание клуппом немного проще – у них есть специальные заходы на трубы (одел и начал нарезать) и держатели-трещотки. Для работы плашкой очень важно ровно сделать первые витки, поэтому настоятельно рекомендуется предварительно сделать небольшую фаску напильником.

В отличие от внутренних резьб здесь нет сложностей с диаметрами. Так, для резьбы М10 понадобится заготовка с диаметром 10 мм. Основные правила нарезки мало, чем отличаются от работы метчиком. Плашки должны быть острыми и качественными, а при нарезке использоваться смазка. Иногда сложнее начать резьбу и если будет заметен перекос, то необходимо отрезать бракованный участок и начать снова. Для любого типа резьбы заготовку необходимо плотно зафиксировать в тисках.

В заключение…

В завершение хочется предупредить, что существует ещё одна формула определения диаметра отверстия для внутренней резьбы - диаметр метчика х 0,8. Но она актуальна только для ручных трехпроходовых метчиков. Для всех остальных случаев лучше использовать соответствующие таблицы.

И, конечно же, успех нарезки и качество резьбы во многом зависят от качества самого инструмента. Впрочем, эта проблема легко решаема – ведь в Интернет-магазине «Мекка инструмента» вы найдете любой требуемый инструмент по привлекательной цене.

Резьбовые соединения являются самыми надежными из разъемных соединений. Впервые были применены в античности, и с тех пор заметно усовершенствовались. До изобретения токарно-винторезного станка в 17 веке каждая пара «болт-гайка» изготавливалась индивидуально, они не были взаимозаменяемыми. В 19 веке, во время развития железных дорог в Англии, изобретатель сэр Джозефа Уитворта предложил и внедрил стандарт нарезки резьбы, носящий с тех пор его имя. Для нарезки внешней резьбы используют токарно-винторезный станок или специальные плашки, для нарезки внутренней резьбы применяют метчики – разновидность фрез.

В современном метчике присутствуют следующие обязательные конструктивные элементы:

• Головная (или заборная) часть в форме пологого конуса, служащая для начала формирования профиля резьбы.
• Некоторое число (2-6) боковых канавок, обеспечивающих отведение стружки и поступление смазки (СОЖ).
• Калибрующая часть, в форме протяженного цилиндра, завершающая точное формирование профиля.
• Хвостовик, служащий для закрепления метчика в зажимном устройстве патрона или ворота.

В поперечном разрезе форма канавки обуславливается двумя ее поверхностями: фронтальной гранью режущего зубца метчика и спинкой этого зубца.

Различают канавки для стружки следующих типов:

• Однорадиусные – поперечный разрез представляет собой дугу окружности, применяются на калибровочных инструментах.
• Прямолинейные — поперечное сечение U-образное, используются для нарезки гаечной резьбы.
• Смешанные — прямолинейная передняя и дугообразная задняя. Так делают большую часть универсального инструмента.

Кроме того, канавки делятся на:

• Прямолинейные. Используются в универсальном инструменте.
• Левые спиральные. Левозаходные применяют для нарезания резьбы на проход. Стружка выталкивается в пространство перед метчиком, предохраняя, таким образом, уже сформированный профиль от повреждения.
• Правые спиральные. Правозаходными снабжают метчики для нарезания глухих отверстий, такими канавками стружка выталкивается наружу и не забивает отверстие.

Коническая форма головной части облегчает центровку метчика в отверстии и заход на нарезку первых ниток резьбы. Угол наклона конуса варьируется между 3° и 20°, конкретное значение определяют, исходя из назначения инструмента — чернового, промежуточного или чистового прохода.

Цилиндрическая часть в действительности представляет собой обратный конус с очень маленьким углом конусности. Занижение достигает 0,1 мм, это позволяет снизить трение в ходе нарезки.

Существуют и другие конструкции метчиков для редких и специальных применений.

Типы нарезаемой резьбы

Для нарезания каждого типа и размера резьбы существуют свои наборы метчиков. Они не взаимозаменяемы, как и резьбовые элементы разных типов. Различают следующие основные типы:

• Метрическая. Профиль в виде равнобедренного треугольника углом у вершины 60°, все размеры профиля выражены в миллиметрах. Маркируется литерой М.
• Дюймовая. Профиль имеет более острый угол – 55°. Диаметр выражается в дюймах и их долях в виде простых дробей, а шаг – числом витков на дюйм. Некоторые маркируются литерой W(в честь Дж. Уитворта).
• Трубная. Отличается разным наклоном передней и задней части профиля для обеспечения надежности соединения и предотвращения его самопроизвольного раскручивания. Существуют как цилиндрические, так и конические трубные резьбы.

