Нарезание резьбы инструменты способы нарезания резьбы

Нарезание резьбы. Инструменты, способы нарезания резьбы

Резьбовые соединения очень широко применяют в машиностроении, поэтому инструмент для изготовления резьб является одним из самых распространенных.

• по расположению витков — наружные и внутренние;
• по направлению винтовой линии — правые и левые;
• по форме профиля канавки — треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, упорные и специальные;
• по направлению образующей — цилиндрические и конические;
• по системе размеров — метрические и дюймовые.

В зависимости от размеров резьбы, типа производства и конструкции деталей используют разные виды резьборежущего инструмента:

• резьбовые резцы (стержневые и фасонные однониточные и многониточные);
• метчики (ручные, машинные, гаечные, станочные, инструментальные, маточные и т.д.);
• круглые плашки;
• резьбонарезные головки;
• резьбовые фрезы.

1. Инструмент для нарезания резьбы

Осевой многолезвийный инструмент для образования и обработки внутренней резьбы называется метчиком, наружной — плашкой.

Ручные метчики применяют для нарезания внутренней резьбы.

Рабочая часть метчика длиной f разделяется на режущую (заборную) и направляющую (калибрующую) части длинами соответственно l1 и l2 (рис. 1, а). Резцы режущей части имеют главные кромки, расположенные на конической поверхности, и вспомогательные кромки, являющиеся частью резьбового профиля (рис. 1, б). Направляющая часть служит для направления метчика и самоподачи путем ввинчивания, а также является резервом при переточках. Угол конуса режущей части зависит от угла в плане φ, который назначается равным 5° — для ручных, 3°30′ — для гаечных и 6°30′ — для машинных метчиков. Направляющая часть имеет обратную конусность для уменьшения трения и устранения опасного заклинивания метчика в отверстии.

Рис. 1. Конструктивные элементы (а), профиль резьбы (б) и геометрические параметры (в) метчика

Длину заборной части метчика принимают для чернового метчика равной 45 S, для среднего — 2,55 S и для чистового — (1,5–2,0) S, где S — шаг нарезаемой резьбы. Машинные метчики изготовляют с коротким заборным конусом, равным (1,5–2) S.

Передние углы метчиков выбирают в зависимости от обрабатываемого материала по следующим данным:

• для стали мягкой γ = 12–15°;
• стали средней твердости γ = 8–10°;
• стали твердой γ = 5°;
• чугуна и бронзы γ = 0–5°;
• легких сплавов γ = 25–30° (рис. 1, в).

Хвостовая часть метчика предназначена для закрепления его в воротке или патроне и для передачи крутящего момента.

Ручные метчики выпускаются комплектами. В комплект входят три метчика, которые делят по назначению на черновой, средний и чистовой. Черновой нарезает резьбу, снимая при этом до 60% металла; средний дает более точную резьбу, снимая до 30% металла; третий (чистовой) метчик производит окончательное нарезание и калибровку резьбы, снимая до 10% металла.

Для нарезания трубных и мелких метрических резьб используют комплект из двух метчиков.

Метчики в комплекте отличаются друг от друга профилем резьбы и длиной заборной части.

По конструкции режущей части различают два типа метчиков — цилиндрические и конические (рис. 2; а, б).

Рис. 2. Образование режущей поверхности в комплекте метчиков: а — цилиндрической конструкции, б — конической конструкции

При цилиндрической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют разные диаметры. У чистового метчика полный профиль резьбы. Диаметр среднего метчика меньше нормального на 0,6 глубины нарезки, а диаметр чернового меньше диаметра резьбы на полную глубину нарезки.

Длину заборной части, учитывая распределение работы по нарезанию резьбы между тремя метчиками комплекта, устанавливают в соотношении 4:2:1. Таким образом, у чернового метчика длина заборной части равна 6–7 ниткам, у среднего — 3– 3,5 и у чистового — 1,5–2 ниткам.

Цилиндрическая конструкция метчика обеспечивает срезание вершинами зубьев стружки в виде широких площадок.

При конической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют одинаковый диаметр и полный профиль резьбы с различной длиной заборных частей.

Резьба в пределах заборной части делается конической и дополнительно срезается по вершинам зубьев на конус.

У конических метчиков заборная часть равна: у чернового метчика – всей длине рабочей части, у среднего – половине этой длины, у чистового – двум ниткам.

Конические метчики применяются обычно при нарезании сквозных отверстий. Глухие отверстия нарезаются цилиндрическими метчиками.

Задняя (затылочная) поверхность (рис. 1, в) режущих зубьев затылуется по спирали, что позволяет сохранять постоянный профиль зубьев после их переточек.

