Нарезание резьбы. Выбор методов и инструментов.

Нарезания токарными резцами.

Метод наиболее простой, в основном применяется на станках токарной группы, но может применяться и на станках фрезерных, при наличии ЧПУ управляемых расточных головок, расточных головок универсальных с радиальной подачей и в других редких нестандартных случаях (к примеру, когда мелкоразмерная деталь (заготовка) зажимается в цанговый патрон и устанавливается в шпиндель станка, а резец в державке (в тисках) крепится к столу станка, т.е. как бы инструмент и деталь меняются местами…)

Следует отметить:

— точение довольно простой и производительный метод;

— данным методом, при помощи одной державки и разных типов режущих пластин, можно легко получать различные виды резьб, с различными шагами, заходами, допусками и т.д.;

— во многих случаях получается хорошее качество резьбы и хорошая чистота обработанных поверхностей;

— экономически не дорогой метод и подходит для большинства материалов;

Есть и оговорки:

— зачастую метод не дает высокой производительности при массовом производстве;

— не самый лучший вариант для нарезания длинных ходовых винтов на токарном станке резцами (даже с люнетом), нарезания длинных шпилек…;

— обработка вязких материалов может вызывать низкую чистоту поверхности и трудности с эвакуацией стружки;

— довольно большие сложности с обработкой глубоких внутренних резьб (уже при вылетах более 3-4 диаметров рекомендуется применение виброгасящих державок).

Часто возникающие вопросы…

Токарные резьбонарезные пластины для нарезания резьб в основном можно встретить нескольких типов:

— пластины с полным профилем — профиль, радиус при вершине и во впадине, полностью соответствует шагу нарезаемой резьбы, иногда есть дополнительная зачистная кромка для снятия заусенца, наиболее точные и прочные резьбы;

— пластина соответствует по углу профиля резьбы, одной пластиной можно резать различные шаги резьб;

— многозубые пластины (требуется меньше проходов).

Как нарезать резьбу на трубе отопления и водопровода: плашка и почий инструмент

Стальные трубы при устройстве водопровода или газопровода в квартире не потеряли своей популярности. Актуальным остается вопрос — как нарезать резьбу на трубе, чтобы обеспечить надежное соединение отдельных элементов системы. Существуют различные способы, на которых остановимся подробнее.

Описание резьбы и ее параметров

Это винтовая канавка, которая нарезается на поверхности круглой или конической формы. Характеризуется следующими постоянными параметрами: расстояние между витками, неизменная геометрическая форма канавки, глубина нарезки. Используется для получения разъемных резьбовых соединений в различных механизмах и конструкциях.

Резьба бывает наружной или внутренней. На поверхности трубы или стержня нарезается наружная резьба. Внутренняя выполняется внутри отверстия. Это может быть внутренняя стенка трубы, муфты, гайки или других сантехнических устройств.

Нарезка внутренней резьбы метчиком и воротком

К характеристикам резьбы относят:

1. Шаг. Расстояние между рядом расположенными вершинами или впадинами. Измерение производят вдоль резьбовой оси.
2. Глубина. Это половина разницы между наружным и внутренним диаметрами.
3. Профиль. При нарезании резьбы на трубах чаще применяется треугольный профиль. В различных механизмах и кинематических схемах используют трапецеидальную, прямоугольную или круглую форму.
4. Угол профиля. Зависит от его высоты и шага.
5. Длина участка нарезки резьбы.

Важно отметить, что коническая резьба образует плотное, герметизирующее соединение, но выполнить его можно только на специализированном оборудовании. Нарезать ее на водопроводных трубах своими руками практически невозможно.

Стандарты резьбовых соединений для трубопроводов

Государственными стандартами нормируются такие виды, как метрическая, трубная цилиндрическая, трубная коническая, известны некоторые нестандартные виды, которые в домашнем обиходе не применяются.

Метрическая

Это самый распространенный вид. Ее параметры определяет ГОСТ 9150-81. Свое название получила из-за использования метрической системы в характеристиках. Диаметр дается в миллиметрах. Имеет треугольную форму и постоянный угол профиля 600. Обозначение метрической резьбы начинается с заглавной буквы М, далее указывают диаметр в мм, к примеру, М20.

