Нарезание резьбы кратко. Приемы нарезания внутренней и наружной резьбы вручную. Инструмент для нарезания внутренней резьбы

Резьба является одним из наиболее удобных разъемных соединений и потому в хозяйстве может пригодиться информация о том, как нарезать резьбу. Существует дюймовая и метрическая резьба, поэтому бывает так, что подходящий на первый взгляд винт оказывается непригодным – диаметр не тот и шаг резьбы отличается. Даже профили метрической и дюймовой резьб отличаются: угол при вершине в метрической резьбе равен 60 градусов, а в дюймовой – 55 градусов.

Любое резьбовое соединение состоит из двух деталей, одна из которых имеет внутреннюю резьбу в отверстии, а вторая – наружную, на цилиндрической поверхности. В основном используют правую резьбу, в которой вращение происходит по часовой стрелке, но иногда встречается и левая резьба с вращением против часовой стрелки.

Для резьбы основными размерами являются шаг – расстояние между ее витками) и внешний диаметр. Они взаимосвязаны между собой и являются стандартными. И внутренние, и внешние резьбы определяются размером диаметра стержня, то есть если указана резьба М10, то эта резьба метрическая, правая с диаметром винта 10 мм и шагом резьбы 1,5 мм. Иногда применяют и нестандартизированные резьбы, например объективы фотокамер крепятся на резьбы диаметром 42 мм. По стандарту шаг для этой резьбы составляет 4,5 мм, но для оптического устройства это слишком большой параметр, поэтому используют шаг 1 мм. Существуют специальные стандарты на мелкие резьбы. Основные размеры резьб можно найти в справочниках и стандартах.

Любые резьбы нарезаются с помощью специальных инструментов и станков, а в домашних условиях можно нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу на крепежных изделиях диаметром до десяти миллиметров. Для этого используют простой инструмент по типу наборов плашек (для наружной резьбы) или метчиков (1) (для внутренней резьбы). Плашки (2) представляют собой инструмент из твердого сплава, похожий на гайку с режущими канавками.

Метчики (1) также изготавливаются из твердого сплава, это инструмент похож на винт с режущими канавками. Обычно используют не один метчик, а комплект из двух или трех инструментов, которые используются для чернового и чистового проходов, и имеют разную глубину прорезания резьбовых канавок. И метчики, и плашки при нарезании резьбы зажимаются в специальные приспособления – воротки (3), размер которых должен подходить к используемому инструменту.

Инструменты для нарезания резьбы должны быть качественными и острыми. Тупым ржавым метчиком хорошую резьбу нарезать будет невозможно, к тому же высока вероятность, что он сломается в первом же отверстии, и в этом случае больше проблем будет с его извлечением из заготовки. Метчики из металла низкого качества годятся разве что для работы с пластмассой. Что касается плашек, то тупой инструмент нарежет неровную резьбу, и тогда гайку можно будет накручивать только с большими усилиями.

Нарезание наружной резьбы

Круглый металлический стержень диаметром, равным диаметру необходимой резьбы, крепко зажимают в тисках в вертикальном положении. На конце заготовки надфилем или бархатным напильником снимают фаску для захода инструмента и обильно смазывают заготовку машинным маслом для облегчения нарезания резьбы. Подходящую плашку закрепляют в специальном воротке и начинают надевать на конец заготовки. Инструмент как бы наворачивают на заготовку, следя чтобы не было перекосов. При правой резьбе через один или полтора оборота по часовой стрелке плашку надо провернуть на пол оборота в обратную сторону. Так проходят всю необходимую длину резьбы до окончания работы.

Нарезание внутренней резьбы

Сначала в заготовке высверливают отверстие нужного диаметра и снимают фаску для захода инструмента. Диаметр сверла выбирается по справочным данным. Отверстия в заготовке могут быть сквозными (на всю толщину детали) или глухими. Если требуется отверстие с внутренней резьбой небольшой длины, то в этом случае просверливают отверстие большей длины, чем резьба, поскольку надо учитывать конусность метчика в нижней части. Также следует учитывать припуски на глубину сверления.

