Что нужно знать, чтобы нарезать резьбу метчиком Мехобработка

Метчики для нарезания резьбы

Любое техническое изделие состоит из отдельных деталей, скрепляемых между собой с помощью крепёжных элементов. Хотя резьбовые соединения были известны ещё в Древнем Риме, Китае, а также цивилизации Майя, метчик стал использоваться в качестве резьбообразующего инструмента лишь в конце Средних веков (XV–XVI столетие). До этого внутреннюю спираль гайки изготавливали другими способами, в том числе и с помощью токарного станка.

Особенности устройства

Вначале использовали трёх- или четырехгранный стержень, на котором выпиливали зубчики. Конец затачивали на пологий конус. При завинчивании такого артефакта в отверстие гайки или корпуса зубчатые перемычки нарезали внутреннюю резьбу. Понятно, что такой инструмент был далёк от совершенства, поскольку режущие зубья не имели заднего угла, а передний угол был отрицательным. Однако постепенно его конструкция совершенствовалась, пока не стала более рациональной. Сегодня любой метчик для нарезания резьбы имеет схожие конструктивные элементы:

  • Канавки для выхода стружки и подведения охлаждающе-смазочной жидкости (СОЖ). Количество их обычно — от 2 до 6.
  • Профиль впадин может быть разным: однорадиусный, прямолинейные передняя и задняя поверхности, прямолинейная передняя и радиусная задняя.
  • Направление канавок: прямолинейные, спиральные правые и левые. Первые применяются в обычных универсальных метчиках. Канавки с левонаправленной винтовой линией служат для нарезания резьбы на проход. При этом стружка идёт перед метчиком, чтобы не портить нарезку. Правые углубления применяют для глухих отверстий, чтобы стружка выводилась назад, в противном случае она, будучи спрессованной, сломает инструмент.
  • Заборная часть выполняется конической, для того чтобы облегчить врезание режущих зубьев в материал детали. Угол наклона выполняют от 3 до 20 градусов, в зависимости от назначения метчика (черновой, промежуточный, чистовой).
  • Калибрующая часть — цилиндрическая, имеет обратное занижение до 0,1 мм, служащее для уменьшения силы трения. С этой же целью калибрующие зубья затылуют на расстоянии 1/3 ширины пера от вершины зуба. Занижение составляет около одной десятой миллиметра для резьб диаметром от 12 до 30 мм.

Виды метчиков

По назначению

  • Слесарные (ручные) метчики используют для изготовления резьбы с помощью воротка. С целью уменьшения усилия, изготавливаются комплектом, в составе которого 2–3 инструмента, каждый из которых снимает лишь часть припуска на обработку. Первый метчик является черновым, последний — чистовым. Чтобы различить их между собой, на хвостовик наносят маркировку в виде чёрточек (одна, две, три черты). Слесарные метчики в основном используют для нарезания резьбы в корпусных деталях.
  • Машинные (машинно-ручные). Применяются для механизированного нарезания резьбы на станках: сверлильных, токарных, агрегатных, типа обрабатывающий центр. Конструктивно не отличаются от слесарных, разве что имеют укороченную заборную часть и более высокую стойкость. Основное назначение — нарезание резьбы в деталях.
  • Гаечные. Как видно из названия, используются для нарезания гаек. Состоят всегда из одного метчика с удлинённым заборным конусом. При работе метчик из гайки не вывинчивают, а готовые гайки нанизывают на удлинённый хвостовик, который имеет 2 исполнения: прямолинейный и радиусный (изогнутый). Первое используют на сверлильных и токарных станках. После заполнения накопительной части хвостовика инструмент вынимают из быстрозажимного патрона и стряхивают готовые гайки. Кривой метчик применяют на резьбонарезных автоматах. В этом случае гайки под напором друг друга перемещаются до конца инструмента, где падают в тару.

