Как нарезать резьбу метчиком вручную: изучаем главное

Как провести нарезку резьбы на токарном станке?

При массовом производстве метизов используется накатка нити на автоматах. Изготовление единичных деталей выполняют нарезкой резьбы на токарных станках. Шаг выдерживается специально установленным ходовым винтом. Настройка выполняется по таблицам.

Резьбы диаметров до 40 мм выполняются метчиками и плашками, независимо от типа рельефа выступа.

На больших деталях, весом от 500 кг, с диаметром, превышающим длину детали, нарезка может производиться на токарно-карусельных станках, имеющих в своей конструкции гитару.

Методы получения резьб

Резьбы на токарном танке нарезают разными способами в зависимости от типа соединения и размера детали:

• накаткой роликом;
• с применением плашек и метчиков;
• резцами.

При накатывании профильный твердый ролик выдавливает в теле метиза канавку, приподнимая металл выступа. Способ отличается высокой производительностью. Сама нить прочная за счет образующегося на поверхности наклепа.

Таким способом можно изготавливать метизы из низкоуглеродистых пластичных сталей на автоматических линиях. Для накатки при изготовлении малых партий деталей, профильный ролик может устанавливаться на токарный станок.

Диаметр ограничен 24–30 мм.

Нарезание резьбы на токарных станках осуществляется специальным инструментом: метчиками и плашками. Метод высокопроизводительный. Не зависимо от типа резьбы и количества заходов, она изготавливается за один проход. Повышение прочности и точности достигается использованием на диаметрах более 14 мм пары инструментов: чернового и чистового.

Резцом выполняются резьбы любого профиля. Диаметр и вес детали ограничивается техническими характеристиками станка.

Для точения конических резьб на конусе резьбового соединения применяется специальный инструмент и резец. Станок должен иметь все узлы, необходимые для настройки нарезки конических резьб.

По таблицам, расположенным на передней бабке или верхней панели коробки передач, выставляется шаг резьбы. Деталь стачивается на конус по наружному размеру резьбы. Угол заточки 120⁰. Глубина резания регулируется салазками. После касания резца выставляется по лимбу.

Коническая резьба измеряется и обозначается в дюймах. Шаг определяется количеством нитей в 1⁰ параллельно оси трубы. Работать необходимо по таблицам. Проверять резьбы шаблонами и калибрами. Прямое измерение дает большие погрешности.

В отдельных конически соединениях применяется нарезка метрической резьбы по конусу. Ход резца параллельно обрабатываемой поверхности выставляется поворотом салазок.

Классификация резьб

Деление резьб по типу поверхности:

• конические;
• цилиндрические.

По направлению витка:

Без указания направленности, нарезается нить с левым направлением. Она считается стандартной. Инструмент применяется одинаковый. Изменяется на обратное вращение, и режущая кромка переворачивается на 180⁰ — суппорт подводится с противоположной стороны.

Профиль зуба в разрезе имеет разные формы. Используемые виды резьб, изготавливаемых на токарных станках:

• метрические;
• метрические-конические;
• трубные цилиндрические;
• трубные конические;
• дюймовые;
• трапецеидальные;
• упорные;
• круглые.

Для использования метчиков и плашек, деталь крепится в патроне. Резьбовой режущий инструмент поджимается центром задней бабки. При нарезке резцом, длинная деталь поджимается задней бабкой, короткая грибом. Инструмент устанавливается на суппорте и выставляется в оси детали.

Инструмент для нарезания резьб

Производительность работы увеличивается за счет применения резьбонарезных головок. Они имеют 4 сегмента с резцами. Нарезав до конца, устройство раскрывается, освобождая деталь. Инструмент не надо скручивать. Резьба нарезается быстро, как метчиком. Могут обрабатываться диаметры до 100 мм.

Резьбонарезные головки имеют сложную конструкцию и применяются при массовом производстве деталей.

Заточка резца производится по плоскому шаблону, независимо от типа резьбы. Угол должен точно соответствовать впадине, повторяя ее контуры. После нарезки вершины ниток следует зачистить и слегка притупить.