Существуют и другие типы резьбы для специальных применений

Материалы для производства метчиков

Элементы метчика испытывают большие механические и термические нагрузки, он должен быть способен за время своей эксплуатации нарезать несколько сотен, а машинный — много тысяч отверстий. Поэтому для их изготовления применяют высококачественные инструментальные стали:

• Для ручных моделей — высокоуглеродистые У10А или У 12А.
• Для машинных – быстрорежущие РМ5 и др.
• Для автоматического оборудования высокой производительности — твердосплавные с повышенной термостойкостью.

Кроме преимуществ в виде высокой производительности и долговечности, такие материалы имеют и один недостаток — в случае поломки метчик для нарезки резьбы невозможно высверлить.

Как правильно и без потерь инструмента нарезать резьбу вручную

Технологический процесс нарезки резьбы разбивается на несколько операций.

• Подготовка. По таблице соответствий подобрать сверло нужного диаметра и точно просверлить отверстие, не допуская увода сверла. Сверло должно быть правильно заточено, иначе материал перегреется, и прочность резьбы снизится. Отверстие зазенковать. В случае глухого отверстия дать припуск по глубине.
• Для нарезания резьбы использовать метчики только стандартных типоразмеров.
• Нарезка. Движения должны быть аккуратные и размеренные. Не пропускать номера, следует использовать последовательно все три — от грубого до финишного.
• После каждого полного оборота воротка следует давать пол-оборота в обратном направлении для скола стружки и ее выталкивания из канавок.
• Очистка. Проходные отверстия очищаются проволочным ершиком, глухие — промышленным пылесосом или потоком сжатого воздуха.
• Проверка. Закрутить в отверстие винт. Он должен заходить без перекоса и идти по резьбе плавно и без усилий.

В народном фольклоре существуют и другие секреты ручной нарезки, однако для получения качественной резьбы достаточно четко соблюдать вышеперечисленные

Если что-то пошло не так или что делать со сломанным метчиком

Метчик, как и любой другой инструмент, не вечен и подвержен естественному износу и старению. Чтобы это не случилось раньше времени, следует соблюдать вышеизложенные рекомендации. Самые распространенные причины, приводящие к поломке:

• Перекос.
• Слишком маленькое отверстие.
• Излишние усилия, прикладываемые к воротку.
• Несоблюдение правила обратного пол-оборота после каждого полного оборота воротка.

Не надо торопиться, стараться прогнать резьбу побыстрее или пытаться пропустить метчик из набора. Все это обернется большим потерями времени при извлечении сломанного инструмента и при повторном прохождении резьбы.

Как выкрутить сломанный метчик

• Экстрактор. Для метчиков применяется специальный экстрактор с закаленными изогнутыми тонкими шпильками, которые одним концом вводятся в канавки, а другим зажимаются в специальной цилиндрической оправке. Осторожно вращая оправку воротком, можно выкрутить пострадавший инструмент.
• Точечная сварка. К обломку приваривается L-образный стержень, за который конструкция и выкручивается пассатижами.
• Вытравливание кислотами. Выбирается кислота, сильнее действующая на материал метчика, чем на материал детали. Способ опасный и не рекомендован для применения в домашних мастерских.
• Электроискровой способ. На деталь подают минус, а плюсовым электродом контактной сварки аккуратно прикасаются к обломку. В ходе электроискрового разряда он теряет мельчайшие частицы металла в виде раскаленных брызг. Через несколько разрядов, как правило, заклинивание пропадает, и обломок можно выкрутить.

Но самый лучший способ — это вовсе не ломать метчик.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Чтобы резьба нарезалась без проблем, необходимо тщательно подготовить отверстие.

Таблица соответствий диаметров сверла конкретному метчику для метрических, дюймовых, трубных и трапецеидальных резьб приведена по ссылке.

Скачать таблицу диаметров отверстий под резьбу

Для нарезания резьбы могут использоваться самые различные инструменты, среди которых выделим метчик. Он используется для создания резьбовой поверхности, предназначенной для размещения винта, шпильки, болта или другого крепежного элемента. Относительно невысокая стоимость, простота в применении определили широкое распространение рассматриваемого ручного инструмента. Рассмотрим подробнее, как правильно нарезать резьбу метчиком в домашних условиях.