Внутренние резьбы для большей чистоты профиля формируются тремя метчиками. Первый из них формирует предварительный проход, он обозначен риской в верхней гладкой части инструмента. Второй метчик из комплекта завершает формирование резьбы (он обозначается двумя рисками), а третий инструмент окончательно формирует профиль резьбы, он обозначен тремя рисками. Таким образом резьба нарезается постепенно, и в результате образуется четкий профиль. Для отверстий диаметром до трех миллиметров используют комплект из двух метчиков. Сам процесс нарезания резьбы такой же, как и при работе с плашками – повторение оборотных движений вперед-назад для скалывания стружки с инструмента с применением смазки. Если резьба нарезается в глухих отверстиях, то желательно периодически выворачивать метчик, чтобы полностью удалить с его поверхности опилки металла. Их удаляют при помощи старой зубной щетки или тряпочки, а затем надо опять смазать инструмент и продолжить нарезание резьбы до упора.

Если при работе случайно помялась резьба, то восстановить ее можно, зажав деталь в тисках и прогнав резьбу еще раз метчиком или плашкой.
Если требуется дополнительно удлинить поверхность винта с резьбой, то надо следить, чтобы плашка с легкостью прошла по имеющимся виткам резьбы и не испортила ее профиль.
Для предотвращения резьбы от коррозии ее можно смазать техническим вазелином.
Если при нарезании получился перекос и внешняя резьба «ушла» вбок, то можно отрезать кусочек стержня и начать процесс заново.
Если метчик сломался в отверстии, а просверлить рядом еще одно отверстии нет возможности, можно извлечь поломанный инструмент несколькими способами. Если часть метчика осталась торчать наружу, то его конец обтачивают в виде лопатки и выворачивают плоскогубцами. А если часть метчика осталась внутри, то используют азотную кислоту и деревянную палочку: капельку кислоты наносят на сломанный метчик и дожидаются, пока кислота не разрушит его режущие кромки. Затем обломок вытаскивают пинцетом или выбивают с другой стороны отверстия (если оно сквозное).

Наружную резьбу нарезают плашками различных конструкций, резьбонарезными головками (с раздвигающимися плашками), резьбовыми резцами, гребенками, дисковыми и групповыми резьбовыми фрезами, шлифовальными кругами, а также накатыванием.

Круглыми плашками нарезают резьбы невысокой точности, так как у этих плашек профиль резьбовой нитки не шлифуют.

В некоторых случаях применяют плашки особо высокой точности изготовления, у которых режущие кромки, притирая, доводят до высокой точности. Такими плашками можно нарезать и калибровать точные резьбы. Однако этот способ нарезания резьбы неэкономичен и применяется редко.

Круглые плашки используют главным образом для нарезания резьб на заготовках из цветных металлов, а также для нарезания резьб малых диаметров (менее 3 мм) на заготовках из сталей. Их изготовляют разрезными , или регулируемыми по диаметру, и неразрезными . Неразрезные плашки более надежны и обеспечивают получение более правильной и чистой резьбы, чем разрезные.

При нарезании резьбы на заготовках из вязких металлов происходит «поднятие нитки» (вспучивание металла), т. е. наружный диаметр резьбы получает некоторое приращение по сравнению с первоначальным диаметром стержня перед нарезанием резьбы. Поэтому диаметр стержня из таких материалов под нарезаемую резьбу делают на 0,1…0,2 мм меньше наружного диаметра резьбы. Это надо учитывать и при нарезании внутренней резьбы.

При нарезании резьбы круглыми плашками на станках их вставляют в самовыключающиеся от упора патроны. Плашку закрепляют в патроне тремя упорными винтами. Патрон подают на нарезаемый стержень вручную до тех пор, пока нарезаемая резьба не захватит и не поведет плашку, после чего происходит самозатягивание.