Конструктивные исполнения

  • Метчики с короткими канавками (бесканавочные). Используются для нарезания резьбы в алюминиевых сплавах, вязких низкоуглеродистых или высокопрочных легированных сталях.
  • С винтовыми канавками. Используют на обрабатывающих центрах, при нарезании глухих резьб.
  • С шахматным расположением зубьев. Последние на калибрующей части срезаны через один, тем самым уменьшается сила трения, что актуально для вязких материалов.
  • Ступенчатые. Режущая часть инструмента разделена на два участка, каждый из которых работает по своей схеме формообразования. Например, 1-й участок режет по генераторной схеме, 2-й — по профильной. Или, 1-й работает как режущий инструмент, 2-й — как выглаживающий.
  • Комбинированные. 1-я ступень представляет собой сверло, 2-я метчик. Как говорится — два в одном.
  • Метчик-протяжка. С его помощью нарезают резьбу любого диаметра и шага в деталях со сквозным отверстием на токарном станке. Деталь надевают на хвостовик инструмента, после чего зажимают её в патрон станка, а хвостовик закрепляют в резцедержателе. Устанавливают автоматическую подачу, равную шагу нарезки и включают соответствующее вращение шпинделя. После того как протяжка выйдет из обрабатываемой детали, резьба готова.
  • С внутренним подводом СОЖ. Применяют на специализированных или многооперационных станках для повышения производительности.
  • Колокольного типа. Используют при нарезании сквозной резьбы большого диаметра (50–400 мм). Инструмент выполняется составным, состоящим из отдельных режущих секторов. Внутрь подводится СОЖ, количество перьев достигает 16, а просторные канавки вмещают большой объем стружки.

По виду нарезаемой резьбы

  • Метрические, обозначаются буквой М. Размеры, в том числе и шаг резьбы, измеряются в миллиметрах. Ниже приведена таблица параметров метчиков с основным (крупным) шагом. Для каждого типоразмера ГОСТ 8724–2002 устанавливает несколько дополнительных (мелких) шагов. Три миллиметра — максимальный, который под силу нарезать с помощью воротка.
Читайте также:  Новый Соболь 4х4 2020 УЖЕ СКОРО! Цены, комплектации, фото, характеристики, бизнес

Обозначение Размеры, мм Основной шаг Сверление под резьбу

  • Дюймовые конические. Диаметр выражается в английских единицах длины — дюймах (25,4 мм), а вместо шага записывается обратная величина — количество витков на 1”, или на техническом лексиконе — количество ниток. Чем больше ниток, тем меньше шаг резьбы. Средняя поверхность резьбы имеет уклон, составляющий 1° 47′ 24», поэтому метчик в конце нарезания доходит до упора, что следует иметь в виду, чтобы не сломать его.
  • Трубные цилиндрические. Разновидность дюймовых резьб, ограниченная ассортиментом стандартных металлических труб. Шаг также выражается в нитках на 1 дюйм.
  • Трубные конические. То же, что и цилиндрические, но с уклоном. Диаметр сверления под резьбу на несколько десяток меньше. Резьба нарезается до упора.

Сводная таблица содержит параметры метчиков с дюймовым шагом резьбы

Обозначение Шаг резьбы (ниток на дюйм) Диаметр отверстия, мм

Инструментальный материал

Ручные метчики при работе нагреваются незначительно, поэтому их изготавливают из высокоуглеродистых инструментальных сталей У10А, У12А. Для машинных метчиков, работающих на повышенных скоростях, применяют быстрорежущие стали Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8. Самый лучший быстрорез — Р18. Наконец, высокопроизводительные станки оснащают твердосплавным инструментом. Небольшие метчики изготавливают полностью из твёрдого сплава, средние выполняют напайными, а крупные обычно имеют сборную конструкцию.

Как нарезать резьбу, что для этого нужно

Многим хоть раз в жизни приходилось сталкиваться с нарезанием резьбы, это может понадобиться как в быту, так и на производстве. Но как же нарезать резьбу правильно и чем это сделать, какой инструмент понадобится?

Резьба бывает внутренняя, и внешняя. Для внутренней потребуется такой инструмент, как метчик, для внешней плашка (называют иногда лерка), или клупп. Так же будет необходим, плашкодержатель или метчикодержатель.