Воротки и клуппы. Нарезание резьбы ручными метчиками осуществляется с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков.

Наиболее распространенными являются простые двухсторонние воротки (рис. 3).

Рис. 3. Двухсторонний вороток: а, а1, а2 — отверстия под хвостовики метчиков

Универсальные воротки (рис. 4) представляют собой рамку 1 с двумя сухарями — подвижным 3 и неподвижным 4, образующими квадратное отверстие. Одна из рукояток 2 заканчивается винтом для зажима квадрата метчика.

Рис. 4. Универсальный вороток: а — отверстие под хвостовик метчика

Другое исполнение универсального воротка приведено на рис. 5. Этот вороток позволяет работать с метчиками, размеры квадратов которых колеблются от 5х5 до 25х25 мм.

Рис. 5. Универсальный вороток

Круглые плашки используют для нарезания крепежных резьб на болтах, винтах и шпильках при работе вручную и на станках (револьверных, автоматах и т.д.).

Круглая плашка на каждом зубе 2 (рис. 6, а) имеет заднюю 1 и переднюю 5 поверхности, спинку зуба 3 и режущую кромку 6, образуемую стружечным отверстием 4. Круглая плашка имеет режущую и направляющую части длинами соответственно l1 и l2 (рис. 6, б). Длина режущей части равна полутора ниткам резьбы, а толщина плашки — семи-восьми ниткам.

Рис. 6. Конструктивные элементы (а), основные части (б) и формы стружечных отверстий (в) круглой плашки

Передние углы принимают для твердых обрабатываемых материалов γ = 10–12°; для материалов средней твердости γ = 15–20°; для мягких материалов γ = 22–50°.

Плашки применяют (рис. 7) цельные (а), разрезные (б) и раздвижные.

Рис. 7. Плашки

Круглые и раздвижные плашки при ручном нарезании устанавливаются в специальных воротках и клуппах.

Воротки для круглых плашек выполнены рамкой, в отверстие которой помещается плашка (рис. 8).

Рис. 8. Вороток для круглой плашки

Удерживается плашка от провертывания тремя стопорными винтами (1, 2 и 3), конические концы которых входят в углубления на боковой поверхности плашки. Четвертый винт входит в разрез регулируемой плашки и фиксирует правильный размер резьбы.

Клуппы для раздвижных плашек (рис. 9, а) представляют собой косую рамку с двумя рукоятками. В центральном отверстии рамки с размерами А и С устанавливаются и центрируются раздвижные плашки. Установка раздвижных плашек на требуемый размер осуществляется с помощью нажимного винта 1, действующего на подвижную часть раздвижной плашки.

Клуппы для нарезания резьбы на трубах отличаются от обычных тем, что в прорези обоймы клуппа входят четыре стальные гребенки 2 (рис. 9, б).

Рис. 9. Клуппы: а — для раздвижных плашек; б — для нарезания резьбы на трубах

Повертыванием верхней рукоятки 1 можно сближать или раздвигать гребенки и благодаря этому применять один и тот же клупп для нарезания резьбы на трубах различных диаметров. Трубный клупп снабжается направляющими 3, которые регулируются так же, как и плашки, нижней рукояткой 4. Этим обеспечивается правильное положение клуппа на трубе при нарезании резьбы.

2. Технология и приемы нарезания резьбы вручную

При нарезании резьбы метчиками и плашками часть металла не удаляется вместе со стружкой, а выдавливается вдоль режущих граней инструмента, образуя профиль резьбы на детали. С учетом этого диаметры отверстий и стержней под резьбу должны изготовляться не по номинальному размеру резьбы, а несколько ниже его. Для метрической резьбы диаметром 6–10 мм эта разница составляет 0,1–0,2 мм; диаметром 11–18 мм – 0,12–0,24 мм; диаметром 20–30 мм – 0,14–0,28 мм.

Диаметры отверстий под наиболее распространенные размеры метрической резьбы приведены в табл. 1.

Для образования захода резьбы на торце детали необходимо снять фаску, соответственно высоте профиля резьбы.

Таблица 1. Диаметры отверстий под нарезание метрической резьбы

Материал	Диаметр метрической резьбы, мм
	5	6	8	10	12	16	20	24
Сталь и латунь	4,2	5,0	6,7	8,4	10,1	13,8	17,3	20,7
Чугун и бронза	4,1	4,9	6,6	8,3	10,0	13,7	17,1	20,5

Смазанный смазкой метчик вставляют в просверленное отверстие и, слегка прижимая его к детали левой рукой, осторожно поворачивают вороток правой рукой до тех пор, пока метчик не захватит металл и его положение в отверстии не станет устойчивым. После этого вороток берут двумя руками и вращают с перехватом рук через каждые полоборота (рис. 10, а).

