Выбор метчика для нарезки резьбы в заготовке

Предмет: «Слесарное дело и технические измерения»

Классификация резьбы

  1. Метрическая. Самая распространенная крепежная резьба. Диаметр деталей измеряется в мм.
  2. Трубная. Используется при монтаже трубопроводов и запорно – регулирующей арматуры (смесители, краны, вентили). Диаметр измеряют в дюймах и долях дюйма, поэтому ее называют еще и дюймовой.
  3. Резьбы на наружной поверхности деталей: болтов, шпилек, труб, называют наружными, а гаек, глухих гнезд и муфт – внутренними.
  4. По направлению вращения различаются левые и правые.
  5. По количеству заходов – одно и многозаходные.
  6. В сечении бывает треугольной, прямоугольной трапецеидальной и др.
  7. Может быть прямой (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

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

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.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

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°.

При высверливании глухих отверстий контролируем глубину сверления

Как правильно нарезать резьбу? Для начала надо подобрать инструменты и расходные материалы:

  1. электрическую дрель или сверлильный станок, способные работать на низких оборотах;
  2. сверло, диаметр которого рассчитывается или подбирается по справочным таблицам;
  3. сверло или зенковку, при помощи которых с края подготовленного отверстия будет сниматься фаска;
  4. комплект метчиков соответствующего размера;
  5. ручной держатель для метчиков (вороток);
  6. слесарные тиски (если изделие, в котором надо нарезать резьбу, необходимо зафиксировать);
  7. керн;
  8. молоток;
  9. машинное масло или другой состав, которым в процессе обработки необходимо смазывать как метчик, так и нарезаемый им участок резьбы;
  10. ветошь.
Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Схема нарезки резьбы метчиком

Читайте также:  Бензопилы: значение основных технических характеристик

Типы и свойства резцов

Токарный резец по металлу состоит из державки и рабочей головки. Качество обработки деталей напрямую зависит от этих элементов. Державка имеет прямоугольное или квадратное сечение. С ее помощью резец фиксируется на токарном станке.

Рабочей головкой обрабатывают детали. Она составлена из различных режущих плоскостей и кромок. Угол затачивания головки обусловлена материалом, из которого изготовлена деталь.

Наружную и внутреннюю резьбу нарезают резьбонарезными резцами разных типов.

Резьбонарезные резцы

Самые используемые из них:

Типы и свойства резцов
  • стержневые;
  • призматические;
  • круглые.

Стержневые резцы состоят из стержня с рабочей головкой. Эти типы бывают разных профилей. Самые износостойкие — резцы, к которым припаяны твердосплавные рабочие грани. Они не нуждаются в частом точении, так как долго остаются острыми.

Призматические резцы применяют для обработки только внешней стороны болванки. Их преимущество перед стержневыми – способность обрабатывать большие поверхности. Но их следует чаще подвергать перетачиванию.

Круглые резцы используют в процессе нарезания резьбы внутренней и наружной. Эти инструменты очень удобны в работе, область использования их достаточно широка. Круглые резцы допускают многоразовое перетачивание.

Резьбовые резцы круглые

По конструктивным отличиям металлорежущие инструменты делятся на несколько типов:

  • прямые;
  • изогнутые;
  • отогнутые;
  • оттянутые.

Вершина любого резьбового инструмента — скругленная головка или фаска. Профиль резьбы формируется резцом должной конфигурации. Режущими инструментами гнутой формы нарезают резьбовую нить на поверхности болванки.

Прямые резцы здесь используются редко. Резьбу внутри детали совершают изогнутыми резцами, иногда прямыми, закрепленными в специальном держателе.

Типы и свойства резцов

Резцы разделяются по категориям:

  • изготовленные из быстрорежущей легированной стали;
  • с напаянными на рабочий элемент твердосплавными пластинами;
  • режущие приспособления со сменными многогранными пластинами, закрепленными на головке.

По направлению следования винтовой нарезки, инструменты дифференцируют на правые и левые. При работе первыми подача идет слева направо, вторыми — подача идет влево. Правые используют чаще.

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).

Нарезание резьбы резцами

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.

Читайте также:  6 лучших автомобильных мультиметров

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.

Если что-то пошло не так, или что делать со сломанным метчиком

При неправильной организации работы метчик может сломаться. Причины, приводящие к поломке:

  • перекос инструмента;
  • несоответствие диаметра отверстия;
  • слишком высокая скорость нарезки;
  • пренебрежение правилом +360 градусов, -180 градусов.

Если вы не знаете какое предварительное отверстие необходимо сделать в металле чтобы нарезать резьбу и не сломать метчик, скачайте ГОСТ 19257-73, называется он «Отверстия под нарезание метрической резьбы».

Как производится операция и в чем ее суть

Основная задача слесаря – создать отверстие в металлической толще с последующим образованием ложбинок изнутри. Их требуется сделать так, чтобы витки подходили к болту, шпильке или иному крепежу.

Резьбовой элемент может понадобиться в быту для максимально прочного соединения двух частей. Здесь необходимо добиться максимальной чистоты – чтобы не оставалось стружек, деформаций, сбитых нитей. Также очень важно следовать стандартам ГОСТ по размеру приспособления. Диаметр должен совпадать с винтом, который будет входить внутрь.

Важность имеют многие параметры – тип материала, его плотность, а также состояние, например, температура, наличие коррозии. Сперва следует подготовить заготовку – убрать лишние загрязнения. Затем необходимо верно подобрать инструмент, только после этого приступать к металлообработке в два или три этапа – от черновой до финишной.

