Вопрос о том как нарезать резьбу болта или гайки далеко не праздный. Во время ремонта владельцы квартир и домов сталкиваются с необходимостью реставрации старых резьб анкеров, болтов, гаек или просто резьбы, находящейся в пластинах из металла.
А то и вовсе нужно нарезать новую резьбу на болту или гайке. Для профессиональных токарей или слесарей эта задача не представляет трудностей, однако тот, кто ни разу не сталкивался с подобным процессом нужно вооружиться некоторыми теоретическими знаниями, которые изложены в данной статье.
Прежде чем приступить к практическим действиям по нарезке резьбы необходимо знать основные ее параметры и виды. В строительстве и ремонте жилья в большинстве случаев применяется метрическая резьба. Что это значить? По форме зуба резьба может быть метрическая, дюймовая, прямоугольная, трапецеидальная и т. д.
Характеристики метрической резьбы
Интересующая нас резьба имеет форму треугольника, резьба трапецеидальная – форму трапеции. Кроме того, существует такое понятие, как шаг резьбы, то есть расстояние между ее вершинами: в случае с метрической резьбы – между вершинами треугольника резьбы. И, конечно, к характеристике резьбы нужно отнести ее диаметр.
Рассмотрим вышеописанный абзац на примере резьбы М 12, где буква «М» говорит о том, что резьба метрическая, цифра «12» определяет диаметр резьбы. А где же размер шага? Дело в том, что метрические резьбы делятся на основные и мелкие, и если после цифры не стоит еще какое-нибудь цифровое значение значить резьба основная. А вот если у нас резьба М12 х 1,5 или М 12 х 1,25, то это значить что шаг резьбы 1,5 и 1,25 мм соответственно. Шаг основной резьбы М 12 равен 1,75 мм.
Все эти значения для любых типов резьб можно найти в справочниках или на страницах соответствующих сайтов в интернете. Для внутренних резьб (гаек) существует еще одна справочная величина – диаметр отверстия под резьбу, которую можно узнать там же. Для нашего болта М12 внутренний диаметр гайки должен быть 12 мм минус высота профиля зуба, то есть согласно справочников 10,2 мм. Для мелкой резьбы М 12 х1,25 диаметр соответственно будет меньше – 10,4 мм.
Стоить заметить, что нечто подобное относится и к болту или как его называют в справочниках – к стержню. Опять же для резьбы М 12 диаметр стержня должен быть чуть меньше 11,7 мм, а вот для резьбы М 12 Х 1,25 – 11,9 мм. Если не соблюдать допуски размеров под резьбу как для гайки, так и для болта резьба будет некачественной, прослабленной с одной стороны, а с другой если допуск больше ее просто порвет.
Оснастка и инструмент для нарезки резьбы
Не стоит пугаться слова «оснастка» потому что, по сути, это приспособление где крепится режущий инструмент: метчики и плашка (лерка). В скобках приведено старое название плашки, однако его еще можно встретить. К оснастке относятся воротки довольно простой конструкции куда вставляется метчик для нарезки резьбы в гайках и другой вид приспособление где крепится плашка для нарезки резьбы болта.
Оснастка и режущий инструмент для нарезки резьбы
Метчики, как, впрочем, и плашки изготавливаются из высоко углеродистого чугуна поэтому они хрупки и боятся сильной нагрузки. Нарезка резьбы в гайках в основном осуществляется двумя метчиками: N 1 и N 2. Первый имеет неполную резьбу для предварительной проходки, по следу которой нарезку производит второй метчик.
Метчики для нарезания резьбы
В результате чего резьба получается полной и качественной, а значить будет прочно держать соединение с гайкой. Используется еще один тип метчика, называемого «машинным», который совмещает два номера метчиков.
Плашкодержатель и набор плашек
Казалось бы, удобно, однако этот тип метчика имеет большую длину и неудобен в работе. Используется для нарезки резьбы большой длины. Что касается плашек, то они имеют один номер.
Еще один вид оснастки, без которой процесс нарезки резьбы практически невозможен – это слесарные тиски среднего размера. Что это такое, наверное, объяснять никому не нужно. Единственно, что нужно помнить так это то, что тиски должны быть надежно закреплены.