Как правило, метчики продаются комплектами из 2 шт. Сначала резьбу проходят первым номером (имеет острый заход), затем вторым (чистовым), имеющим более тупой заход. Реже продаются штучные метчики, такие больше подходят для правки сбитой резьбы, для новой лучше брать комплектный метчик. Бывают как трубные метчики (обозначение «G» на метчике) для нарезания резьбы в трубе, так метрические (наиболее часто применимые).

Например, вам нужна внутренняя резьба в металлической детали М8 (8мм) для болта. Бука М обозначает, что резьба метрическая. Чтобы начать нарезать резьбу, нужно высверлить отверстие в необходимой вам детали. Какое же сверло брать? Потребуется сверло диаметром 6,8 мм. Почему именно оно? Каждый метчик имеет свой шаг (расстояние между витками резьбы). У метчика М8 он составляет 1,25. Формула проста: из диаметра нужной резьбы вычесть шаг резьбы. Т.е получается 8 — 1,25 = 6,75. Сверло 6.75 вы вряд ли найдете, поэтому возьмите 6,8 мм (допустимо). Для резьбы М10 потребуется сверло 8,5, т.к. шаг резьбы 1,5. И т.д.

Таблица основных шагов резьбы:

М3 – 0,5
М4 – 0,7
М5 – 0,8
М6 – 1
М7 – 1
М8 – 1,25
М9 – 1,25
М10 – 1,5
М12 – 1,75
М14 – 2
М16 – 2
М18 – 2,5
М20 – 2,5
М22 – 2,5
М24 – 3
М30 – 3,5
После того как отверстие готово, нужно взять метчик, надежно закрепить его в метчикодержатель (есть с трещоткой и простой), и потихоньку вводить в отверстие, для лучшего нарезания можно добавить несколько капель бытового масла. Нарезку нужно производить по направлению часовой стрелки, потребуется определенное усилие.

Держатель для метчика

Если вам необходима внешняя резьба, например, чтобы нарезать резьбу на трубе. Для этого существуют плашки и клуппы. Клуппы, в отличие от плашек, бывают только с трубной резьбой (измерение в дюймах), не метрической. Такой вид резьбы, как правило, используется в сантехнике (трубы, подводка, смесители). Им удобнее работать, нежели плашкой, сзади у клуппа есть специальный заход под трубу, т.е. взяли, надели на трубу и начали нарезать.

Клуппы и трещотка для клуппов

Для клуппов есть специальный держатель-трещетка, для плашек такой не подойдет. Плашкой работать немного сложнее (у нее нет специального захода), очень важно ровно начать резьбу (первые витки). Для этого на трубе делают небольшую фаску (снимают слой металла) напильником, после чего аккуратно режут, подобрав нужный размер плашки и установив ее в плашкодержатель. Если вы не знаете точного размера, измерьте диаметр детали штангенциркулем. Какого размера будет труба, такая плашка и потребуется. Для трубы 16мм — плашка М16. Если вы нарезаете на трубе под сантехнику, то и плашка нужна трубная. Есть несколько размеров труб: 1/2, 3/4, 1, 1 1/4 — это самые ходовые размеры. Также есть 1 1/2 и 2 дюйма.

Плашкодержатели бывают с функцией трещотки и простые. С трещоткой работать намного удобнее, особенно, когда деталь располагается рядом со стеной (например труба), не нужно постоянно переставлять плашкодержатель. Но стоимость такого намного выше, раза в 2,5-3. Как правило, держатели бывают сразу под несколько размеров плашек. Например: ½ дюйма ¾ и 1 дюйм.

Помимо основных шагов резьбы, есть нестандартные. Например резьба М8 может иметь шаг 1,25 (основной) так и единицу, 0,75 0,5 (очень мелкая резьба). Нестандартный шаг может быть только меньше основного, никак не больше.