Метрическая резьба имеет крупный шаг и несколько мелких. Крупный шаг в обозначении не указывается, его размер соответствует диаметру. Мелкий шаг составляет определенную величину, которая приводится в обозначении. Метрическая резьба чаще правосторонняя, если используется левосторонний вариант, в обозначение добавляются буквы LH.

Примеры обозначения: М20 – правосторонняя, метрическая, диаметр 20 мм, шаг 2,5 мм; М20х0,5-LH – левосторонняя метрическая, диаметр 20 мм, шаг 0,5 мм.

Трубная цилиндрическая

В российской системе стандартов нормируется ГОСТ 6357-81, по международному стандарту имеет обозначение BSPP. Все размеры указаны в дюймах. Трубная резьба нарезается на фитингах, кранах, гайках и другой сантехнической арматуре.

Основные характеристики трубной цилиндрической резьбы:

• для обозначения используется буква G;
• размер условного прохода измеряется в дюймах;
• угол наклона профиля равен 550;
• четыре значения шага, величина которого соотносится с определенным диаметром;
• наибольший диаметр трубной резьбы 6 дюймов, трубы большего размера соединяются сваркой.

Предлагаем вашему вниманию таблицу соответствия параметров трубной резьбы.

Таблица 1

Диаметр условного прохода в дюймах	Шаг, мм	Наружный диаметр, мм	Внутренний диаметр, мм
1/8	1,814	9,73	8,57
1/4	13,15	11,45
3/8	16,66	14,95
1/2	20,95	18,631
5/8	22,91	20,587
3/4	26,44	24,12
7/8	30,20	27,88
1	2,309	33,28	30,29
1 1/8	37,89	34,94
1 1/4	41,91	38,95
1 3/8	44,32	41,36
1 1/2	47,80	47,85
1 3/4	53,75	50,79
2	59,61	56,66

В таблице приведены наиболее часто используемые диаметры дюймовой резьбы для трубопроводных систем.

Обозначение G 1 1/4“ расшифровывается следующим образом – трубная цилиндрическая резьба правосторонняя, диаметр условного прохода один дюйм с четвертью. В обозначении возможно присутствие букв А, В, С, которые указывают на класс точности исполнения, LH – левосторонняя.

Трубная коническая

Нормируется ГОСТ 6211-81, международный стандарт BSPT. Характеристики такие, как у цилиндрической резьбы, нарезается на конусе с уклоном 1:16. Обеспечивает плотное герметичное соединение отдельных узлов системы трубопроводов. Наружная резьба имеет обозначение R, внутренняя – Rс. После буквенной аббревиатуры следует размер условного прохода в дюймах.

Инструмент и принцип нарезки трубной резьбы

Для нарезки трубной резьбы применяют специальные инструменты и приспособления. Наиболее часто используют:

• труборез;
• плашки;
• воротки;
• ручной клупп;
• шлифмашинка.

Для выполнения операции на металлических трубах нужно приложить большое механическое усилие, труба при этом должна оставаться неподвижной. Чтобы выполнить такое условие, ее зажимают в трубных тисках, в стесненных условиях для зажима используют газовый ключ.

Важно. Нарезаемый участок трубы смазывают моторным маслом или техническим вазелином. После окончания работы поверхность очищают от металлических опилок и смазки щеткой или ветошью.

Для возможности вращения плашки ее закрепляют в вороток. Это кольцо с отверстием для плашки, в котором она фиксируется стопорными винтами. Вороток имеет несколько рукояток для обеспечения вращения.

Инструкция по нарезанию резьбы с использованием плашки

Плашка (лерка) представляет собой металлический диск с расположенным в центре круглым лепестковым отверстием. Лепестки имеют режущие кромки, нарезающие резьбу определенного размера и формы. Плашки изготовлены из металла, твердость которого больше, чем у материала трубы. Это быстрорежущая или легированная сталь.

Плашки бывают цельными и разъемными. Цельные плашки являются более точным инструментом, но быстрее изнашиваются.