Приемы нарезки резьбы
Сразу нужно оговориться что в стержне на конце и в отверстии под резьбу в гайке должны быть сняты фаски любым доступным способом. Фаски необходимы для точного захода без перекоса режущего инструмента, то есть метчика и плашки. Далее, зажимаем в вороток предмет для нарезки резьбы, зажимаем стержень или заготовку под гайку с тиски и приступаем к нарезке резьбы.
Нарезание резьбы плашкой
Делается это без применения чрезмерных усилий и обязательно со смазкой, в качестве которой идеально подходит сульфо-фрезол. Однако, если такового не имеется можно использовать эмульсию (раствор минерального масла в воде) или просто растительные масла.
Кстати, если вы решили нарезать резьбу болта из нержавейки или меди – лучшей смазки чем обыкновенное сало не существует, что проверено не раз на практике.
Нарезая резьбу нужно чувствовать метчик или плашку: если они начинают немножко подпружинивать, то есть сильно сопротивляться необходимо вывернуть их и очистить от стружки. Если этим пренебречь режущий инструмент может банально треснуть и вам придется готовить опять новый стержень или заготовку под гайку.
И напоследок: если у вас нет возможности заказать заготовки под болт или гайку у токаря приобретите (металлопрокат в виде круга), который бывает диаметром от пяти до 20 мм, а больше и не надо, потому что резьбу большого диаметра вручную нарезать практически невозможно.
Выполнение внутренней резьбы обычно не вызывает сложностей. Но некоторые особенности использования инструмента и подбора отверстий под нарезание метрической резьбы существуют.
Виды резьбы
Различаются по основным характеристикам:
- системе исчисления диаметра (дюймовая, метрическая, другие);
- количество заходов (двух-, трех- или однозаходная);
- форма профиля (прямоугольный, трапециевидный, треугольный, круглый);
- направление вращения винта (левая или правая);
- размещение на детали (внутренняя или наружная);
- форма детали (конус или цилиндр);
- назначение (ходовая, крепежно-уплотнительная или крепежная).
Согласно перечисленным признакам выделяют следующие виды:
- цилиндрическая (MJ);
- метрическая и коническая (M, MK);
- трубная (G, R);
- Эдисона круглая (E);
- трапецеидальная (Tr);
- круглая для сантехнического крепежа (Kp);
- упорная (S, S45);
- дюймовая, в том числе цилиндрическая и коническая (BSW, UTS, NPT);
- нефтяного сортамента.
Инструменты для выполнения внутренней резьбы
Чтобы сделать внутреннюю нарезку, необходим метчик — винтообразный инструмент с острыми канавками. Стержень может иметь форму конуса либо цилиндра. Канавки идут вдоль и разбивают резьбу на участки, именуемые гребенками. Именно края гребенок и являются рабочими поверхностями.
Чтобы канавка получилась чистой, металл снимается постепенно, слоями. Для этого нужен один очень длинный инструмент или набор.
Единичные метчики тоже встречаются в продаже, их чаще используют для исправления сорванной резьбы. Для нарезки новой покупают комплект. Поэтому обычно продаются метчики парами: для черновой и для чистовой работы. Первый прорезает неглубокую канавку, второй зачищает и углубляет ее. Существуют и трехпроходные инструменты. Тонкие, до 3 миллиметров метчики продаются по два, более широкие — по три. Трехпроходные метчики вставляются в воротки. Устройство воротков различно, но размер их должен совпадать с размером резака.
В наборе инструменты различают по рискам, нанесенным на хвостовом конце. Если присмотреться внимательно, можно заметить отличия формы:
- первый метчик с сильно обрезанными верхушками зубьев, внешний диаметр чуть меньше других инструментов в наборе;
- второй метчик с более коротким заборным сегментом, более длинными гребнями. Его диаметр чуть больше, нежели у первого;
- третий метчик обладает полными гребнями зубцов, а его диаметр должен совпадать с размерами будущей резьбы.
Метчики делятся на трубные (отмечаются маркировкой «G») для нарезки резьбы внутри трубы и метрические — более распространенные.