Читайте также:  Новый УАЗ Патриот с коробкой автомат 2019 года выпуска – Akpp Wiki

Что касается качества стали, из которой метчик изготовлен. Она бывает быстрорежущая, имеет чаще всего маркировку Р6М5, реже Р18. Такой метчик очень прочный и долго служит. Также бывает углеродистая сталь, как правило, метчик, изготовленный из такого материала, никак не маркируется. Он также твердый, но хрупкий. При нарезании резьбы в твердом металле может просто обломиться внутри заготовки. Доставать обломленный метчик очень непросто, для этого потребуется специальный инструмент (экстрактор). Также возможно достать метчиком с левой резьбой. Кроме всего придется высверливать отверстие в обломленном метчике, для чего понадобится качественное сверло (достать такое очень непросто), возможно даже твердосплавное. Так что, если предстоит нарезать в твердом металле, лучше не рисковать и купить качественный метчик. Стоимость его в 2-3 раза выше. Если же нарезать придется в не очень твердом металле, либо в цветном, тогда без проблем решит вопросы дешевый углеродистый метчик. Он так же подойдет для того, чтобы пройти сбитую резьбу, так скажем немного поправить ее. То же самое можно сказать и о качестве плашек.

Метчики для сквозных отверстий (гаечные) заметно длиннее, примерно в 2 раза. Необходимы там, где обычной стандартной длины недостаточно. Продаются только штучно,комплектных не бывает.

Существуют и другие виды резьбы: такие как коническая (обозначение «K» латинская на плашке), трубная коническая («Rc»). Это достаточно специфические резьбы, в быту они как правило не применяются.

Приобрести резьбонарезной инструмент в наше время достаточно несложно, как в простых строительных магазинах, так и через сеть интернет.

Диаметр отверстия под резьбу: таблица размеров по ГОСТ и расчет

Прочность крепления деталей между собой обеспечивается за счет ввинчивания носителя внешней резьбы во внутреннюю второго изделия. Важно, чтобы параметры их были выдержаны в соответствии со стандартами, тогда такое соединение не нарушится в ходе эксплуатации и обеспечит необходимую герметичность. Потому существуют нормы выполнения резьбы и отдельных ее элементов.

Перед нарезкой внутри детали выполняют отверстие под резьбу, диаметр которого не должен превышать ее внутренний. Выполняется это с помощью сверл по металлу, габариты которых приведены в справочных таблицах.

Параметры отверстия

Различают следующие параметры резьбы:

  • диаметры (внутренний, внешний и так далее);
  • форму профиля, его высоту и угол;
  • шаг и вхождение;
  • прочие.

Условием соединения деталей между собой является полное совпадение показателей внешней и внутренней резьбы. В случае, если какая-то из них выполнена без соблюдения требований, то крепление будет ненадежным.

Крепление может быть болтовым или шпилечным, которые кроме основных деталей включают в себя гайки и шайбы. В скрепляемых деталях перед соединением формируют отверстия, а затем проводят нарезание.

Чтобы выполнить ее с максимальной точностью, следует предварительно сформировать отверстие сверлением, равное величине внутреннего диаметра, то есть образуемого вершинами выступов.

При сквозном выполнении диаметр отверстия должен быть на 5-10% больше размера болта или шпильки, тогда выполняется условие:

где d – номинальный диаметр болта или шпильки, мм.

Для определения размера отверстия второй детали расчет ведут так: из значения номинального диаметра (d) вычитают величину шага (Р) – полученный результат является искомым значением:

Результаты расчетов наглядно демонстрирует таблица диаметров отверстий под резьбу, составленная по данным ГОСТ 19257-73, для размеров 1-1,8 мм с малым и основным шагами.

Диаметр номинальный, мм Шаг, мм Размер отверстия, мм
1 0,2 0,8
1 0,25 0,75
1,1 0,2 0,9
1,1 0,25 0,85
1,2 0,2 1
1,2 0,25 0,95
1,4 0,2 1,2
1,4 0,3 1,1
1,6 0,2 1,4
1,6 0,35 1,25
1,8 0,2 1,6
1,8 0,35 1,45

Немаловажным параметром является глубина сверления, которая вычисляется из суммы таких показателей:

  • глубины ввинчивания;
  • запаса внешней резьбы ввинчиваемой детали;
  • ее недореза;
  • фаски.

При этом 3 последних параметра справочные, а первый вычисляется через коэффициенты учета материала изделия, которые равны для изделий из:

  • стали, латуни, бронзы, титана – 1;
  • чугунов серого и ковкого – 1,25;
  • легких сплавов – 2.