В трапецеидальных профилях углы вершин и впадин закругляются до R 0,3–0,5 мм. В противном случае резьба будет плохо закручиваться и упираться вершинами. С зачищенными верхушками при закручивании резьбы скользят по боковой поверхности, создавая прочное соединение.

Величина максимальной нагрузки и герметичность соединения увеличивается.

Наибольшую производительность при обработке отверстий дает метчик для нарезки внутренних резьб. Выставленные в оси детали, он прорезает все витки, не зависимо от количества заходов.

Что такое резьба и для чего она нужна

Резьба – это одна из самых популярных разновидностей крепления деталей или монтажа конструкций. Ее используют, чтобы соединить между собой несколько деталей, например, труб, в одну конструкцию. Для этого на их боковой или внутренней части вырезаются канавки, которые имеют определенную форму, угол наклона и расстояние между углублениями (шаг витка).

Также насечка может быть на соединительных деталях, например, кранах или тройниках. С помощью этого метода монтажа можно делать разборные или неразъемные конструкции, такие как водопровод, канализация и другие виды систем из труб. Нарезать резьбу можно только на круглых или конических деталях, так как для других поверхностей это будет неудобно и не практично.

Самый распространенный вариант профиля резьбы – это треугольный. Он очень простой и доступный, но не подходит для частого разбора системы. В случае, если нужно часто разъединять трубы или другие детали используется круглый профиль. Чаще всего его используют в сантехнике. Другие виды профилей используются в кинематических системах (например, трансмиссиях), но не применяются в сантехнике.

Разновидность кинематической нарезкиИсточник findpatent.ru

Применение метчика

Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.

Читать также: Не работает отпариватель в утюге

Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.

Метчик: конструкция и параметры

Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.

Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.

Разновидности метчиков для резьбы и их отличия

Минимальный комплект метчиков

Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.

Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.

Некоторые разновидности воротков для метчиков

При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.

1. Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
2. Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
3. Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.

Комплект из трех метчиков

Метчики используются преимущественно для нарезания резьбы метрического типа. Значительно реже, чем метрические, применяются метчики, предназначенные для обработки внутренних стенок труб. Они в соответствии со своим назначением называются трубными, а отличить их можно по букве G, присутствующей в их маркировке.

Типы нарезаемой резьбы

Для нарезания каждого типа и размера резьбы существуют свои наборы метчиков. Они не взаимозаменяемы, как и резьбовые элементы разных типов. Различают следующие основные типы:

• Метрическая. Профиль в виде равнобедренного треугольника углом у вершины 60°, все размеры профиля выражены в миллиметрах. Маркируется литерой М.
• Дюймовая. Профиль имеет более острый угол – 55°. Диаметр выражается в дюймах и их долях в виде простых дробей, а шаг – числом витков на дюйм. Некоторые маркируются литерой W(в честь Дж. Уитворта).
• Трубная. Отличается разным наклоном передней и задней части профиля для обеспечения надежности соединения и предотвращения его самопроизвольного раскручивания. Существуют как цилиндрические, так и конические трубные резьбы.

Виды резьбы

Существуют и другие типы резьбы для специальных применений

Существующие варианты резьбовой нарезки

Трубная резьба подразделяется на пять видов, однако наиболее популярными вариантами является коническая и цилиндрическая. С такими вариантами трубной резьбы сталкиваются зачастую домочадцы. Для резьбовой нарезки на водопроводной трубе имеется два способа:

• Автоматический, предусматривающий нарезание резьбы на трубах водоснабжения при помощи специальных станков и электроинструментов.
• Ручной. Для этого применяются специальные ручные инструменты.

Если по долгу службы человеку необходимо нарезать резьбу на большом количестве труб, то уместно приобрести специальный электроинструмент, что позволит облегчить ручной труд.

Когда необходимость в получении резьбового соединения является единичным случаем, то для таких целей подходит ручная технология. На водопроводных трубопроводах, а также трубах систем отопления нарезка резьбы выполняется при помощи плашки.