Рис. 10. Движения при нарезании резьбы: а — метчиком, б — плашкой, в — клуппом

После одного-полутора оборотов метчик, покачивая в горизонтальной плоскости, вращают в обратную сторону примерно на четверть или пол-оборота. Это необходимо для того, чтобы стружка сломалась и по канавкам метчика удалилась из отверстия, не заклинив метчик. Закончив нарезание, пропускают его насквозь или вращением воротка в обратную сторону вывертывают метчик из отверстия.

Второй и третий метчики смазывают маслом и вводят в отверстие без воротка; только после того, как метчик правильно установится по резьбе, накладывают вороток и продолжают нарезание резьбы.

Таким же образом следует вести нарезание резьбы плашками. Здесь, однако, кроме круговых движений по стрелке а (рис. 10, б), воротку следует сообщать также некоторый нажим вниз по стрелке в. В процессе нарезания необходимо следить, чтобы давление на обе ручки было одинаковым.

На первом этапе нарезания резьбы следует следить за правильным положением метчика и плашки по отношению к осям отверстия и стержня. Непараллельность осей и неперпендикулярность их к торцу детали контролируются угольником и устраняются изменением положения инструмента.

Нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях небольшого диаметра нужно особенно осторожно, не перегружая метчик и часто очищая его от стружки.

При нарезании резьбы в глубоких отверстиях следует вывертывать метчик из отверстия для прочистки (2–3 раза).

Если необходимости получить точные и чистые резьбы на стержнях, то их нарезание следует выполнять черновой и чистовой плашками.

Если нарезание резьбы выполняется клуппами с раздвижными плашками, то их сжатие (подачу) следует производить только в начале прохода. После каждого прохода по всей длине нарезаемого стержня клупп сгоняют в обратную сторону и затем вновь поджимают плашки винтом и вновь прорезают резьбу по всей длине нарезаемого стержня до получения нужного диаметра резьбы. Поджимать плашки на середине стержня не следует. Раздвижными плашками резьбу нарезают за несколько проходов.

Для нарезания трубной резьбы клуппом трубу необходимо надежно закрепить в специальном зажиме для труб (рис. 10, в).

Нарезаемый конец трубы смазывают маслом (олифой), а затем на длине не более 2–3 ниток устанавливают клупп, сближая плашки с таким расчетом, чтобы резьба была нарезана на полную глубину в 2–3 прохода. Для диаметров до 1» ограничиваются двумя проходами; при диаметре свыше 1 » хорошую резьбу можно получить только за 3–4 прохода. Перед каждым повторным проходом поверхность нарезаемой резьбы и резьбу плашек необходимо тщательно очищать кистью от стружки и вновь смазывать маслом.

Вращение клуппа вокруг трубы обычно производят качательным движением в четыре приема; за каждый прием нужно повернуть клупп на 1/4 оборота.

Резьбу диаметром до 1½» нарезает один слесарь; при больших диаметрах резьбы работают вдвоем. При спаренной работе полный оборот клуппа также нужно делать в четыре приема.

Источник

2.11. Нарезание резьб и резьбонарезной инструмент

2.11. Нарезание резьб и резьбонарезной инструмент

Нарезание резьбы – это образование винтовой поверхности на наружной или внутренней цилиндрической или конической поверхностях детали.

Нарезание винтовой поверхности на болтах, валиках и других наружных поверхностях деталей можно выполнять вручную или машинным способом. К ручным инструментам относятся: круглые разрезные и неразрезные плашки, а также четырех– и шестигранные пластинчатые плашки, клуппы для нарезания резьбы на трубах. Для крепления плашек используются плашкодержатели и клуппы. Круглая плашка используется также для машинного нарезания резьбы.

Нарезание наружной резьбы машинным способом может производиться на токарных станках резьбовыми резцами, гребенками, резьбонарезными головками с радиальными, тангенциальными и круглыми гребенками, вихревыми головками, а также на сверлильных станках резьбонарезными головками, на фрезерных станках резьбонарезными фрезами и на резьбошлифовальных станках однониточными и много-ниточными кругами.

Получение наружной резьбовой поверхности может быть обеспечено ее накатыванием плоскими плашками, круглыми роликами на резьбонакатных станках. Применение резьбонакатных головок с осевой подачей позволяет накатывать наружные резьбы на сверлильном и токарном оборудовании.