Порядок работы следующий:

1. Подготовка трубы. очистка от грязи, обезжиривание поверхности.
2. Закрепление в тисках. При работе по месту расположения трубы используют газовый ключ.
3. Снятие торцовой фаски. Срез трубы должен быть выполнен под прямым углом к ее оси. Фаску снимают шлифовальным кругом или напильником.
4. Место нарезания смазывают техническим маслом.
5. В держатель вставляют плашку, винты затягивают, обеспечивая ее фиксирование.
6. Плашку приближают к торцу трубы перпендикулярно к оси, не перекашивая. Плавно нажимая, вращают плашку по часовой стрелке. Первые бороздки помогут закрепиться инструменту, далее процесс пойдет легче.
7. Работу выполняют не спеша, с равномерным усилием. Большая скорость не ускорит процесс, но может ухудшить качество. Правильные параметры получают за счет прохождения режущих кромок по всей длине плашки.
8. Не допускают отсутствия на поверхности нарезки смазки, при необходимости опрыскивают маслом из распылителя.
9. После получения резьбовой линии нужной длины плашку, проворачивая, снимают, поверхность очищают от стружки с помощью ветоши, щетки или кисточки с мягким ворсом.

Работу можно выполнять в два этапа. Сначала используют черновую плашку, затем осуществляют доводку чистовой. Принцип работы соответствует указанному выше.

Нарезание плашкой с держателем-трещоткой

Держатель трещетка и набор клуппов

В случае, когда необходимо нарезать резьбу на трубе, расположенной близко к стене, где ее трудно зафиксировать неподвижно, используют специальную плашку. Она имеет длинный корпус для обеспечения центровки режущей плашки и трещотку для ее вращения.

Держатель-трещотка оборудован тяжелым корпусом, включающим 3 отделения. Снизу устанавливают плашку и закрепляют болтами. В середине находится механизм трещотки с поворотным рычагом. Здесь же установлен переключатель механизма поворота по часовой стрелке или против нее.

Верхняя часть представляет собой цилиндр для центрирования устройства. Он оснащен тремя болтами, оси которых расположены под углом 1200. Вращением болтов производится центрирование режущего механизма на  и фиксирование приспособления на трубе.

Использование клупповых плашек

Клупповая плашка состоит из корпуса. В нем в специальных гнездах закреплены 4 резца. На корпус устанавливается крышка, которая крепится винтами. Получается закрытая режущая головка. Клупп оснащен хвостовиком, длина которого обеспечивает центрирование устройства на трубе. Хвостовик имеет шлицы для обеспечения вращения головки с помощью трещотки или газового ключа.

Нарезка резьбы клуппом выполняют следующим образом:

• трубу фиксируют в зажиме;
• плашку устанавливают в держатель, край трубы вставляют в направляющую;
• смазывают техническим маслом место нарезания резьбы;
• вращают режущую головку.

Периодически проворачивают клупп против движения для удаления стружки. Используют такой вариант – три поворота вперед, один назад. Клупп является удобным приспособлением для нарезки резьбы на водопроводных трубах своими руками.

Применение электрического клуппа

В среде профессионалов для нарезки используют электрический клупп. Это компактное устройство оснащено режущими головками, как и ручной клупп, но вращательный момент осуществляется электроприводом. Принципы работы электрического и механического механизма одинаковы. При нечастом использовании электрического инструмента, имеющего высокую стоимость, можно ограничиться его арендой.

Нарезка внутренней трубной резьбы

Набор метчиков для внутренней резьбы

Внутреннюю резьбу имеют переходники, отводы, муфты, их накручивают на трубу, не уменьшая ее внутреннего прохода. Но если вы задумаете изготовить самостоятельно соединительные элементы для труб, вам понадобится такое умение.

В данном случае для нарезки используют метчики (на фото). Это металлический стержень, имеющий режущую часть. Кромки выполнены отдельными сегментами, разделенными продольными проточками для отведения стружки. Метчик имеет хвостовую часть квадратного сечения, на которую надевается вороток и осуществляется вращение. В комплекте находится по два метчика, один выполняет черновую, второй чистовую нарезку.

Работы с трубой, расположенной у стены

При таких условиях невозможно осуществить полный оборот режущей головки за один проход. Следует тщательно отнестись к выбору инструмента. В данном случае хорошо использовать плашку с держателем-трещоткой, подойдет и вороток с одной ручкой. Нарезка резьбовой линии происходит при повороте плашки до упора рычага в стену, затем следует движение назад и снова вперед. Хорошо использовать плашку-клупп, с ним можно работать в ограниченном пространстве.