Плашка представляет собой стальной диск, а его внутренний диаметр имеет осевые отверстия в разном количестве, что зависит от размера изделия. Кромки этих отверстий формируют резцы, при помощи которых и выполняется резьбовая нарезка. Для обеспечения надёжности такого инструмента, его изготавливают из легированных видов стали или твёрдых сплавов.

Плашки могут иметь разную форму (круглую, квадратную, шестигранную или призматическую), но чаще все применяются дисковые варианты. Именно дисковые плашки предназначаются для получения резьбового соединения на водопроводных трубах. Чтобы плашкой было удобно работать, они оснащаются дополнительно воротками, а также фиксаторами в виде винтов. Плашки также бывают цельными, разрезными и раздвижными.

Цельные плашки для нарезания резьбы на трубах имеют один существенный недостаток – это быстрый износ резцов. Это обусловлено жёсткостью собственной конструкции изделия. Разрезные или подпружиненные плашки имеют менее жёсткую конструкцию, что существенно повышает срок эксплуатации изделия. За счёт подпружиненного механизма такой инструмент для нарезания резьбы на трубах позволяет варьировать диаметром получаемых резьбовых соединений в диапазоне от 0,1 до 0,3 мм. Устройство такого типа имеют высокую стойкость к износу резцов, однако не способно при этом обеспечить высокую точность.

Раздвижные плашки представляют собой 2 рабочих части, предназначающиеся для установки в крепёжный модуль. Плашка со специальным крепёжным модулем образует инструмент, называемый трубным клуппом. Плашка в клуппе фиксируется при помощи сухаря и регулировочного винта. Именно при помощи регулировочного винта осуществляется регулировка диаметра резьбы.

Как восстановить резьбу метчиком

Перед тем, как восстановить резьбу с метчиком, определите, можно ли увеличить ее диаметр или нарезать новую в другом месте. Если да, то ремонт пройдет очень быстро.

1. Рассверлите отверстие.

2. Нарежьте новую резьбу.

Фотография №1: нарезание резьбы метчиком

При работе соблюдайте следующие основные правила.

1. Рассверливайте отверстие строго под прямым углом

2. Используйте два новых метчика нужного диаметра (для черновой и чистовой обработки).

3. При нарезании резьбы действуйте аккуратно. Избегайте перекосов и резких движений.

4. Желательно нарезать резьбу при помощи воротка. Если его нет, возьмите разводной ключ.

5. Не забывайте использовать смазку и регулярно удалять стружку.

Нарезание резьбы резцами

Широко распространенным элементом деталей машин является наружная и внутренняя резьбы В машиностроении применяются крепежные резьбы с треугольным профилем, ходовые с прямоугольным и трапецеидальным профилем и конические резьбы.

Нарезание резьбы производится резцами (неподвижными и вращающимися), гребенками, плашками, резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами и метчиками, отделочная обработка резьбы – шлифовальными кругами. Широко применяется изготовление резьбы методом пластической деформации – накатывания плашками и роликами.

Нарезание резьбы резцами

Нарезание резьбы резцами производится на токарно-винторезных станках.

Деталь, установленная в патроне или центрах, вращается, а резец, закрепленный в резцедержателе, перемещается вдоль образующей резьбы, причем эти движения строго согласованы: за один оборот детали резец перемещается на величину шага резьбы.

Движение суппорта при нарезании резьбы передается от ходового винта, который через коробку передач соединен со шпинделем (передаточное отношение равно отношению шага нарезаемой резьбы к шагу ходового винта).

Применяются плоские, тангенциальные и дисковые однопрофильные или многопрофильные (гребенки) резцы (рисунок 1). Профиль резца соответствует профилю впадины резьбы.

Для предотвращения искажения профиля резьбы обычно затачивают с передним углом, равным нулю, и устанавливают так, чтобы передняя грань находилась на высоте центров.