Для нарезания резьбы на револьверных станках и автоматах применяют разновидность круглых плашек - (рис. 167), которые работают значительно лучше обычных круглых плашек благодаря свободному удалению стружки, удобству заточки режущих кромок, надежному центрированию плашки в патроне и возможности регулирования размера с помощью стягивающего кольца.

Нарезание наружной резьбы на сверлильных, револьверных, болторезных станках и автоматах резьбонарезными (винторезными) головками является более совершенным, производительным и точным способом. В зависимости от расположения гребенок различают следующие типы резьбонарезных головок: с радиальным расположением гребенок для точных резьб (рис. 168, α), с тангенциальным расположением гребенок для менее точных резьб (рис. 168, б). По конструкции гребенок резьбонарезные головки могут быть плоскими (призматическими; рис. 168, а, б) и с круглыми (дисковыми; рис. 168, в) гребенками .

Для повышения производительности резьбонарезные головки изготовляют самооткрывающимися: у этих головок в конце процесса нарезания режущий инструмент выходит из зацепления с резьбой без вывинчивания головки и быстро возвращается в исходное положение.

На рис. 169 приведены наиболее распространенные типы самооткрывающихся резьбонарезных головок для нарезания наружной резьбы: головка с радиальным расположением гребенок (рис. 169, α, б), головка с плоскими гребенками, расположенными тангенциально (по касательной) к нарезаемой поверхности резьбы (рис. 169, в).

Резьбовые резцы и гребенки применяют при нарезании особо точных наружных резьб, например, для резьбовых калибров, особо ответственных резьб в отдельных деталях, а также при чистовом нарезании точных ходовых трапецеидальных и прямоугольных резьб. Применяют стержневые, призматические, а также круглые резьбовые резцы.

Профиль резьбового резца представляет собой профиль впадины нарезаемой резьбы. Резцы нужно устанавливать на линии центров. При чистовом нарезании передний угол резцов принимают равным нулю, что обеспечивает точность профиля, а при черновом - 5…20° для облегчения резания, причем для твердых сталей берут меньшие значения углов, а для вязких сталей - большие значения.

Нарезание резьбовыми резцами является малопроизводительной операцией, так как для полного нарезания ниток необходимо сделать большое число рабочих ходов. В особенности мала производительность нарезания резьбы резцами в упор, так как в этом случае частота вращения должна быть не более 50 об/мин.

Резьбонарезные гребенки представляют собой как бы несколько резьбовых резцов (от 2 до 8), соединенных вместе в ряд. Гребенки имеют режущую, или приемную, часть со срезанными зубьями (обычно 1…3 зуба) и направляющую часть- остальные зубья. Благодаря наличию нескольких зубьев гребенка не требует большого числа ходов, как резьбовой резец, и, следовательно, обеспечивает большую производительность. Гребенки изготовляют плоскими (призматическими) и круглыми.

Эффективным способом, повышающим производительность резьбонарезания является нарезание резьб вращающимися резцами, так называемое вихревое нарезание резьбы . Этот способ заключается в следующем: обрабатываемая заготовка вращается с частотой вращения 30… 300 об/мин (в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра и шага резьбы), а один из резцов, закрепленных в резцовой головке, вращающейся с частотой вращения 1000…3000 об/мин, периодически (один раз за каждый оборот головки) приходит в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью. Резцовая головка размещена на шпинделе, расположенном эксцентрично по отношению к оси обрабатываемой заготовки (рис. 170). В головках закрепляют один, два или четыре резца. Этим способом можно нарезать как наружные, так и внутренние резьбы диаметром более 50 мм, 7-го квалитета точности, с шероховатостью поверхности Rα=2,5…1,6 мкм. При применении резцов, оснащенных пластинками Т15К6, скорость резания достигает 400 м/мин.

Шлифование резьбы абразивными кругами на резьбошлифовальных станках применяют для обработки метчиков, резьбовых фрез, резьбовых калибров, накатных роликов и т. п. В настоящее время в практике производства преимущественно применяют два основных способа шлифования резьбы.