Возможные ошибки при нарезании трубной резьбы

Выделим основные моменты, мешающие качественной нарезке:

1. Труба имеет больший или меньший диаметр, чем требуется для получения резьбы нужного размера. Глубина канавки будет отличаться от стандартной, что исключает плотное соединение с трубопроводной арматурой.
2. Отсутствие центрирования режущего инструмента и трубы приведет к срыву витков резьбовой линии.
3. К таким же последствиям приводит отсутствие смазки на поверхности.

Важным условием для получения хорошего результата является использование качественного инструмента. Резцы плашки или метчика должны быть изготовлены из инструментальной или быстрорежущей стали высокой твердости.

Самостоятельно нарезать резьбу на металлических трубах системы отопления и водопровода вполне возможно. Для этого выбирают режущий инструмент для получения необходимых геометрических характеристик: диаметра, шага, угла профиля. Новичкам лучше использовать набор плашек для нарезания сначала чернового профиля, а затем чистового.

Видео-урок по нарезанию наружной резьбы с помощью клуппа 1/2 дюйма и трещотки:

Просмотров: 153

Как правильно нарезать резьбу — Мекка инструмента

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.

Таблица 1.Рекомендуемые диаметры стержней для резьбы, нарезаемой плашками

Диаметр резьбы в мм	М 6	М 8	М 10	М 12	М 14	М 16	М 18	М 20
Диаметр стержня в мм	5,8	7,8	9,8	11,8	13,7	15,7	17,7	19,8

 

Таблица 2. Диаметры отверстий под метрические резьбы.

Обозначение резьбы	Диаметр, отверстия,мм
M1,0	0,75
M1,2	0,95
M1,4	1,1
M1,7	1,35
M2,0	1,6
M2,3	1,9
M2,6	2,15
М3х0,5	2,5
М3,5	2,9
М4х0,7	3,3
М5х0,8	4,2
М6х1	4,96
М7	6,0
М8	6,7
М9	7,7
М10х1,5	8,45
М11	9,4
М12х1,75	10,18
М14	11,8
М16	13,8
М18	15,3
М20	17,3

 

Таблица 3. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы.

Обозначение резьбы, дюйм	Нар. диаметр, мм	Шаг резьбы		Диаметр отверстия, мм
		Ниток на дюйм	мм
1/8″	2,095	24	1,058	0,74
3/16″	4,762	24	1,058	3,41
1/4″	6,350	29	1,270	4,72
5/16″	7,938	18	1,411	6,13
3/8″	9,525	16	1,588	7,49
7/16″	11,112	14	1,814	8,79

 

Таблица 4. Трубные дюймовые резьбы.

Обозначение резьбы	Наружный диаметр,мм		Шаг резьбы		Внутренний диаметр отверстия.мм
	трубы	резьбы	ниток на дюйм	мм
труб 1/4″	13,5	13,158	19	1,337	11,8
труб 3/8″	17,0	16,663	19	1,337	15,2
труб 1/2″	21,25	20,956	14	1,814	18,9
труб 3/4″	26,75	26,442	14	1.814	24,3
труб 1″	33,5	33.250	11	2,399	30,5

Нарезание резьбы на токарном станке: классификация, схемы

Нарезание резьбы на универсальном токарном станке распространенная операция, особо в ремонтных подразделениях. Наличие ходового винта, большой диапазон подач позволяют перекрывать основные потребности без переналадок и специального инструмента – достаточно нескольких резьбовых резцов. Возможность механизированного нарезания ручными, машинными метчиками, лерками – упрощает настройку, ускоряет процесс при сохранении приемлемого качества крепежа.

Типы и свойства резцов

Классификация

На практике применяются резцы для наружной и внутренней резьбы с державкой прямоугольного сечения. Реже встречаются дисковые, призматические, затачиваемые по передней поверхности. Рабочий профиль у всех соответствует размерам винтовой канавки. По направлению нарезаемой спирали выпускают левые и правые.

Различают цельные и сборные инструменты. Первые, преимущественно изготовлены из быстрорежущей стали, небольшого сечения или дисковые. Основная масса оснащается режущими пластинами, закреплёнными пайкой тугоплавким припоем или механическим способом, допускающим замену при износе.

Резцы резьбовые: наружный (черт. 1), внутренний (черт. 2)

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.

Расшифровка написания резьб

Нормативные документы: ГОСТ, ОСТ, МН на конкретный тип содержат образцы условной записи.

Графические материалы оформляют, руководствуясь указаниями ГОСТ 2.311-68 «Изображение резьбы».