Подача резца производится двумя способами: перпендикулярно оси детали (рисунок 2 а), причем резец работает всем профилем, и параллельно образующей резьбы (рисунок 2б); в этом случае резец работает одной режущей кромкой.

При нарезании резьбы с крупным шагом предварительную обработку производят прорезным резцом с углом профиля, отличающимся от угла профиля резьбы на 5-10?. На токарных станках производят нарезание резьбы на длинных деталях или в тех случаях, когда резьба должна быть строго концентрична с другими поверхностями, обрабатываемыми в этой же установке.

Производительность труда при этом невысокая, так как нарезание производится в пять-десять и более проходов, много времени затрачивается на обратный ход и установку резца на размер. Кроме того, эта работа выполняется рабочими высокой квалификации и требует напряженного внимания, особенно при нарезании внутренней резьбы.

На точных станках возможно нарезание резьбы первого класса точности.

На токарных и резьбонарезных станках производится нарезание резьбы вращающимися резцами – вихревое или охватывающее нарезание. Для этого на суппорте станка устанавливают приспособление с головкой, приводимой во вращение от электродвигателя.

Головку устанавливают под углом, равным углу подъема резьбы. В головке размещены резцы для нарезания резьбы (рисунок 3). Деталь закрепляют в центрах или патроне. Скорость вращения детали меньше скорости вращения резцом.

Головка вращается с числом оборотов, обеспечивающим скорость резания 100-300 м/мин, и перемещается вместе с суппортом на величину шага резьбы за один оборот детали. Нарезание резьбы производится за один проход.

Вихревое нарезание применяется для обработки резьбы не выше второго класса точности и для предварительного нарезания крупной резьбы на длинных деталях.

Материал статьи написан на основе литературного источника «Технология производства двигателей внутреннего сгорания» М. Л. Ягудин

Нарезка резьбы — общие сведения

Что такое резьба? Это линия, закрученная винтом, которая выглядит как выступ, имеющий вершину разной формы на цилиндрической поверхности тела. У нее есть шаг, он может быть разным и определяется как промежуток между соседними вершинами. Выступы разделяет между собой впадина. Резьба разного назначения имеет свою форму выступа.

Чтобы получить резьбу, ее нужно нарезать, то есть с помощью инструмента выбрать в металле канавку по траектории винта. Для этого существует специальный инструмент — как ручной, так и тот, который закрепляют в электрический (токарный) станок. Общим между ними является то, что резцы изготовлены из специальной крепкой стали, позволяющей легко снимать стружку со стальной заготовки.

Для получения разного качества резьбы применяют различные марки металла. Отсюда деление на крепежные, фиксирующие, ходовые, специальные. Детали на производстве нарезают квалифицированные токари. Качественная винтовая поверхность не должна иметь сколов, задиров и шероховатостей.

Особенности инструмента

Изначально применялся 3-4-гранный стержень, на поверхности которого выпиливались специальные зубчики. Конец заготовки обтачивался на пологий конус. Внутренняя резьба нарезалась за счет зубчатых перемычек в процессе завинчивания устройства в корпус либо отверстие гайки. Естественно, данное приспособление сложно было назвать идеальным, так как передний угол режущих зубьев был отрицательным, а заднего не было вовсе! Тем не менее, из года в год конструкция метчика становилась все более совершенной, достигнув своего рационального вида.

Несмотря на имеющееся разнообразие, современные метчики для нарезания резьбы сохранили определенные конструктивные особенности:

• Калибрующая часть – предназначена для снижения силы трения, характеризуется обратным занижением, равным 0,1 миллиметра, и цилиндрической формой. Для меньшего трения от вершины зуба на расстоянии одной трети от ширины пера затылуются калибрующие зубья. При этом для резьбы с 12-30-мм диаметром занижение достигает порядка 1/10 мм;
• Канавки для поступления смазочной охлаждающей жидкости и вывода образовавшейся стружки. В большинстве случаев в конструкции их предусматривается от 2 до 6;
• Заборная область изготавливается конической, что позволяет существенно облегчить процесс врезания в материал заготовки режущих зубьев. Исходя из вида метчика (чистовой, промежуточный или черновой) угол наклона может меняться в районе 3-20 градусов;
• Направление канавок, которые могут быть как с левой спиралью или правой, так и прямолинейные. Последние используются в обычных универсальных метчиках. Инструменты с право направленной винтовой линией канавки чаще применяются для создания глухих отверстий. В этом случае стружка отводится назад, иначе, оказавшись под прессом, она способна сломать приспособление. Левые углубления канавок предназначены для создания резьбы на проход, отводя стружку перед метчиком, избегая таким образом порчи резьбы;