Классификация метчиков и их сфера применения

Для нарезания резьбы на протяжении достаточно длительного периода использовали токарные или сверлильные станки. Они предназначены для вращения заготовки или инструмента. Рабочим инструментом практически во всех случаях становится метчик.

Классификация подобного инструмента проводится по ряду различных признаков:

Как правило, при изготовлении инструмента применяется качественная инструментальная сталь. Она может выдерживать длительную эксплуатацию, при работе не нагреваться. Метчик высокого качества имеет строгую геометрическую форму, выглядит аккуратно. Применяется подобный инструмент зачастую для нарезания метрической резьбы, но есть варианты исполнения для получения дюймовой. Форма основания может быть цилиндрической или конической.

Подготовительный этап

Для того чтобы работа по получению резьбы не вызывала много трудностей, следует провести тщательную подготовку к подобной технологической операции. Все применяемые методы, связанные с нарезанием внутренней резьбы , предусматривают то, что заранее уже было получено отверстие требуемого диаметра. Получить стандартный размер резьбы можно при создании отверстия согласно таблице соответствия. К примеру, для резьбы М10 создается отверстие диаметром 8,5 мм.

Часто встречается ситуация, когда следует получить резьбу нестандартного размера. В этом случае проводится расчет требуемого диаметра отверстия по универсальной формуле. Вычисления проводятся следующим образом:

1. Изучается маркировка применяемого инструмента. Нужно уделить внимание типу нарезаемой резьбы, шагу и диаметру.
2. Определить требуемый диаметр отверстия при использовании метчика М5Х0,75 можно следующим образом: 5−0,75=5,25 мм.

Проще всего провести работу в случае, когда нужно получить стандартную резьбу, так как вся необходимая информация может быть взята из различных таблиц нормативной документации.

Для получения качественного отверстия нужно правильно выбрать сверло. При сверлении рекомендуется использовать оборудование, которое препятствует возникновению биения при работе. Выбирая сверло, стоит помнить, что оно должно иметь качественную заточку. Специалисты рекомендуют подбирать угол заточки в зависимости от того, какой твердостью обладает обрабатываемый материал. С повышением показателя твердости увеличивается и рекомендуемый угол заточки, но он не должен превышать значение 140 градусов.

Требуемое оборудование

Нарезка резьбы метчиком вручную возможна только при наличии следующего инструмента:

После нахождения всего необходимого можно приступать к непосредственному выполнению работ.

Особенности применяемой технологии

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

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. В о 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.

Чем нарезают резьбу?

Основные методы создания резьбы следующие: 1 - нарезание резьбовы­ми резцами или резьбовыми гребенками; 2 - нарезание плашками, резьбо­нарезными головками и метчиками; 3 - накатывание при помощи плоских или круглых накатных плашек; 4 - фрезерование с помощью специальных резьбовых фрез; 5 - шлифование абразивными кругами.

Нарезание резьбы резцами. С помощью резьбовых резцов и гребе­нок на токарно-винторезных станках нарезают резьбу как наружную, так и внутреннюю (внутренняя резьба, начиная с диаметра 12 мм и выше).

Способ нарезания резьбы резцами характеризуется относительно не­высокой производительностью, поэтому в настоящее время он применя­ется в основном в мелкосерийном и индивидуальном производстве, а так­же при создании точных винтов, калибров, ходовых винтов и т. д. Досто­инством этого способа является простота режущего инструмента и срав­нительно высокая точность получаемой резьбы. Схематически он заклю­чается в следующем (рис. 32): при одновременном вращательном движе­нии детали, на которой нарезается резьба, и поступательном движении резца (на токарном станке - II) последний снимает (вырезает) часть по­верхности детали в виде винтовой линии (I).

Рис. 32

Нарезание резьбы плашками и метчиками . На рис. 33 показаны плашки, которые по своим конструктивным особенностям делятся на круг­лые - I и II (лерки) и раздвижные - III (клупповые).

Круглые плашки, имеющие применение на монтажных, заготовитель­ных и других работах, предназначены для нарезания наружной резьбы диаметром до 52 мм в один проход. Для более крупной резьбы применя­ют плашки особой конструкции, которые фактически служат лишь для зачистки резьбы после предварительной нарезки ее другими инструмен­тами.