Качество напрямую зависит от свойств метчика: он должен быть из хорошего металла и острым. Чтобы продлить срок использования инструмента и повысить качество резьбы, применяют смазку. Обычно для приобретения устойчивого навыка нарезки требуется сделать 3 — 5 попыток.
Процесс нарезания
Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.
Во время нарезки часть металла не выпадает со стружками, а продавливается по рабочим поверхностям метчика, формируя на заготовке профиль канавки. Учитывая эту особенность, размер сверла, которым делается отверстие под резьбу, подбирают немного меньше, чем номинальный поперечник будущей резьбы.
Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы. Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла. При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.
Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:
До=Дм * 0,8 ;
здесь: Дм — диаметр метчика.
| Тип | Диаметр | Шаг |
| М1 | 0,75 | 0,25 |
| М1,2 | 0,95 | 0,25 |
| 1,4 | 1,1 | 0,3 |
| 1,7 | 1,3 | 0,36 |
| 2,6 | 1,6 | 0,4 |
| 2,8 | 1,9 | 0,4 |
| М3 | 2,1 | 0,46 |
| М3 | 2,5 | 0,5 |
| М4 | 3,3 | 0,7 |
| М5 | 4,1 | 0,8 |
| М6 | 4,9 | 1 |
| М8 | 6,7 | 1,25 |
| М10 | 8,4 | 1,5 |
Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия
Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца. Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие. Выполняется так: 1\2 оборота по ходу чередуется с 1\4 оборота против хода винта для разрушения стружки.
| Резьба в дюймах | Наружный Д, мм | Диаметр, в мм | Шаг, мм |
| 1\8″ | 2,095 | 0,74 | 1,058 |
| 1\4″ | 6,35 | 4,72 | 1,27 |
| 3\16″ | 4,762 | 3,47 | 1,058 |
| 5\16″ | 7,938 | 6,13 | 1,411 |
| 7\16″ | 11,112 | 8,79 | 1,814 |
| 3\8″ | 9,525 | 7,49 | 1,588 |
Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы
Пара капель смазки значительно облегчают работу над глухими резьбовыми отверстиями. Хотя иногда используют в качестве смазки машинное масло, для работы со сталью оптимальна олифа. С алюминиевыми сплавами предпочтительнее использовать керосин, спирт или скипидар. Можно применять и техническое масло, но с меньшим эффектом.
Самодельный метчик для алюминиевых сплавов
Для создания внутренних резьб в латунных или легкосплавных деталях можно использовать самодельный инструмент и свёрла из обычного набора. Подойдет калиброванная стальная проволока. С помощью плашки на ней нарезается внешняя резьба, после чего заготовка закаляется. После закалки необходимо отпустить деталь до цвета спелой соломы. Режущие кромки затачиваются с помощью бруска или точила, предварительно зажав деталь в цанговый патрон.
Видео о том, как нарезается внутренняя резьба:
Резьба – один из основных типов скрепления металлических труб, который можно воспроизвести самостоятельно. Так, далее рассмотрим, какой инструмент для нарезки резьбы на трубах стоит приобрести, и как им пользоваться. Но перед этим стоит определиться с базовыми понятиями, без которых выполнение работ будет невозможным.
Что следует знать о резьбе?
При установке запорной арматуры, переходного тройника или муфты на металлическую трубу в обязательном порядке делается резьба, которая характеризуется следующими параметрами:- Глубиной - расстоянием от основания резьбы до конца трубы.
- Профилем и его углом - поперечным сечением у витка, которое выполняется в виде треугольника, прямоугольника и других форм. Когда боковые грани витков пересекаются, образуется угол.
- Шагом - расстоянием, которое образуется между вершинами трубы или близлежащими витками.
Важно: Чем больше шаг, тем больше глубина и количество витков на 1 ед. резьбы и, следовательно, наоборот.
С определением профиля и шага стоит отнестись с максимальным вниманием, поскольку от этого зависит вид резьбы:
- Дюймовый - представляется как треугольник и используется при сборке элементов водопроводной трубы, а иногда - отопительной.
- Цилиндрический - вариант дюймовой резьбы, который имеет меньший шаг. Сглаженная верхняя кромка профиля напоминает цилиндр. Пример схемы наружной цилиндрической резьбы представлен ниже:
- Конический - вид позволяет получить герметическое соединение, что особенно актуально при использовании уплотняющих материалов.
- Метрический - вид используется для патрубков небольших диаметров. Может быть трапециевидным - внешний угол делается в 30 градусов, а стороны витки напоминают трапецию. Для болтовых соединений может применяться также прямоугольная резьба, поскольку она делает фиксацию более надежной. Вот схема метрической резьбы, которая имеет вид равностороннего треугольника:
Подготовка к выполнению резьбы вручную
Основные правила использования:- трубу в месте нарезки резьбы рекомендуется отчистить от краски, грязи и ржавчины (должен остаться только металл);
- если труба имеет фаску, нужно аккуратно снять ее напильником (или же болгаркой, если вы имеете навык работы с этим инструментом);
- во время работы поверхность трубы и резак должны быть смазаны специальной субстанцией (намазать ее нужно и в начале работы, и в процессе).
Если не следовать этим правилам, то срок эксплуатации инструментов резко уменьшается, а также возникает большой шанс забраковать или просто сломать саму трубу.
Пошаговая инструкция к нарезанию резьбы при помощи плашки
Плашка для нарезания резьбы на трубах выглядит как гайка из закаленной стали, внутри которой расположено отверстие в виде цветка, грани ближайшие к центру покрыты острыми режущими поверхностями, а «лепестки» позволяют стружке спокойно отводится, не мешая работе.
Работа с инструментом не вызывает сложностей:
- Крепко установите трубу вертикально. Она тоже должна быть подготовлена - отчищена от краски, фаски и др. Ручка-трещетка для нарезки трубной резьбы держит лерку подходящего размера, а на трубу намазываете смазку.
- Плашку размещаете строго перпендикулярно по отношению к трубе. Если будет отклонение хотя-бы на 5-10 градусов, то труба уже будет испорчена.
- Начните двигать ручку держателя по часовой стрелке.
- Когда необходимое пространство покроется резьбой, поднимите резак вверх и вновь пройдитесь вниз по уже нарезанному, чтобы выемки были более четкие.
Данное видео - демонстрация правильного использования плашки. Наглядные действия следуют после подготовительных этапов, перечисленных выше:
Не забывайте периодически смазывать резак и трубу. Действуйте плавно, спокойно. Не дергайте плашку во время работы и не оставляйте незавершенный процесс.
Резьбонарезной набор для труб и правила его пользования
Идеальный вариант для домашнего использования – это резьбонарезной набор для труб. Клупп - модернизированная плашка, которая имеет специальную направляющую и трещотку. Инструменты в наборе могут быть разными, например:- Раздвижные . Как правило, состоят из резцов, расстояние между которыми можно регулировать. Позволяет нарезать резьбу в несколько подходов, точно и качественно.
- Монолитные . Инструмент имеет цилиндрическую форму с внутренним отверстием и устанавливается в плашкодержатель. Позволяет сделать резьбу в один подход.
Наборы и отдельные составляющие сильно разнятся по цене и качеству. Есть бюджетные варианты наборов за 1000 – 1100 руб., а есть гораздо выше.
В зависимости от диаметра трубы и направления резьбы (вправо, влево) выбирается лерка. Далее процесс работы выглядит следующим образом:
- клупп устанавливается в трещотку;
- наносится на режущую часть масло;
- на край трубы устанавливается направляющая;
- трещотка крутится, делая резьбу;
- в процессе работы кромки и труба обрабатываются маслом.
Необходимо вовремя менять клупп - он должен всегда быть острым, а все остальные элементы должны быть исправными.
Пример нарезания резьбы при помощи клуппа представлен в видео:
Нарезка резьбы на трубе возле стены
У вас может возникнуть ситуация, когда нужно сделать резьбу на трубе, которая уже встроена в стену. Принцип работы в данной ситуации точно такой же, как описано выше. Однако есть большое «но»: аппарату нужно пространство для работы, поэтому, возможно, придется удалить часть стены. Пример такой работы демонстрируется в видео:Важно! Срез на трубе необходимо сделать идеально ровным, иначе нарезать резьбу будет крайне сложно.
Как нарезать внутреннюю резьбу?