Сами впадины тоже могут различаться на радиусные задние с прямолинейной передней, однорадиусные и прямолинейные сзади и спереди.

Рез электрическим клуппом

Кроме ручного инструмента получил широкое распространение и электрический. Преимуществом подобного варианта исполнения можно назвать высокую производительность. Работа при его применении имеет следующие особенности:

1. Обрабатываемая часть тщательно подготавливается.
2. Обеспечивается надежное крепление заготовки.
3. Механизм крепится в начальной точке.
4. Проверяется свободность хода направляющих и направление вращения режущей части.
5. Первые витки нарезаются в толчковом режиме.

На инструменте можно установить основные параметры, к примеру, длину реза. Особенности применения зависят от его функциональности и других эксплуатационных характеристик.

Как нарезать резьбу

Нарезание резьбы выполняется достаточно просто, но требует особой аккуратности при работе, точной последовательности действий. От выбора способа нарезки будет зависеть список используемых инструментов, особенности подготовки детали для обработки.

Понадобится технический справочник с данными о размерах используемых инструментов. Шаг резьбы можно найти на используемом метчике.

Подготовка к нарезке резьбы

Нарезают резьбу только после выполнения подготовительных работ:

• в справочнике ищут необходимую информацию о диаметрах режущих инструментов для дальнейшего подбора;
• собирают нужные для работы инструменты;
• керном намечают расположение отверстия для внутренней нарезки, затем просверливают его дрелью;
• для наружной нарезки следует подготовить на фрезерном станке заготовку по нужному диаметру и срезать фаску;
• очищают поверхность заготовки от грязи и масляных пятен, затем на неё и инструмент наносят смазку.

Инструмент для нарезки резьбы

Порядок выполнения работ

Только после подготовительных работ следует приступать к обработке заготовки, так как иначе правильно выполнить нарезку резьбы не получится. Пошагово нарезка выполняется так:

1. Нужно жёстко зафиксировать заготовку в тисках, чтобы предотвратить вращательные или поступательные движения с отклонением от первоначального положения.
2. В зависимости от типа резьбы снять фаску (внешняя) или просверлить сквозное или глухое отверстие при помощи дрели. Применяются свёрла с углами заточки, зависящими от твёрдости материала, но не более 140.
3. В отверстии нужно снять фаску зенковкой. Глубина должна быть в пределах 0,5-1 мм, подбирается на основе размеров детали и резьбового диаметра.
4. Выполняется нарезание метчиком или плашкой. Режущая часть обязательно должна быть смазана.
5. Очистка поверхности от стружки при помощи ёршиков.

При нарезке нужно последовательно использовать инструменты по номерам от 1 до 3, входящие в комплект набора. Для повышения скорости работы не допускается использовать большие номера без использования предыдущих. Последний номер служит для формирования финишных витков, без создания которых винт при вкручивании может заклинить.

Станок для нарезки желобов

В производстве часто используются специальные станки. По конструктивным особенностям они во многом напоминают станки с вертикальной ориентацией. Среди особенностей отметим:

1. Показатель диаметра и шаг резьбы регулируются.
2. При необходимости можно тщательно настроить количество и скорость вращения режущего элемента.
3. Практически все модели характеризуются возможностью обработки наружной и внутренней поверхности.

Современные станки могут применяться даже при нарезании тонкостенных изделий. Трудности могут возникнуть только в случае, когда заготовку нельзя снять и установить вертикально.