Шлифование однониточным шлифовальным кругом, профилированным в соответствии с профилем одной впадины резьбы. Режим обработки характеризуется определенным соотношением глубины резания и окружной скорости обрабатываемой детали. При большой глубине резания и малой скорости можно шлифовать резьбу с небольшим шагом «из целого», т. е. без предварительного прорезывания. Этот метод позволяет получить резьбу очень высокой точности, например, с погрешностью по половине угла профиля резьбы в пределах ±3′.
Шлифование резьбы многониточным кругом с кольцевыми нитками. Этот способ позволяет шлифовать короткие резьбы (длина которых меньше ширины круга) способом врезания: круг получает поперечную подачу на высоту витка при медленном вращении заготовки, после чего последняя совершает один полный оборот (перемещается вдоль своей оси на один шаг). Этого достаточно, чтобы прошлифовать всю резьбу по заготовке. Описанный способ отличается высокой производительностью и позволяет шлифовать резьбы с мелким шагом «из целого» (без предварительного прорезывания ), но точность резьбы, достигаемая при этом, ниже, чем при работе однониточным кругом, - погрешность по половине угла профиля составляет ±6′. Резьбы большей длины шлифуют при продольной подаче круга.

Применяют также способ бесцентрового шлифования резьбы на бесцентрово-шлифовальном станке, оснащенном дополнительными специальными устройствами. Здесь также используют многониточный шлифовальный круг. Точность резьбы, полученная бесцентровым шлифованием, ниже, чем точность, достигаемая другими методами, но вполне достаточна для обычных деталей. Высокая производительность способа делает его применение целесообразным в массовом производстве резьбовых деталей, не требующих высокой точности.

Описанные выше операции сверления и зенкования предшествуют нарезанию внутренней резьбы. Резьба - это винтовая канавка постоянного сечения на внутренней или наружной цилиндрической поверхности; в первом случае резьба называется внутренней, во втором - наружной. Прежде чем описать процесс нарезания резьбы, кратко опишем ее основные виды.

По направлению винтовой линии резьба делится на правую и левую. Профиль резьбы - это сечение ее витка в плоскости, проходящей через ось цилиндра, на котором нарезана резьба. Основные параметры резьбы показаны на 52. Форма профиля бывает такой: треугольная (показана на 52), прямоугольная, трапецеидальная, упорная (с профилем в виде неравнобокой трапеции) и круглая. В метрической резьбе угол треугольного профиля равен 60°, а параметры резьбы выражаются в миллиметрах. Например, обозначение М20х 1,5 «переводится» так: М - резьба метрическая, 20 - наружный диаметр в мм, 1,5 - шаг в мм. Существуют и другие системы резьбы - дюймовая и трубная.

Но вернемся к нарезанию резьбы. Начнем с внутренней. Ее нарезают метчиком, хвостовую часть которого закрепляют в воротке. Для сквозных отверстий используют метчик с заборной (нижней) частью на первых 4-5 нитках резьбы, которые направляют движение метчика вдоль стенок отверстия. Для глухих отверстий нужны метчики с более короткой заборной частью (на 2-3 нитки), с тем чтобы эффективная (режущая) зона резьбы доходила почти до дна отверстия.

Для нарезания резьбы вручную метчики обычно выпускают в комплектах, куда входят 2-3 инструмента: черновой, получистовой и чистовой. Первым и вторым нарезают резьбу предварительно, третьим придают ей окончательный размер и форму. Такое поэтапное нарезание резьбы существенно уменьшает усилие резания. Метчики различают по числу рисок на хвостовой части: у чернового метчика одна риска, у получистового - две, у чистового - три либо ни одной. В двухместный комплект входят черновой и чистовой метчики.

Немаловажное значение имеет правильный выбор диаметра сверла, которым сверлится отверстие под внутреннюю резьбу, и диаметр стержня - под наружную. Диаметр сверла (и стержня) должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы.