Типовая структура обозначения содержит:

• буквенную часть, определяющую тип;
• цифры, соответствующие номинальному размеру в миллиметрах или дюймах;
• шаг (мм) указывается только мелкий, после знака «×»;
• у многозаходных вместо предыдущего пункта приводят ход (мм), затем шаг в скобках;
• направление: правое – по умолчанию, левое – обозначают LH;
• поле допуска или класс точности;
• длину свинчивания, отличную от нормальной.

Пример 1: М16×1,5LH–6H. Расшифровка:

• М – метрическая цилиндрическая;
• 16 – номинальный диаметр, мм;
• 1,5 – мелкий шаг, мм;
• LH – левая;
• 6Н – поле допуска, где 6 – степень точности; H – основное отклонение. Прописные буквы применяются для внутренней (гаек), следовательно, резьба в отверстии.

Длина свинчивания не указана, значит – нормальная.

Пример 2: G1/2–A

• G – трубная цилиндрическая;
• 1/2 – размер резьбы, дюймов; соответствует внутреннему диаметру трубы;
• А – класс точности.

Варианты обозначений проиллюстрированы ниже.

Инструменты для нарезки резьбы

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

Формообразование на станке осуществляется методом копирования рабочего профиля инструмента на деталь по винтовой линии. Поступательное перемещение сообщается резцу, метчику, плашке, гребенке. В сочетании с вращением заготовки получается винтовое движение, инструментальная поверхность совпадает с нарезаемой.

Как правило, нарезание малых партий крепежа, фитингов до М36 производят метчиками, лерками. Крупные заказы выгоднее изготовлять на специализированных автоматах. Резьбы большого диаметра, ходовые, силовые, точные обрабатывают резцами на универсальных токарных, когда не располагают моделями с ЧПУ или программа выпуска недостаточна.

Нарезание внутренней и наружной резьбы резцом

Резьбы с высокой соосностью к другим поверхностям, передающие движение, усилие выполняют резцом. Вращение шпинделя связывают кинематически с ходовым винтом, перемещающим суппорт с резцедержателем.

Общий порядок действий включает:

• Проточку поверхности по длине нарезания, с образованием канавки для выхода инструмента.
• Выбор, при необходимости: заточку, доводку резца с проверкой по угловым шаблонам.
• Установку режимов на станке, настройку гитары на шаг, не обеспечиваемый коробкой.

Перемещение резца за оборот заготовки равняется шагу Р или ходу Н для многозаходных.

• Установку резца по шаблону.

•  Нарезание за выбранное по справочнику количество проходов.

Резьбонарезание партии деталей разделяют на черновое, чистовое. Для последнего инструмент тщательно затачивают. Резьбы шагом свыше 2 мм получают боковым врезанием. Левую винтовую канавку получают, переключив трензель, чтобы ходовой винт вращался в противоположную шпинделю сторону. Суппорт с резцом перемещаются слева на право.

Средние скорости при резьбонарезании стали составляют 20 – 35 м/мин быстрорежущим инструментом, 100 – 150 м/мин – твердосплавным. Чистовые хода производят при увеличенной на 50 – 100% скорости. Внутренние резьбы обрабатывают на сниженных на 30% режимах.

Использование метчиков

Распространенная марка Р6М5 позволяет нарезать заготовки твердостью до 240 НВ, метчики из инструментальных легированных сталей применяют для «сырых» деталей. Твердосплавные используют редко, так как кромки выкрашиваются от перекосов, несоосности, увеличивающих изгибающие нагрузки.

Диапазон типичных размеров ограничен М36 – 42, G2. Большие диаметры крупного шага обрабатывают комплектом из 2, лучше 3-х метчиков. Отверстие растачивают несколько больше внутреннего диаметра гайки D1 (cм. Рис. 2), с учетом выпучивания металла из канавки. При сверлении учитывают разбивку. Рекомендуемые значения приведены в справочниках.

Существуют несколько способов обработки:

• Зачастую гайки менее М12 нарезают, удерживая вороток руками. Строго говоря, прием – нарушение ТБ, может привести к травме. В начале завинчивания поджимают метчик центром задней бабки для направления, далее происходит самозатягивание. Останавливают, вывинчивают на реверсе.
• Метчик устанавливают в вороток, упирают в планку, закрепленную в резцедержателе, подпирают центровой державкой или задним центром. Включают малые обороты, нарезают на самозатягивании. Для устранения биения витков рекомендуется поджимать метчик до завинчивания на половину рабочей длины, плавно выдвигая пиноль.