Нарезание резьбы в отверстиях выполняют метчиками вручную и машинным способом. Различают цилиндрические и конические метчики. Ручные метчики бывают одинарные, двухкомплектные и трех-комплектные. Обычно используют комплект, состоящий из трех метчиков: чернового, обозначенного одной черточкой или цифрой 1; среднего, обозначенного двумя черточками или цифрой 2; и чистового, обозначенного тремя черточками или цифрой 3 (табл. 12, рис. 27).

Область применения ручных метчиков

Рис. 27. Метчики ручные слесарные:

а – черновой; б – средний; в – чистовой

Имеются специальные метчики: для плашек (плашечные метчики с длинной режущей частью), для гаек, для труб, для легких сплавов, а также с конической рабочей частью. Метчиками можно нарезать резьбу в сквозных и глухих отверстиях или калибровать маточными метчиками ранее нарезанную резьбу.

На хвостовик ручного метчика, заканчивающийся квадратной головкой, надевается вороток с постоянным или регулируемым квадратным отверстием.

В ряде случаев применяются комбинированные метчики, которыми можно производить сверление и нарезание резьбы.

Машинные метчики применяются для нарезания внутренней резьбы на сверлильных и токарных станках всех типов. Ими можно нарезать резьбы за один или несколько проходов. За один проход нарезают резьбу с шагом до 3 мм, а за 2–3 прохода – резьбы с более крупным шагом, особо длинные резьбы, а также гладкие резьбы в труднообрабатываемых материалах независимо от шага.

Для нарезания резьбы в гайках на станках применяются гаечные метчики. Они работают без реверсирования и при нарезании гайки нанизываются на хвостовик. Различают гаечные метчики с прямым и изогнутым хвостовиком.

Для нарезания внутренней резьбы большого диаметра применяются резьбонарезные головки с регулируемыми гребенками или сходящимися плашками.

Элементы метчика: рабочая часть, состоящая из режущей и калибрующей частей, и хвостовик. На рабочей части нанесены спиральная нарезка и продольные канавки для удаления стружки. Режущие кромки получаются на пересечении спиральной нарезки и продольных канавок для удаления стружки. Хвостовая часть заканчивается квадратной головкой для установки в патрон. Метчики изготавливают из углеродистой инструментальной стали У12 и У12А, быстрорежущей стали Р12 и Р18, легированной стали Х06, ХВ, ИХ.

Винтовая поверхность – это поверхность, описываемая кривой-образующей, равномерно вращающейся вокруг оси и одновременно совершающей равномерное поступательное движение вдоль этой оси. Применительно к резьбовой поверхности образующей является треугольник (для метрических и дюймовых резьб), трапеция (для трапецеидальных резьб) и прямоугольник (для прямоугольных резьб, например, в ходовых винтах домкратов).

Профиль резьбы – это контур, полученный путем рассечения винтовой поверхности плоскостью, проходящей через ось винта. Профиль резьбы состоит из выступов и впадин витков. Ось вала является осью винтовой поверхности. Параметрами резьбы являются наружный диаметр d, внутренний диаметр d 1, средний диаметр d 2, шаг Р, угол профиля резьбы d. Профиль резьбы делится на две части: выступы и впадины. Резьбы могут быть однозаходные и многозаходные.

Под шагом резьбы следует понимать поступательное перемещение средней точки образующей профиля, соответствующее одному ее полному обороту относительно оси резьбы.

Шаг резьбы определяется расстоянием между осями двух идентичных точек следующих один за другим одноименных витков или расстоянием, на которое перемещается гайка по винту при выполнении одного полного оборота для однозаходной резьбы (табл. 13, 14).

Размеры обычной метрической резьбы, мм

Дюймовые резьбы

Винтовую поверхность многозаходной резьбы можно рассматривать как несколько винтовых канавок, имеющих один номинальный диаметр (следовательно, и один номинальный шаг, который в много-заходной резьбе называется ходом t) и образованных на одной гладкой цилиндрической поверхности с равномерно расположенными по окружности заходами. Таким образом, ход резьбы t – это расстояние между ближайшими одноименными боковыми сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы.

Ход резьбы – это относительное осевое перемещение винта или гайки за один оборот. Если резьба однозаходная, то ход резьбы t равен шагу резьбы Р. Если резьба многозаходная, то ход резьбы t равен произведению шага Р на число заходов n:

Резьбы бывают однозаходные и многозаходные, а также правые и левые. Резьба многозаходная, если на один ход нарезки попадает два или более профиля резьбы.

В зависимости от конфигурации резьбы бывают метрические (нормальные и мелкие), дюймовые, трубные, трапецеидальные, симметричные и несимметричные, закругленные, прямоугольные. Они могут быть цилиндрические и конические.