Нарезание внутренней резьбы производится следующим образом. Заготовку (деталь) с высверленным отверстием закрепляют в тисках так, чтобы ось отверстия была строго вертикальной. В отверстие вставляют заборную часть чернового метчика и проверяют его установку по угольнику. Поверхность отверстия и режущую часть метчика следует смазать смазочно-охлаж-дающей жидкостью (машинным маслом - для стали, керосином - для чугуна). На хвостовую часть метчика надевают вороток.

Левой рукой прижимают вороток к метчику, а правой проворачивают до врезания на несколько витков в металл. После этого берут воротокдвумя руками и начинают его медленно вращать в таком режиме: 1 - 1,5оборота по ходу часовой стрелки, 0,5 оборота - против (53). Обратный поворот нужен для слома стружки.

По окончании нарезания резьбы черновым метчиком ставят получистовои, а затем и чистовой метчики, и с каждым из них проделывают те же манипуляции, что и с черновым. Все время с помощью угольника нужно контролировать положение оси метчика относительно поверхности заготовки.

Для нарезания наружной резьбы используют плашки с плашкодержателем. Этим же инструментом пользуются для обновления поврежденной резьбы на болтах, винтах и шпильках. Режущая резьба плашки с одной или с двух сторон имеет заборную (начальную) часть. В первом случае плашка должна прилегать к упору плашко-держателя противоположной стороной (без заборной части). Чтобы избежать перекоса резьбы, с торца стержня снимают фаску (предварительно закрепив его вертикально в тисках). Затем плашку устанавливают на конец стержня перпендикулярно его оси и, слегка нажимая правой рукой на плашкодержатель, левой поворачивают его (54) до надежного врезания плашки в металл. Это достигается после врезания первых ниток. После этого нажим уже не нужен, надо лишь медленно вращать плашку. Процесс нарезания можно облегчить, увеличив одновременно чистоту резьбы, если на стержень и плашку капнуть несколько капель машинного масла или смазочно-охлаждающей жидкости.

Нарезание наружной резьбы продолжают до тех пор, пока плашка не пройдет всю требуемую длину стержня. После этого плашку свертывают со стержня, очищают их от стружек и смазки и проверяют нарезанную резьбу эталонной гайкой. Очистку от стружек следует производить щеткой, а не руками во избежание порезов об острые режущие кромки метчика или плашки.

При необходимости ручной нарезки наружных резьб для трубного соединения, изготовления шпильки или болта под гайку с метрической резьбой, чаще всего используется простой, но достаточно эффективный инструмент – плашка. Процесс подготовки резьбы достаточно прост, если точно следовать ниже приведенным инструкциям.

Подготовка к нарезанию резьбы плашкой

Прежде чем нарезать резьбу плашкой на пруту или на трубе необходимо подобрать инструмент нужного диаметра и шага. Сама плашка представляет собой гайку с режущими зубцами конической формы с отверстиями для крепления в воротке. Плашки могут быть цельными, разрезными, раздвижными, иметь круглую, квадратную или шестигранную форму.

В первую очередь необходимо подобрать материал и инструмент требуемого диаметра. Ниже приведена таблица соответствия наиболее популярных диаметров для метрической, дюймовой и трубной резьб с примером подбора заготовки под резьбу М6

Как видим по таблице, для нарезки резьбы М6 нам необходим прут диаметром 5,8 мм. При более высоких диаметрах резьб есть допустимое минимальное и максимальное значение толщины прута. Нарушать его нельзя – при превышении диаметра вы рискуете сломать плашку, при значении меньше минимального – получите слабую резьбу.

Перед тем как начать нарезание наружной резьбы плашкой, помимо самого инструмента и заготовки, необходим подходящий по форме и размеру вороток, а также машинное масло. После этого можно приступать непосредственно к самой нарезке.

Порядок нарезки резьбы

Перед началом нарезки необходимо снять фаску с наружной части трубы или заготовки под углом 45°. Это необходимо для облегчения первых витков и фиксации плашки.

Дальнейшие действия:

Закрепите трубу или заготовку в строго вертикальном положении. Наилучшим вариантом чтобы избежать перекосов являются слесарные тиски, но можно использовать и газовый ключ.
Смажьте инструмент маслом.
Приложите плашку к головке прута в строго горизонтальном положении и начните с первых нескольких кругов.
При явном перекосе на первых кругах снимите плашку, обстучите заготовку и начните заново.
При вращении на первых витках одновременно равномерно нажимайте на ручки воротка для начала процесса резки.
После нескольких первых витков проверьте правильность нарезки. Это можно сделать по горизонтальности плашки и воротка, что можно проверить уровнем. Далее, при правильном положении инструмента, можно продолжить нарезание трубной резьбы плашкой на всю необходимую длину.
При достижении примерно середины длины вдавливающее усилие можно ослабить, далее начинается процесс самозатягивания.
После одного – двух витков необходимо провернуть плашку на половину оборота назад для удаления стружки.
После нарезки на нужную длину просто верните инструмент обратно по готовой резьбе.

Необходимо учесть, что плашка может иметь несколько номеров, чаще всего 2. В этом случае после нарезки черновой резьбы необходимо поочередно пройтись каждым из номеров для окончательного формирования профиля резьбы.

Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, наружную – плашками, прогонками.

Метчик - режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано несколько продольных прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки. Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная – передняя конусная часть осуществляет основную работу. Калибрующая – калибрует резьбу.

Нарезание резьбы. Просверленное отверстие должно быть обработано зенкером или проточено. При нарезании резьбы материал частично выдавливается, поэтому диаметр сверла должен быть несколько больше, чем внутренний диаметр резьбы. Изменение величены отверстия при нарезании резьбы у твердых и хрупких металлов меньше, чем у мягких и вязких. Если сверло точно будет соответствовать диаметру отверстия, то материал, выдавливаемый при нарезании, будет давить на зубья метчика, от чего он сильно нагреваются и к ним прилипают частицы металла. Резьба получится с рваными нитками, может поломаться метчик.

В целях облегчения работы вороток с метчиком вращают на один - два оборота вправо и пол оборота в лево. Стружка ломается. При нарезании глубокой резьбы в мягких и вязких металлах метчик необходимо периодически вывертывать и очищать канавки от стружки.

Нарезать следует полным набором метчиков сначала черновым, затем средним и чистовым метчиками. Они обозначаются на хвостовике круговой риской (канавкой), черновой – одну, средний – две и чистовой три.; там же указывается тип резьбы и её размер. По внешнему виду у чернового большая заборная часть (конус) и срезанная нарезка на калибрующей. Чистовой имеет незначительный конус и полный профиль резьбы. Чтобы получит чистую резьбу и не испортить метчик, нужно применять смазочно-охлаждающие жидкости.

Воротки используют для вращения метчиков вручную. Бывают нерегулируемые – имеющие одно или три отверстия, и регулируемые с подвижными сухарями.

Нарезание наружной резьбы.

Нарезают плашками – закаленная гайка со стружечными канавками, образующими режущие грани.

Рабочая часть плашки состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная часть расположена по обе стороны плашки, калибрующая содержит обычно 3-5 витков.

Воротки и клуппы . Нарезание резьбы ручными метчиками осуществляется с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков. Плашки вставляются в воротки или в клуппы. Вороток представляет собой рамку с двумя сухарями: подвижным и неподвижным, образующими квадратное отверстие.

Клупп состоит из корпуса с рукоятками. Перед нарезанием резьбы конец трубы обтачивают до нужного диаметра, на самом конце снимают фаску. Под действием силы резания металл детали начинает течь, и заготовка увеличивается в диаметре. При увеличении диаметра увеличивается давление на зубья плашки, они сильнее нагреваются и к ним прилипают частицы металла, что приводит к срыву резьбы или поломке зубьев. Для предотвращения этих явлений диаметр делают на 0,2-0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы. В начале нарезания необходимо делать нажим и следить за тем, чтобы плашка врезалась без перекоса. Затем смазать маслом стержень и нарезать как метчиком. Клуппом можно нарезать за несколько проходов поджимая плашку винтом.