• Применяют качающийся самовыдвижной метчикодержатель.

• Крупные диаметры получают с подачей суппорта по ходовому винту, коробку настраивают на соответствующий шаг. Метчик вставляют в оправку, зажатую в резцедержателе.
  Предохранительный патрон, устанавливаемый в пиноль, исключает поломку метчика при достижении дна глухого отверстия. Ускоряет выполнение серийных операций. Метчики с шахматным расположением зуба оптимальны для вязких нержавеющих, жаропрочных сплавов. Рекомендуемые скорости резания для стали 3 – 15 м/мин, для бронзы, чугуна 4 – 22 м/мин, работают с охлаждением. Для левых гаек используют инструменты с левой нарезкой, вращение противоположное, остальное – аналогично.

Плашки для нарезки резьбы

Варианты обработки аналогичны рассмотренным для метчиков:

• Без включения подачи, самонавинчиванием от вращения патрона. При нарезке мелких винтов плашкодержатель удерживают руками (потенциально опасно) или опирают на зажатую державку. На первых витках держатель поджимают грибковым центром, затем –нарезка на самозатягивании. По окончании реверсируют, свинчивая лерку.

• Нарезание подачей суппортом, с опиранием ворота на резцедержку. Перемещение за оборот шпинделя равна шагу. Часто первые нескольких ниток нарезают вручную при выключенном станке.

• Применение оснастки, устанавливаемой в пиноль – более совершенный, безопасный метод.

Крупные типоразмеры обрабатывают, предварительно прорезав канавку на половину глубины резцом. Диаметры стержней меньше номинала на величину подъема.

Скорости резания 2 – 4 м/мин для черных металлов и до 10 м/мин – цветных. Для стали СОЖ: эмульсия, минеральное масло, сульфофрезол. Чугун обрабатывают с керосином или на сухую. Чистую поверхность получают, смазывая стержень салом.

Использование резьбонарезных головок

Резьбонарезные головки служат для высокопроизводительной обработки. Посредством конического хвостовика корпус устанавливается в задней бабке. Врезание осуществляют, выдвигая пиноль, вращая маховик, дальнейшая подача – самозатягиванием. По окончанию прохода гребенки без свинчивания радиально разводят поворотом рукоятки. Скорость резания достигает 20 м/мин.

Правила нарезки

Качество профиля зависит от множества факторов:

• Погрешности заготовки. Занижение или завышение диаметра стержня и отверстия соответственно причина неполной высоты витков. Разновысотность по длине – следствие конусности исходной поверхности.
• Рваная поверхность получается при затупившемся инструменте, высокой скорости, неверно выбранной смазке.
• Усадка гайки по среднему диаметру характерна при аналогичном износе метчика.
• Растяжка витков происходит от подтормаживания самовыдвижной оправки.
• Разбивка гайки по среднему диаметру возможна от большого переднего угла, способствующего отжиму перьев метчика.

Во избежание указанного необходимо:

• Грамотно выбрать оснастку и методику нарезания.
• Подготовить заготовку согласно технологической документации или указаний справочных таблиц.
• Правильно подобрать режимы резания и СОЖ.
• Настроить станок на обработку, при необходимости рассчитать и собрать гитару.
• Заточку, установку резца контролировать по шаблону.
• Проверить первые готовые детали, произвести поднастройку, периодически повторять контроль в дальнейшем.
• Следить за исправностью приспособлений, своевременно подтачивать инструменты.
  Контроль качества резьбы
  Обеспечение требуемых служебных характеристик соединения определяется соответствием действительных значений: наружного, внутреннего, среднего диаметров, половины угла профиля, шага. Проверки выполняются:
• Калибрами. Контролируют диаметры резьбы в серийном производстве.

• Шагомерами (резьбовыми шаблонами), микрометрами со сменными вставками. Первыми проверяют на просвет P и α/2, вторые комплектуются набором сменных вставок под разные номиналы, предназначены для замера среднего диаметра болтов. Применяются в мелкосерийных цехах, измерения не точные.

• Точное измерение среднего диаметра винта выполняют, используя три проволочки, микрометр или оптиметр. Погрешность последнего до 2 мкм.