Имеют значение несколько параметров:

  • диаметр отверстия;
  • глубина нарезки;
  • количество ниток (это заходы, самое распространенное – наличие трех полостей);
  • шаг, то есть расстояние между двумя бороздами.

Работа с метчиком для нарезки резьбы

Перед началом работы выбирается желаемый диаметр метчика и с помощью сверла просверливается отверстие меньше необходимого, что облегчит последующую работу. Диаметр сверла необходимый для того или иного метчика желательно брать из специальных таблиц.

Инструмент при работе обязательно нужно держать строго перпендикулярно рабочей поверхности с постоянным добавлением смазки. Как только сделали несколько витков инструментом, он вытаскивается и удаляется образовавшаяся металлическая стружка.

Наружную нарезку изготовить сложнее, поэтому ее формируют на специальном промышленном оборудовании с применением плашек.

  1. Круглые плашки цельные позволяют получить наружную резьбу высокого качества. Перед работой плашки крепятся в специальном устройстве и надежно фиксируются.
  2. Плашки разрезные имеют две части, что сказывается на качестве получаемой нарезки. Используются для элементов, не требующих высокого качества и не несущих на себе высокие нагрузки.
  3. Раздвижные плашки применяются для нарезки труб любого диаметра.

Плашка представляет собой цилиндрическую деталь в виде гайки, внутри которой расположены разрезающие пластины из особо прочного металла. Стружка, образуемая в процессе работы, удаляется через специальные отверстия.

Метчики и плашки позволяют сделать внутреннюю и наружную нарезку на любых деталях и элементах, а также обновить заржавевшие и стершиеся соединения.

Брак и его причины

Основная причина брака при нарезании резьб механическим способом — попадание стружки в канал, при работе с электрическими резьборезами или на токарных станках могут произойти задиры, ухудшающие качество профиля. К частым факторам возникновения брака можно отнести:

  1. a) Использование некачественных комплектующих. Если резцы изношены, качество витков будет низким, а их форма не обеспечит надежность и герметичность стыка. Также приобретение недорогого китайского товара чревато наличием резцов из некачественного мягкого металла, быстро приходящих в негодность.
Читайте также:  Как наносить фактурную штукатурку на стены и потолок

Рис. 11 Токарно-винтовой станок и его применение

Рис. 12 Дефекты при нарезке

В настоящее время для нарезания резьбы в бытовых условиях широко используют клуппы — современные модификации морально устаревших плашек. Они более приспособлены для резьбовой нарезки благодаря наличию трещотки с удобной ручкой и корпуса с гранями для закручивания разводным сантехническим ключом. При наличии соответствующего электроинструмента клуппые головки применяют для автоматической нарезки — это облегчает и ускоряет проведение работ.

Контроль качества нарезки

Уже после выполнения операции оператор проверяет резьбу на соответствие нужным параметрам. Для этого используется шаблон, на поверхность которого нанесены отпечатки зубчиков-гребней резьбы. Существуют разные шаблоны для метрической и дюймовой резьбы, при этом в обеих группах также различают планки для проверки шага, глубины и угла канавок.

Комплексную оценку дают уже калибры – это приспособления, позволяющие оценить корректность профиля. Если, к примеру, нарезание резьбы на токарном станке резцом выполнялось с критическим уклоном, это будет зафиксировано подходящим по размеру калибром. Также для подобных задач применяют микрометры и вставки. Точные показания поверки дают лишь в случае предварительной зачистки поверхностей резьбы.

Контроль качества нарезки

Виды по конструкции

По своему конструктивному исполнению метчики также подразделяются на различные виды. Так, в зависимости от данного параметра различают инструменты:

  • со стружечными канавками укороченной длины, которые также называют бесканавочными (конструкция таких метчиков специально разработана для того, чтобы нарезать резьбу в деталях из вязких низкоуглеродистых сталей, алюминиевых сплавов, а также высокопрочных легированных сталей);
  • с канавками, расположенными по винтовой линии (устанавливают такие инструменты на обрабатывающие центры и используют для нарезки глухой резьбы);
  • с режущими зубьями, размещенными в шахматном порядке (за счет того, что режущие зубья на калибровочной части такого инструмента срезаны через один, удается добиться уменьшения силы трения при обработке);
  • ступенчатого типа с рабочей частью, разделенной на два участка, каждый из которых выполняет свою функцию (например, есть ступенчатые метчики, первый участок которых работает по генераторной схеме, а второй – по профильной; у ступенчатых инструментов других типов первый участок выполняет режущую функцию, а второй – выглаживающую);
  • комбинированные (это фактически два инструмента в одном: их режущая часть, выполненная в единой конструкции, начинается со сверла, а заканчивается метчиком);
  • метчики-протяжки, используемые для нарезания резьбы в сквозном отверстии любого диаметра (с их помощью резьба нарезается на токарных станках, в патроне которых закрепляется обрабатываемая деталь, а в резцедержателе – хвостовик используемого инструмента; перемещение метчика в процессе нарезания резьбы обеспечивается автоматической подачей суппорта станка, а вращение обрабатываемой детали – вращением шпинделя);
  • с внутренней полостью, за счет которой происходит охлаждение инструмента в процессе обработки (использование таких метчиков, установленных на специализированном или многооперационном оборудовании, позволяет значительно повысить производительность нарезки резьбы);
  • колокольные (такие метчики используются для нарезания внутренней резьбы большого диаметра (50–400 мм) и имеют сборную конструкцию, состоящую из отдельных режущих элементов).

Конструкции основных типов метчиков