Чтобы вручную сделать внутреннюю резьбу, используются метчики, вставляемые в воротки. Они состоят из трех частей:- Заборной . Используется непосредственно при нарезании;
- Калибрующей . Средняя часть необходима для направления при калибровке и нарезании;
- Хвостовой . Часть имеет квадратную головку и используется для удержания метчика в воротке при нарезке.
Станок для нарезки желобов
Станок для нарезки резьбы на трубах вряд ли понадобится человеку, который обустраивает свой дом. Это скорее рабочий инструмент. По конструкции он чем-то напоминает сверлильные станки вертикального расположения.Диаметр обрабатываемой детали и шаг нарезки регулируется. Работу шпинделя можно тщательно отладить, настроив количество и скорость оборотов. В принципе, такой станок выполняет почти всю работу. Также, в отличие от ручных лерок, станком можно сделать не только внешнюю резьбу, но и внутреннею. Более современные аппараты могут обрабатывать мельчайшие детали и изделия с тонкими стенками.
В следующем видео можно наглядно увидеть, как работает станок без перекосов:
Видео: Ручная нарезка резьбы в дачной мастерской
В следующем видео мастер подробно расскажет, что необходимо учесть для грамотной нарезки резьбы, и как правильно выполнить работу:Выше подробно описаны все основные этапы работы, которые нужно знать и новичку, и закалённому мастеру при нарезке резьбы. Однако если вы понимаете, что данный процесс вам не удается, а ремонт продолжать нужно, лучше всего обратиться к профессиональному мастеру.
Вопрос о том, как нарезать резьбу метчиком, возникает в тех случаях, когда предварительно выполненное отверстие необходимо подготовить для размещения в нем болта, винта, шпильки и резьбового крепежного элемента любого другого типа. Именно метчик в подобных ситуациях является основным инструментом, позволяющим быстро и точно нарезать внутреннюю резьбу с требуемыми геометрическими параметрами.
Разновидности и сферы применения метчиков
Нарезание внутренней резьбы может выполняться вручную или с использованием станков различного типа (сверлильных, токарных и др.). Рабочими инструментами, которые выполняют основную работу по нарезанию внутренней резьбы, являются машинно-ручные или машинные метчики.
На различные виды метчики делят в зависимости от целого ряда параметров. Общепринятыми считаются следующие принципы классификации метчиков.
- По способу приведения во вращение различают машинно-ручные и машинные метчики, при помощи которых осуществляется нарезка внутренней резьбы. Машинно-ручные метчики, оснащенные квадратным хвостовиком, используют в комплекте со специальным приспособлением с двумя ручками (это так называемый вороток, держатель метчиков). При помощи такого приспособления метчик приводится во вращение и нарезает резьбу. Нарезка резьбы метчиком машинного типа осуществляется на металлорежущих станках различного типа, в патроне которых такой инструмент и фиксируется.
- По способу, которым нарезают внутреннюю резьбу, различают универсальные (проходные) и комплектные метчики. Рабочая часть первых разделена на несколько участков, каждый из которых отличается от остальных своими геометрическими параметрами. Участок рабочей части, который первым начинает взаимодействовать с обрабатываемой поверхностью, выполняет черновую обработку, второй – промежуточную, а третий, расположенный ближе к хвостовику, – чистовую. Для нарезки резьбы комплектными метчиками требуется использование нескольких инструментов. Так, если комплект состоит из трех метчиков, то первый из них предназначен для выполнения черновой обработки, второй – для промежуточной, третий – для финишной. Как правило, комплект метчиков для нарезания резьбы определенного диаметра включает в себя три инструмента, но в отдельных случаях, когда обработке подвергаются изделия, изготовленные из особо твердого материала, могут использоваться наборы, состоящие из пяти инструментов.
- По типу отверстия, на внутренней поверхности которого необходимо нарезать резьбу, различают метчики для сквозных и глухих отверстий. Инструмент для обработки сквозных отверстий характеризуется удлиненным конусным кончиком (заходом), который плавно переходит в рабочую часть. Такую конструкцию чаще всего имеют метчики универсального типа. Процесс нарезания внутренней резьбы в глухих отверстиях осуществляется метчиками, конусный кончик которых срезан и выполняет функцию простейшей фрезы. Такая конструкция метчика позволяет нарезать с его помощью резьбу на всю глубину глухого отверстия. Для нарезания резьбы данного типа, как правило, используется комплект метчиков, приводимых во вращение вручную, при помощи воротка.
- По конструкции рабочей части метчики могут быть с прямыми, винтовыми или укороченными стружкоотводящими канавками. Следует иметь в виду, что использовать метчики с канавками различного типа можно для нарезания резьбы в изделиях из относительно мягких материалов – углеродистых, низколегированных стальных сплавов и др. Если же резьбу необходимо нарезать в деталях, изготовленных из очень твердых или вязких материалов (нержавеющих, жаропрочных сталей и др.), то для этих целей используют метчики, режущие элементы которых располагаются в шахматном порядке.
Метчики, как правило, применяются для нарезания метрической резьбы, но есть инструменты, с помощью которых нарезают трубную и дюймовую внутреннюю резьбу. Кроме того, различаются метчики и по форме своей рабочей поверхности, которая может быть цилиндрической или конической.
Подготовка к нарезанию внутренней резьбы
Для того чтобы процесс нарезания внутренней резьбы при помощи метчика не вызывал особых затруднений и завершился качественным результатом, необходимо правильно подготовиться к этой технологической операции. Все способы нарезания резьбы при помощи метчика предполагают, что в обрабатываемой детали уже выполнено отверстие с соответствующим диаметром. Если внутренняя резьба, которую необходимо нарезать, имеет стандартный размер, то для определения диаметра подготовительного отверстия может быть использована специальная таблица с данными по ГОСТу.
Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу
В том случае, если резьба, которую надо нарезать, не относится к категории стандартных, рассчитать диаметр отверстия для ее выполнения можно по универсальной формуле. Прежде всего необходимо изучить маркировку метчика, в которой в обязательном порядке указываются тип нарезаемой резьбы, ее диаметр и шаг, измеряемые в миллиметрах (для метрических). Затем, чтобы определить размер поперечного сечения отверстия, которое надо просверлить для резьбы, достаточно от ее диаметра вычесть шаг. Например, если для нарезания нестандартной внутренней резьбы будет использоваться инструмент с маркировкой М6х0,75, то диаметр подготовительного отверстия рассчитывается следующим образом: 6 – 0,75 = 5,25 мм.
Для стандартных резьб, относящихся к категории дюймовых, также существует таблица, позволяющая правильно выбрать сверло, с помощью которого выполняют подготовительные работы.
Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу
Важным для получения качественного результата является вопрос не только о том, чем нарезают резьбу, но и о том, каким сверлом выполнять подготовительное отверстие. Выбирая сверло, необходимо обращать внимание на параметры и качество его заточки, а также на то, чтобы оно вращалось в патроне используемого оборудования без биения.
Угол заточки режущей части подбирается в зависимости от того, какой твердостью обладает материал, который необходимо сверлить. Чем выше твердость материала, тем больше должен быть угол заточки сверла, но это значение не должно превышать 140°.
Как правильно нарезать резьбу? Для начала надо подобрать инструменты и расходные материалы:
- электрическую дрель или сверлильный станок, способные работать на низких оборотах;
- сверло, диаметр которого рассчитывается или подбирается по справочным таблицам;
- сверло или зенковку, при помощи которых с края подготовленного отверстия будет сниматься фаска;
- комплект метчиков соответствующего размера;
- ручной держатель для метчиков (вороток);
- слесарные тиски (если изделие, в котором надо нарезать резьбу, необходимо зафиксировать);
- керн;
- молоток;
- машинное масло или другой состав, которым в процессе обработки необходимо смазывать как метчик, так и нарезаемый им участок резьбы;
- ветошь.
Особенности технологии
При нарезании внутренней резьбы метчиком руководствуются следующим алгоритмом.
- В том месте на поверхности обрабатываемой детали, где будет сверлиться отверстие для нарезки резьбы, необходимо сформировать углубление для более точного захода сверла, используя керн и обычный молоток. Сверло фиксируется в патроне электродрели или сверлильного станка, на которых выставляются невысокие обороты вращения инструмента. Перед началом сверления режущую часть сверла необходимо обработать смазывающим составом: смазанный инструмент легче входит в структуру обрабатываемого материала и создает меньшее трение в зоне выполнения обработки. Смазывать сверло можно кусочком обычного свиного сала или солидолом, а при обработке вязких материалов для этих целей используют машинное масло.
- Если нарезать резьбу необходимо в деталях небольшого размера, их следует предварительно зафиксировать, используя для этого слесарные тиски. Начиная сверление, инструмент, зафиксированный в патроне оборудования, надо расположить строго перпендикулярно к поверхности обрабатываемой детали. Следует регулярно смазывать метчик и следить за тем, чтобы он не перекашивался и двигался строго в заданном направлении.
- На входе в выполненное отверстие, как уже говорилось выше, надо снять фаску, глубина которой должна составлять 0,5–1 мм (в зависимости от диаметра отверстия). Для этой цели можно использовать сверло большего диаметра или зенковку, установив их в патроне сверлильного оборудования.
- Процесс нарезания внутренней резьбы начинается с метчика №1, который первым устанавливается в вороток. Не следует забывать о смазке, которая обязательно должна быть нанесена на метчик для нарезания резьбы. Положение метчика относительно обрабатываемого отверстия надо выставить в самом начале работы, так как потом, когда инструмент будет находиться уже внутри отверстия, сделать это не получится. Нарезая резьбу метчиком, необходимо придерживаться следующего правила: 2 оборота метчика делается по ходу нарезания резьбы, 1 – против хода. Когда метчиком делается один оборот назад, с его режущей части сбрасывается стружка и уменьшается нагрузка на него. Нарезание резьбы плашкой выполняется по аналогичной методике.
- Нарезав резьбу метчиком №1, в вороток устанавливают инструмент №2, а после него – №3. Обработка ими выполняется по вышеописанной методике. При нарезании резьбы метчиками и плашками необходимо чувствовать, когда инструмент начинает вращаться с усилием. Как только наступает такой момент, следует провернуть вороток в обратную сторону, чтобы сбросить стружку с режущей части инструмента.
Нарезание внутренней резьбы метчиком начинают с выбора нужного инструмента. После первым шагом является просверливание отверстия. По сути, этот этап является самым главным, так как если ошибиться с подбором диаметра, то либо болт будет болтаться, либо при нарезании резьбы от перегрузки сломается метчик. Лучше всего диаметр отверстий определять по таблицам, но можно произвести и грубую оценку: отняв от диаметра резьбы ее шаг можно получить приблизительное значение необходимого диаметра отверстия.
Например, если внешний диаметр резьбы 18 мм, а шаг 1 мм, то требуется просверлить отверстие в 17 мм. Сверлить необходимо строго перпендикулярно поверхности детали (из-за отклонений возможен брак при нарезании). У просверленного отверстия желательно сделать небольшую фаску. У глухих отверстий глубина должна быть больше, чем длина нарезаемой части, чтобы инструмент при резке вышел за границы необходимой длины резьбы. Если этот запас не предусмотреть, то резьба будет неполной.
Деталь с просверленным отверстием закрепляют в тиски. Метчик фиксируют в воротке (при отсутствии используют разводной ключ) или патроне станка. На качество резьбы, скорость нарезания и стойкость инструмента значительное влияние оказывает правильный подбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Чтобы не испортить инструмент, а резьбу получить чистую и с правильным профилем, необходимо применять следующие СОЖ:
разведенную эмульсию (одна часть эмульсии, смешанная с 160 частями воды);
для деталей из латуни и стали можно использовать льняное масло;
для изделий из алюминия – керосин;
для деталей из красной меди – можно скипидар;
в изделиях из чугуна и бронзы нарезание следует проводить всухую.
Нельзя использовать минеральные и машинные масла – они способствуют значительному возрастанию сопротивления, которое инструмент преодолевают в процессе работы, оказывают отрицательное влияние на шероховатость резьбы и приводят к быстрому износу метчика.
1.2. Правила нарезания внутренней резьбы метчиком
При ручной нарезке резьбы инструмент вставляют в отверстие вертикально (без перекоса). Вороток вращают в нужном направлении (для правой резьбы по часовой стрелке) не все время, а периодически делают 1–2 оборота в обратную сторону.
При таком вращательно-возвратном движении метчика срезаемая стружка ломается, становится короткой (дробленой) и легче удаляется из рабочей зоны, а процесс формирования резьбы значительно облегчается. По окончании нарезания инструмент вывертывают вращением воротка в противоположную сторону, затем его прогоняют по готовой резьбе насквозь или до упора для глухих отверстий. Необходимо также придерживаться следующих правил:
При формировании резьбы в вязких и мягких металлах (алюминий, медь, баббиты и другие), а также в глубоких отверстиях инструмент следует периодически выкручивать из отверстия для очистки канавок от стружки.
При использовании комплекта метчиков необходимо применение всех инструментов набора. Нарезание сразу чистовым метчиком или средним, а затем чистовым без прохода черновым не ускоряет, а только замедляет и затрудняет процесс нарезания. Кроме того, резьба при этом получается некачественной, а инструмент может сломаться. Чистовой и средний метчики вкручивают в отверстие вручную (без воротка) до тех пор, пока инструмент не пойдет по резьбе правильно, и только после этого устанавливают вороток и продолжают работу.
В процессе нарезания требуется тщательно следить за правильностью врезки инструмента, чтобы не было его перекоса. Для этого необходимо через каждые вновь нарезанные 2–3 нитки стружки проверять положение метчика относительно верхней плоскости детали с помощью угольника. Особенно осторожно следует работать с глухими и мелкими отверстиями.
Конструкция метчика
Метчик (рис. 1) представляет собой закаленный винт, на котором прорезано несколько прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки инструмента. Канавки также обеспечивают размещение стружки, образующейся при резании стружка может выводиться из зоны резания.
Метчик состоит из двух частей - рабочей и хвостовика, на конце которого выполнен квадрат (у ручных метчиков). Рабочая часть метчика включает в себя: режущую (заборную) часть, которая обеспечивает удаление основной части припуска на обработку; калибрующую часть, осуществляющую окончательную обработку резьбы; стружечные канавки; перья (витки резьбы, разделенные стружечными канавками) и сердцевину, обеспечивающую метчику достаточную для обработки прочность и жесткость. Хвостовая часть метчика служит для закрепления его в воротке, которым производятся рабочие и холостые перемещения метчика.
Рабочую часть метчика изготавливают из инструментальных углеродистых сталей марок У11, У11А, быстрорежущей стали или твердого сплава. Выбор материала рабочей части зависит от физико-механических свойств обрабатываемой заготовки. У цельных метчиков материал хвостовой части тот же, а у метчиков, состоящих из двух частей, соединяемых сваркой, хвостовую часть изготавливают из конструкционной стали марок 45 и 40Х: Число стружечных канавок, выполненных на метчике, зависит от его диаметра (три канавки дтя метчиков диаметром до 20 мм и четыре - для метчиков диаметром свыше 20 мм).
Основную работу при нарезании резьбы выполняют режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей канавки с задними (затылованчыми, выполненными по архимедовой спирали) поверхностями рабочей части. Затылование задней поверхности режущих зубьев позволяет сохранить постоянным их профиль после переточки, которая осуществляется централизованно в заточных цехах.
Как правило, метчики изготовляют с прямыми канавками, однако для улучшения условий резания и получения точных и чистых резьб применяют метчики с винтовыми канавками. Угол наклона такой канавки к оси метчика составляет 8… 15°. Для получения точных и чистых резьбовых поверхностей в сквозных отверстиях при обработке мягких и вязких материалов используют бесканавочные метчики.
Рис. 1 Метчик:
а – конструкция: 1 – нитка(виток); 2 – квадрат; 3 – хвостик; 4 – канавка; 5 – режущее перо; б – геометрические параметры: 1 – передняя поверхность; 2 – режущая кромка; 3 – затылованная поверхность; 4 – задняя поверхность; 5 – режущее перо; α – задний угол; β – угол резания; δ – угол заострения; γ – передний угол; в – с винтовой стружечной канавкой: 1 – канавка; г - нарезание глухой резьбы; ω – угол наклона винтовой канавки.