• Особо ответственные детали проверяют с помощью инструментальных микроскопов, позволяющих надежно определять диаметры, шаг, углы.

Чем нарезать резьбу — виды и назначение инструмента

Благодаря высокой надежности и простоте резьбовые соединения широко применяются в различных строительных конструкциях, машинах и механизмах. Так как основные геометрические параметры резьб являются общепринятыми, для создания новых соединений и ремонта изношенных узлов достаточно иметь небольшой набор стандартных инструментов.

Содержание

1. Внутренняя резьба
2. Наружная резьба

Внутренняя резьба

Внутреннюю резьбу нарезают в отверстии с помощью метчиков (1). Они представляют собой металлические стержни с закаленными зубьями. Изготовляются из инструментальной или быстрорежущей стали.

Виды метчиков

Метчики различают по назначению. Они могут использоваться для нарезания метрической, дюймовой, конической, трубной, а также трапецеидальной резьбы. Согласно соответствующим техническим условиям, а также ГОСТ 3266-81, в таблице представлены пределы применимости этого инструмента.

Наименование резьбы	Номинальные диаметры
Метрическая	1 — 52 мм
Дюймовая	1/4” — 2” (дюйма)
Коническая	1/16” — 2”
Трубная	1/16” — 6”
Трапецеидальная	5,6 — 90 мм

Метчики для нарезания метрической и дюймовой резьбы изготавливаются комплектами. Комплект может состоять как из двух, чистового и чернового, так и из трех — чернового, среднего и чистового метчиков. Черновой метчик предназначен для снятия основной части стружки. Чистовой служит для окончательного, точного формирования профиля резьбы и калибровки.

Чтобы идентифицировать метчик в комплекте, его хвостовую часть маркируют одной, двумя или тремя кольцевыми рисками. Возможно также обозначение с помощью номера: I – черновой, II – средний, III – чистовой.

Гаечные метчики предназначены для нарезания резьбы за один проход. Они являются однокомплектными, то есть продаются поштучно.

Для вращения метчиков используют воротки (2). Они могут быть нерегулируемыми с квадратными отверстиями под хвостовик фиксированного размера, а также регулируемыми. Кроме того, существуют воротки с трещоточным механизмом, обеспечивающие удобство работы в труднодоступных местах.

Наружная резьба

Вручную наружную резьбу нарезают плашками (5) и клуппами (4). Плашка представляет собой круглую гайку из быстрорежущей или инструментальной стали высокой твердости. С целью отвода стружки в ней предусмотрены специальные отверстия. Плашки бывают цельными и разрезными.

Разрезные плашки имеют прорезь величиной до 1,5 мм. Благодаря этому они позволяют регулировать диаметр нарезаемой резьбы в пределах 0,1—0,3 мм. Их недостатком является меньшая точность, поэтому использовать такой инструмент в ответственных соединениях не рекомендуется. Диаметры плашек представлены в таблице.

Наименование резьбы	Номинальные диаметры
Метрическая	1 — 76 мм
Дюймовая	1/4” — 2” (дюйма)
Трубная	1/8” — 2”

Вращение плашек производят с помощью плашкодержателей (3) и трещоток. Эти устройства, как правило, позволяют использовать несколько размеров режущего инструмента, например M16 — M20, 1/2” — 1”. Трещотки применяются для нарезания трубной резьбы плашками в труднодоступных местах, например, у стены.

Клуппы предназначены для нарезания наружной трубной резьбы диаметром 1/2” — 3”. Благодаря своей конструкции, они надежно фиксируются на трубе, что обеспечивает удобство работы, а также высокое качество резьбового соединения. Клуппы обычно оснащаются сменными резцами или головками. Это значительно увеличивает срок их эксплуатации. В зависимости от конструкции, для вращения ручных клуппов могут использоваться как съемные рукоятки, так и держатели-трещотки. 

Способы, методы нарезания резьбы. Чем нарезают резьбу

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).

Нарезание резьбы на токарном станке резцом и другими инструментами

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: 0–25⁰. 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 5–10⁰. 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 3–5⁰, если больше 4⁰, то 6–8 градусов.
• Резьбу внутреннего типа нарезают в уже подготовленных отверстиях, которые получены расточкой или сверлением.

Резьбонарезные резцы

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.

Резьбонарезные головки

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.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями: