Энциклопедия Технологий и Методик - Резьба: Способы нарезания резьбы метчиками и плашками.

Резьба: Способы нарезания резьбы метчиками и плашками.

Резьба представляет собой винтовую канавку постоянного сечения, выполненную на наружной (наружная резьба) и внутренней (внутренняя резьба) цилиндрической или конической поверхности. Она применяется для соединения деталей, а также для преобразования вращательного движения в поступательное или наоборот, в механизмах и машинах.

Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой), или многозаходовые, образованные двумя и более линиями.

По направлению винтовой линии резьбы подразделяют на правые и левые.

В зависимости от системы размеров резьбы бывают метрические, дюймовые и трубные.

В метрической резьбе угол треугольного профиля равен 60°, наружный, средний и внутренний диаметры и шаг резьбы выражаются в миллиметрах. Метрические резьбы с крупным шагом обозначаются буквой и числом, выражающим наружный диаметр в миллиметрах: М10, М16 и так далее. Для обозначения резьбы с мелким шагом (расстояние между витками) к этим данным добавляют число, выражающее шаг резьбы в миллиметрах: М6x0,6, М20x1,5 и тому подобное.

В дюймовой резьбе угол треугольного профиля равен 55°, диаметр резьбы выражают в дюймах (1 дюйм = 2,54 см), а шаг - числом ниток на один дюйм.

Пример обозначения: 1 1/4" (наружный диаметр резьбы в дюймах).

Трубная резьба отличается от дюймовой тем, что ее исходным размером является не наружный диаметр, а диаметр отверстия трубы, на наружной поверхности которой нарезана резьба.

Пример обозначения: 3/4" труб. (цифрами обозначен внутренний диаметр трубы в дюймах).

Нарезание резьбы осуществляется на сверлильных, токарных и специальных резьбонарезных (профиле-накаточных) станках, а также вручную. При ручной обработке металлов внутреннюю резьбу нарезают метчиками, а наружную - плашками.

Соответственно в зависимости от профиля нарезаемой резьбы метчики делятся на три типа: для метрической, дюймовой и трубной.

Ручные (слесарные) метчики выполняют обычно в комплекте из трех или двух штук. Первым и вторым метчиками резьбу нарезают предварительно, а третьим придают ей окончательный размер и форму. Обычно номер каждого метчика комплекта отмечен числом рисок на хвостовой части. Существуют комплекты, состоящие из двух метчиков: предварительного (чернового) и чистового. Первого и второго. Метчики изготовляют из углеродистой и легированной стали высокой прочности.

Плашки или планшайбы, предназначенные для нарезания наружной резьбы, в зависимости от конструкции подразделяются на круглые и призматические (раздвижные).

Круглые плашки при нарезании резьбы закрепляют в специальный вороток - плашкодержатель.

Для нарезания внутренней резьбы метчиком вначале готовят отверстие. Сверло берут несколько большего диаметра, чем внутренний диаметр требуемой резьбы: если эти диаметры будут равными, то материал, выдавливаемый при нарезании, будет сильно нажимать на зубья инструмента. В результате зубья нагреются и к ним прилипнут частицы металла, резьба получится с рваными гребешками (нитками), при этом возможна поломка метчика.

На рисунке показано нарезание внутренней резьбы:
а - метчик, б - нарезание резьбы.

Конструкция метчика:
1 - заборная часть;
2 - калибрующая часть;
3 - стружечная канавка;
4 - хвостовик;
5 - квадрат.

Метчик:
а - конструкция: 1 - нитка (виток), 2 - квадрат, 3 - хвостовик, 4 - канавка, 5 - режущее перо.
б - геометрические параметры: 1 - передняя поверхность, 2 - режущая кромка, 3 - затылованная поверхность, 4 - задняя поверхность, 5 - режущее перо;
- задний угол, - угол резания, - угол заострения, - передний угол.
в - с винтовой стружечной канавкой: 1 - канавка.
г - нарезание сквозной резьбы.
д - нарезание глухой резьбы: - угол наклона винтовой канавки.

На рисунке показано нарезание наружной резьбы:
а - круглая плашка, б - призматическая (раздвижная) плашка, в - нарезание резьбы.

Чтоб не высчитывать диаметр отверстия под резьбу, можно воспользоваться таблицей.

d₁ - внутренний диаметр резьбы болта.
d₂ - средний диаметр резьбы болта.
D₁ - внутренний диаметр резьбы гайки.
D₂ - средний диаметр резьбы гайки.
P - шаг резьбы.
H₁ - высота профиля.
d_отв. - диаметр отверстия под нарезание резьбы.

Нарезанием резьбы называют операцию, в результате выполнения которой на поверхности цилиндрических стержней и отверстий образуются винтовые канавки, называемые резьбой. Основными ее элементами являются профиль, нитка, шаг, глубина и диаметры.

Профиль резьбы — это очертание ее впадин и выступов в продольном разрезе, проходящем через ось болта или гайки.

Ниткой (витком) называют часть резьбы, образуемую при одном полном обороте профиля.

Шагом резьбы служит расстояние между параллельными сторонами или вершинами двух витков, лежащих рядом, измеренное вдоль оси резьбы.

Глубиной резьбы считается расстояние от ее вершины до основания профиля, измеряемое перпендикулярно оси болта. Резьба характеризуется диаметрами — наружным (диаметр цилиндра, описанного около резьбовой поверхности и измеряемого у болтов по вершинам профиля резьбы, а у гаек — по впадинам) и внутренним (диаметр цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность и измеряемого у болтов — по впадинам, у гаек — по вершинам резьбы).