Внутренняя резьба на муфте-бочонке

Таким образом, глубина ввинчивания составляет произведение коэффициента учета материала на номинальный диаметр, и выражается в миллиметрах.

Разновидности резьбы

Резьбы по системе измерения подразделяют на метрические, выражаемые в миллиметрах, и дюймовые, измеряемые в соответствующих единицах. Оба этих вида могут выполняться как в цилиндрической, так и в конической формах.

Они могут иметь профили различных форм: треугольные, трапецидальные, круглые; делиться по признаку применения: для крепежных деталей, сантехнических элементов, трубные и прочие.

Диаметры подготовительных отверстий под нарезание резьбы зависят от ее вида: метрическая, дюймовая или трубная, — это нормировано соответствующими документами.

Отверстия в трубных соединениях, выраженные в дюймах, прописаны в ГОСТ 21348-75 для цилиндрической формы и ГОСТ 21350-75 – для конической. Данные справедливы в случае использования меди и безникелиевых стальных сплавов. Нарезку осуществляют внутри вспомогательных деталей, в которые будут ввинчиваться трубы – сланцев, хомутов и прочих.

В ГОСТ 19257-73 приведены диаметры отверстий под нарезание метрической резьбы, где в таблицах показаны размерные ряды номинальных диаметров и шагов, а также параметры отверстий под метрическую резьбу с учетом значений предельных отклонений.

Читайте также:  Инструкция по эксплуатации Фольксваген Тигуан 2017 - скачать бесплатно

Типы резьбы по ГОСТам

Данные, приведенные в таблице ГОСТ19257-73 подтверждают расчет, приведенный выше, в которых параметры отверстий под метрические виды рассчитывают из номинального диаметра и шага.

ГОСТ 6111-52 нормирует диаметры отверстий под дюймовую коническую резьбу. В документе указаны два диаметра с расхождением на конус и один – без развертывания, а также глубины сверления, все величины, кроме номинального значения, выражены в миллиметрах.

Приспособления

Ручные или автоматические способы нарезания обеспечивают результаты различных классов точности и шероховатости. Так, основным инструментом остается метчик, представляющий собой стержень с режущими кромками.

  • ручными, для выполнения метрической (М1-М68), дюймовой – ¼-2 ʺ , трубной – 1/8-2 ʺ ;
  • машинно-ручными – насадки на сверлильные и прочие станки, используются для тех же размеров, что и ручные;
  • гаечными, которые позволяют нарезать сквозной вариант для тонких деталей, с номинальными размерами 2-33 мм.
  • Под нарезание метрической резьбы используют комплект стержней – метчиков:
  • черновой, имеющий удлиненную заборную часть, состоящую из 6-8 витков, и маркирующийся одной риской у основания хвостовика;
  • средний – с заборной частью средней длины в 3,5-5 витков, и маркировкой в виде двух рисок;
  • чистовой имеет заборную часть всего в 2-3 витка, без рисок.

Контроль допуска расположения метрической резьбы

При ручной нарезке, если шаг превышает 3 мм, то используют 3 метчика. Если шаг изделия менее 3 мм – достаточно двух: чернового и чистового.

Метчики, применяемые к малой метрической резьбе (М1-М6), имеют 3 канавки, по которым отводится стружка, и усиленный хвостовик. В конструкции остальных – 4 канавки, а хвостовик проходной.

Диаметры всех трех стержней под метрическую резьбу увеличиваются от чернового к чистовому. Последний стержень под резьбу должен иметь диметр равный ее номинальному.

Метчики крепятся в специальные приспособления – держатель инструментов (если он небольшого размера) или вороток. С помощью них осуществляется вворачивание режущего стержня в отверстие.

Подготовку отверстий к нарезке проводят с помощью сверл, зенкеров и токарных станков. Сверлением его образуют, а зенкерованием и растачиванием увеличивают его ширину и повышают качество поверхности. Приспособления используются для цилиндрических и конических форм.

Сверло представляет собой металлический стержень, состоящий из цилиндрического хвостовика и винтовой режущей кромки. К их основным геометрическим параметрам относятся:

  • угол винтового подъема, как правило, составляющий 27°;
  • угол заострения, который может быть 118° или 135°.

Сверла бывают катанные, вороненные темного цвета, и блестящие – шлифованные.

Зенкеры для цилиндрических форм называют цековками. Они представляют собой металлические стержни с двумя, закрученными в спираль резцами и неподвижной направляющей цапфой, чтобы ввести зенкер в полость.

Методика нарезания

Ручным метчиком проводить нарезку можно соблюдая следующие этапы:

  • высверлить проем под резьбу соответствующих диаметра и глубины;
  • провести его зенкование;
  • закрепить метчик в держателе или воротке;
  • выставить его перпендикулярно рабочей полости, в которой будет осуществляться нарезание;
  • ввинчивать метчик с легким нажимом по часовой стрелке в отверстие, подготовленное заранее под нарезание резьбы;
  • через каждый полуоборот выворачивать метчик назад, чтобы срезать стружку.

Для охлаждения и смазывания поверхностей в процессе резки важно использовать смазочные материалы: машинное мало, олифу, керосин и тому подобные. Неправильно подобранная смазка может привести к некачественному результату нарезки.

Выбор размера сверла

Диаметр сверла для отверстия под метрическую резьбу определяется так же формуле (2), с учетом ее основных параметров.

Стоит отметить, что при нарезке в пластичных материалах, таких как сталь или латунь, происходит повышение витков, потому необходимо под резьбу выбирать диаметр сверла больший, чем для хрупких материалов, таких как, чугун или бронза.

На практике размеры сверл, как правило, немного меньше нежели необходимое отверстие. Так, в таблице 2 показаны соотношение номинального и наружного резьбовых диаметров, шага, диаметров отверстия и сверла для него под нарезание метрической резьбы.

Таблица 2. Соотношение основных параметров метрической резьбы с нормальным шагом и диаметров отверстия и сверла

Номинальный диаметр, мм Наружный диаметр, мм Шаг, мм Наибольший диаметр отверстия, мм Диаметр сверла, мм
1 0,97 0,25 0,785 0,75
2 1,94 0,4 1,679 1,60
3 2,92 0,5 2,559 2,50
4 3,91 0,7 3,422 3,30
5 4,9 0,8 4,334 4,20
6 5,88 1,0 5,153 5,00
7 6,88 1,0 6,153 6,00
8 7,87 1,25 6,912 6,80
9 8,87 1,25 7,912 7,80
10 9,95 1,5 8,676 8,50

Как видно из таблицы, существует некий размерный предел, который рассчитан с учетом допусков для резьбы.

Размер сверла при этом значительно меньше, чем отверстие. Так, например, под резьбу М6, наружный диаметр которой 5,88 мм, а ее наибольшее значение отверстия не должно превышать 5,153 мм, стоит использовать сверло на 5 мм.

Отверстие под резьбу М8 с наружным диаметром 7,87 мм составит только 6,912 мм, значит, для него сверло будет 6,8 мм.

Качество резьбы зависит от множества факторов при ее нарезании: от выбора инструмента до правильно рассчитанного и подготовленного отверстия. Слишком малое оно приведет к повышенной шероховатости и даже поломке метчика. Большие усилия, приложенные к метчику – способствуют несоблюдению допусков и, как результат, не выдерживаются размеры.

Ссылка на основную публикацию
Что лучше липучки или шипы Правильный выбор зимних шин
Что лучше липучки или шипы Правильный выбор зимних шин С первым веянием морозного ветра любой автолюбитель начинает задумываться о подготовке...
Что делать если сломался ключ в замке и как открыть дверь
Сломался ключ в замке двери что делать и как вытащить Вариант запирания квартиры предполагает наличие какого-то запорного устройства: механического замка,...
Что делать если сорвана резьба на ступице
Ремонт и восстановление сорванной резьбы Ремонт резьбового отверстия (восстановление повреждённой резьбы) Наша компания не занимается восстановлением резьбы. Данная статья служит...
Что лучше Мазда 6 или Киа Оптима Водробный обзор
Что лучше Киа Оптима или Мазда 6 сравнение седанов В последние годы наблюдается тенденция стремительного развития азиатских автомобилестроительных компаний. Особенно...
Adblock detector