Раздвижные плашки состоят из двух половин, вставляющихся в клупп и постепенно сближающихся в процессе резания.

Рис. 33

При нарезании резьбы на металлорежущих станках (II) плашка устанавливается и за­крепляется в специальном патроне или при­способлении (рис. 34). Деталь подается в кали­брующую часть вращающейся плашки. Внут­реннюю крепежную резьбу в подавляющем большинстве случаев нарезают метчиками.

Метчик (рис. 35) представляет собой сталь­ной стержень с резьбой, разделенный продоль­ными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Эти же ка­навки служат для выхода стружки. По спосо­бу применения метчики разделяются на руч­ные и машинные.

Рис. 35

Последовательность получения резьбы в глухих отверстиях такова (рис. 36): вначале высверливают гнездо, куда в дальнейшем будет завернута шпилька или винт. Диаметр сверла должен быть выбран из табл. рекомендуемых стандартом ГОСТ 9150-81 величин. Резьбу нарезают комплектом из двух или трех мет­чиков (малого, среднего и нормального, чис­тового) в зависимости от размера резьбы. На­резать резьбу одним метчиком (нормальным) за один заход нельзя. Это ведет к поломке метчика.

Для метрической резьбы с крупным ша­гом и дюймовой резьбы комплект состоит из трех метчиков, для метрической резьбы с мелким шагом и трубной резьбы - из двух.

Накатывание резьбы . Основной про­мышленный метод изготовления резьбы в настоящее время - накатка на специаль­ных резьбонакатных станках, имеющих корпус трехроликовой головки 1, ролико- держатель 2 и накатной ролик 3 (рис. 37). Деталь 4 зажимается в тисках суппорта. В этом случае при большой производительнос­ти обеспечивается получение высокого ка­чества изделия (формы, размеров и шерохо­ватости поверхности).

Процесс накатывания резьбы заключает­ся в создании резьбы на поверхности детали без снятия стружки за счет пластической де­формации поверхности обрабатываемой де­тали. Схематически это выглядит так. Де­таль прокатывают между двумя плоскими плашками (рис. 38. I) или цилиндрически­ми роликами (рис. 38. II, III), имеющими резьбовой профиль, и на стержне выдавли­вается резьба такого же профиля. Наибольший диаметр накатываемой резьбы 25 мм, наименьший 1 мм; длина накатываемой резьбы 60...80 мм.

Рис. 36

Рис. 37

Фрезерование резьбы. Фрезерование наружной и внутренней резьбы производится на специальных резьбофрезерных станках. В этом случае вращающаяся гребенчатая фреза при радиальной подаче врезается в тело детали и фрезерует резьбу на ее поверхности. Периодически происходит осевое перемещение детали или фрезы от специального копира на величи­ну, равную шагу резьбы за время одного оборота детали (рис. 39).

Шлифование точной резьбы. Шлифование как способ создания резь­бы применяется главным образом для получения точной резьбы на сравни­тельно коротких резьбовых деталях, например резьбовых пробках - кали­брах, резьбовых роликах и т. д.

Рис. 38

Рис. 39

Рис. 40

Сущность процесса заключается в том, что шлифовальный круг, распо­ложенный к детали под углом подъемна резьбы, при быстром вращении и при одновременном медленном вращении детали с подачей вдоль оси на ве­личину шага резьбы за один оборот вырезает (вышлифовывает) часть по­верхности детали. В зависимости от конструкции станка и ряда других фак­торов резьба шлифуется за два-четыре и более прохода (рис. 40).

• " onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
• E-mail

Нарезание внутренней резьбы

Внутреннюю резьбу (резьбу в отверстии) нарезают метчиком (рис. справа). Изготовляют метчики из инструментальной углеродистой, легированной или быстрорежущей стали. Метчик состоит из хвостовика и рабочей части .

Хвостовиком метчик крепится в воротке или патроне станка .