Резьбы бывают правые и левые: болты и гайки с правой резьбой завинчиваются по часовой стрелке; с левой резьбой — против часовой стрелки. В технике применяются резьбы трех видов: метрическая, дюймовая и трубная. В метрической резьбе шаг измеряется в миллиметрах, в дюймовой вместо шага дается число ниток (витков) на длине одного дюйма.

В отечественном электромашиностроении применяют преимущественно правые метрические резьбы. Дюймовые резьбы используются в основном в импортных конструкциях. Трубная резьба имеет несколько меньший шаг, чем дюймовая, и применяется главным образом при соединении труб. Резьбы нарезают с помощью резьбонарезных инструментов. Нарезание резьбы — слесарная операция, требующая строгого соблюдения правил ее выполнения во избежание поломки инструмента и повреждения нарезаемой резьбы.

Резьбу нарезают вручную на стержнях клуппом с плашками (лерками), а в отверстиях — воротком с метчиком. Нарезание резьбы клуппом выполняют следующим образом:

устанавливают в клупп плашки с требуемой резьбой и разводят их на расстояние, несколько превышающее диаметр нарезаемого стержня;
укрепляют в тисках нарезаемый стержень в вертикальном положении так, чтобы его нарезаемая часть была на 20—25 мм выше уровня губок тисков, а затем запиливает на конце стержня фаску;
надевают клупп плашками на стержень и винтом клуппа плотно сжимают плашки на стержне;
смазывают плашки и нарезаемую часть стержня машинным маслом, после чего, поворачивая клупп на один-полтора оборота по часовой стрелке, а затем на полтора обратно, нарезают резьбу на требуемой длине;
вращают клупп в обратном направлении (против часовой стрелки) до схода на конец стержня и, поджав плашки винтом, повторяют операцию до получения резьбы требуемых размеров и качества;
проверяют, полученную резьбу гайкой, прогоняя ее по вновь нарезанной резьбе стержня.

Внутреннюю резьбу нарезают в отверстиях заготовок метчиками в следующем порядке:

зажимают в тисках заготовку с отверстием, подготовленным под резьбу;
вставляют строго вертикально метчик в нарезаемое отверстие;
надевают вороток на квадрат хвостовика метчика и, прижимая левой рукой вороток к метчику, поворачивают правой рукой вороток по часовой стрелке, пока метчик не врежется на несколько ниток в металл отверстия и не займёт в нем устойчивое положение;
вращают вороток с метчиком обеими руками с перехватом рук через каждые полоборота и нарезают резьбу на требуемой длине отверстия с поворотами воротка по часовой стрелке и против нее, как при нарезании резьбы клуппом.

При нарезании резьбы, нередко возникают такие виды брака, как поломка метчика в нарезаемом отверстии, рваная или неполная резьба, срыв резьбы. Поломка метчика в отверстии может произойти из-за его затупления или забивания канавок метчика срезаемой стружкой. Во избежание поломки и порчи резьбы, необходимо пользоваться острым метчиком и чаще вынимать его из нарезаемого отверстия для удаления стружки.

Рваная резьба обычно получается при неправильной установке метчика или плашки относительно нарезаемой детали, нарезании резьбы тупым метчиком или, плашкой, а также при неиспользовании смазки. Неполной получается резьба, когда диаметр отверстия больше или диаметр стержня под резьбу меньше, чем предусмотрено чертежом.

Срыв резьбы происходит в случаях, когда диаметр просверленного отверстия под резьбу меньше, либо диаметр стержня под наружную резьбу больше установленных чертежом. Для устранения срыва резьбы следует выбирать правильный диаметр, отверстия и стержня, а также метчики и плашки, соответствующие диаметру отверстия и стержня.

Качество и шаг наружной резьбы проверяют с помощью резьбомера. Общий вид резьбомера и проверка им наружной резьбы показаны на рисунках.

Контроль качества внутренних резьб осуществляется с помощью предельных резьбовых калибровок.

для метрической резьбы с шагом (в мм): 0,4; 0,45; 0,5; 0,6; 0,7; 0,75; 0,8; 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6.

для дюймовой и трубной резьбы с числом ниток (на один дюйм): 28; 20; 19; 18; 16; 14; 12; 11; 10; 9; 8; 7; 6; 5; 4,5; 4.

Внешне резьбомеры – шаблоны отличаются тем, что на резьбомерах для метрической резьбы выбито клеймо “М60°”, а на резьбомерах для дюймовой и трубной резьбы выбито клеймо “Д55°”.

При определении резьбы с натуры, замерив отдельные параметры, получают приближенные данные, с помощью которых по таблицам резьбы в стандартах уточняют ее тип и размер. Необходимость в определении резьбы с натуры может возникнуть в двух случаях:

1) при замене частично изношенной или полностью вышедшей из строя нестандартной резьбовой детали;
2) при монтаже и ремонтных работах, когда по каким – либо причинам неизвестен размер резьбы, а в ходе работы требуется установить новое изделие или узел с подсоединением на резьбе.

На точность измерения при определении резьбы с натуры влияет много факторов, основные из них следующие:

а) процент изношенности и загрязненности детали;
б) удобство измерения детали;
в) вид, качество и чистота измерительного инструмента;
г) навыки пользования инструментом, правильная установка его без смещений и перекосов;
д) соблюдение температурного режима измерения.

Для более точного определения рекомендуется сделать последовательно три измерения одного и того же размера и как окончательный результат взять их среднее значение. Оценка точности измерения в различных случаях может колебаться от 0,5 до 0,25 мм.