Рабочая часть метчика представляет собой винт с продольными или винтовыми канавками для нарезания резьбы. Как и в плашках, в рабочей части метчика имеется заборная часть для облегчения входа инструмента в отверстие. Винтовые канавки, аналогично продольным отверстиям в плашке, образуют режущие кромки. По ним же сходит стружка.
Ручные метчики для нарезания метрической резьбы выпускают в комплекте, включающем два метчика для резьбы диаметром до 3 мм и три (№ 1 -черновой , № 2 - средний и № 3 - чистовой ) для резьбы диаметром больше 3 мм. Черновой метчик выполняет основную работу и срезает до 60 % слоя металла, подлежащего снятию. Получистовой метчик срезает до 30 % слоя металла. Чистовой метчик придает резьбе окончательную форму и размеры и срезает остальные 10 % слоя металла. Метчики, входящие в комплект, имеют разные диаметры резьбонарезной части и различную форму профилей. На хвостовой части всех метчиков комплекта выбиты круговые риски (1,2,3 ) или проставлены номера метчиков, а также указаны размеры резьбы - диаметр и шаг .

Для вращения метчика при нарезании резьбы ручным способом применяют приспособление - вороток (рис. слева). Воротки бывают – нерегулируемые (рис. а ) и регулируемые (рис. б ).

Прежде чем приступить к нарезанию резьбы в отверстии, выполняют разметку места отверстия с обязательным его накерниванием . С учетом размеров будущей резьбы по таблице (см. табл. ниже) подбирают диаметр сверла.

Иногда можно воспользоваться простым способом - чтобы узнать диаметр отверстия под нужную резьбу из диаметра резьбы вычитают шаг и получают диаметр отверстия.

Размер диаметра отверстия под резьбу можно вычислить по формуле D=d-1,6t,
где D - диаметр отверстия, мм;
d - диаметр нарезаемой резьбы, мм; t - глубина резьбы, мм.

Размеры воротка для закрепления метчика при нарезании резьбы подбираются в зависимости от диаметра нарезаемой резьбы. Примерная длина воротка может быть определена по формуле
L=20D+100 мм,
где D - диаметр резьбы.

При нарезании внутренней резьбы металл как бы выдавливается, уменьшая диаметр отверстия. Поэтому диаметр сверла должен быть несколько больше внутреннего и меньше наружного диаметра резьбы. Если диаметр отверстия меньше требуемого, метчик сломается, а если больше - резьба будет неполной, ослабленной.
Просверленное отверстие обрабатывают зенкером . Применение этого инструмента позволяет улучшить качество, уменьшить конусность, овальность боковой поверхности отверстия. Зенкером работают так же, как и сверлом.

Для качественного нарезания резьбы важно правильно закрепить деталь в тисках и установить в отверстии первый метчик (рис. выше а ). Деталь закрепляют так, чтобы поверхность с отверстием была параллельна плоскостям губок тисков, а метчик - перпендикулярен плоскости детали и губкам. Перпендикулярность (угол 90°) проверяют угольником (рис. б ).
Нарезают резьбу следующим образом (рис. в ). Сначала устанавливают метчик № 1. Предварительно его резьбовую часть смазывают маслом. Прижимая левой рукой вороток к метчику, правой плавно вращают его вправо до тех пор, пока метчик не врежется на 1-2 нитки. Одновременно следят за сохранением прямого угла, при необходимости направляя метчик. После того, как метчик занял правильное устойчивое положение и началось нарезание резьбы, вороток берут обеими руками и вращают с легким нажимом, перехватывая через каждые пол-оборота. Для того чтобы стружка ломалась и уходила в канавки метчика, его вращают возвратно-поступательно: полтора оборота вперед и пол-оборота назад.
Закончив проход метчиком № 1, его вывертывают, вставляют метчик № 2, заправляют в резьбу, устанавливают вороток и нарезают. Окончательно доводят резьбу метчиком № 3 и проверяют резьбу (рис. г).
Глухие отверстия под резьбу просверливают на глубину несколько большую, чем длина резьбы.
Качество резьбы в условиях мастерских можно проверить, вворачивая в отверстие соответствующий болт.

При нарезании резьбы иногда возникают следующие дефекты, которых следует избегать:
1) шероховатая или рваная нарезка - получается, если отсутствует смазка, а также из-за перекоса метчика или плашки;
2) резьба неполного профиля - если диаметр отверстия больше нормы или диаметр стержня меньше нормы;
3) перекос резьбы или поломка метчика - если диаметр отверстия меньше нормы или диаметр стержня больше нормы.

При нарезании резьбы в вязких и мягких металлах необходимо периодически вывертывать метчик и очищать канавки от стружки.
Резьбу следует нарезать последовательно полным набором метчиков.
Необходимо тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса метчика.
Надо проявлять особую осторожность при нарезании резьбы в глухих отверстиях.
Обязательно надо периодически смазывать нарезаемую резьбу маслом.