Угол профиля метрических резьб – 60°, дюймовых цилиндрических – 55°, дюймовых конических – 60°, трубной цилиндрической и конической – 55°, трапецеидальной – 30°.

Обозначение резьб дано в табл. 15.

Обозначение резьбы

В зависимости от профиля резьбы делятся на треугольные, трапецеидальные симметричные и несимметричные, прямоугольные и закругленные.

Резьба М4 имеет шаг 0,7 мм; М6 – 1 мм; М8 – 1,25 мм; М10 – 1,5 мм; М12 – 1,75 мм; М14 – 2 мм; М16 – 2 мм; М18 – 2,5 мм; М20 – 2,5 мм; М22 – 2,5 мм; М24 – 3 мм; М27 – 3 мм; М30 – 3,5 мм.

Раньше чаще применялись дюймовые резьбы, сейчас – метрические, реже – дюймовые.

В метрических резьбах различают 3 класса точности: точный (обозначение полей для наружных резьб 4п, для внутренних – 4Н5Н), средний (обозначение полей допусков для наружных резьб 6h, 6g, 6е и 6d, для внутренних – 5Н6Н, 6Н, 6G), грубый (обозначение полей допусков для наружных резьб 8h, 8g, для внутренних–7Н, 7G).

Для трапецеидальных резьб имеются два класса точности: средний (обозначение поля допуска длинной наружной резьбы 7п, 7е, и 8е, внутренней 7Н и 8Н); грубый (обозначение поля допуска длинной наружной резьбы 8е, 8с, 9с, внутренней 8Н и 9Н).

В резьбе различают номинальный диаметр резьбы, который чаще всего является наружным диаметром винтовой поверхности d, внутренний диаметр d1, средний диаметр d 2 винта и внутренний диаметр отверстия гайки D 1, диаметр резьбы гайки D, средний диаметр резьбы гайки D 2 чаще всего равный d 2 (рис. 28).

Рис. 28. Разрез и профиль резьбы:

а – винта; б – гайки

Средний диаметр винта определяется по формуле:

Диаметр отверстия под резьбу можно подсчитать по приближенной формуле:

диаметр стержня d c под треугольную резьбу – по приближенной формуле:

Диаметры отверстий и стержней под резьбу даны в табл. 16 и 17.

Диаметры отверстий под нарезание треугольных резьб

Диаметры стержней под нарезание треугольных резьб

Перед нарезанием резьбы пруток должен быть очищен от ржавчины; на его торцевой поверхности должна быть снята заходная фаска.При нарезании резьбы в деталях из углеродистых и легированных конструкционных сталей применяют следующие СОЖ: для метчиков – сульфофрезол или 5 %-ный раствор эмульсии Э-2 или ЭТ-2, для плашек, гребенок, резьбонарезных головок – сульфофрезол, масло «Индустриальное 20».

Для нержавеющих и труднообрабатываемых сталей применяется сульсрофрезол, олеиновая кислота или жидкость следующего состава: сульфофрезол – 60 %, керосин – 25 %, олеиновая кислота – 15 %.

Для серого чугуна при нарезании метчиками применяется керосин или масло «Индустриальное 200».

Для алюминия и его сплавов применяется 5 %-ный раствор эмульсии Э-2, ЭТ-2 или жидкость следующего состава: масло «Индустриальное 20» – 50 %, керосин – 50 %.

Для меди и ее сплавов применяется 5 %-ный раствор эмульсии Э-2, ЭТ-2 или масло «Индустриальное 20».

Смазка уменьшает трение, охлаждает инструмент, удлиняет срок службы инструмента и облегчает отвод стружки.

Основные причины брака при нарезании резьбы следующие: несоответствие диаметров отверстий или стержней нарезаемой резьбе, повреждение инструмента, нарезание резьбы без применения смазки, тупой инструмент, плохое закрепление или плохая установка инструмента, а также недостаток профессиональных навыков (табл. 18).

Дефекты при нарезании резьбы

При нарезании резьбы существует опасность ранения рук острой кромкой детали или инструмента. Не следует пальцами очищать ручные инструменты от стружки; категорически запрещается очищать пальцами рук инструменты, находящиеся в движении на станках.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Инструмент

Инструмент Общие сведения. Инструмент столяра — предмет его неустанной заботы и гордости. По набору инструмента, по его состоянию и внешнему виду можно судить и о мастере.Наверное нет нужды доказывать, что плохим инструментом нельзя прилично сделать работу даже и при

Нарезание ключа

Нарезание ключа Перед изготовлением ключа с помощью KD80 следует убедиться, что станок поставлен с набором компонентов именно той фирмы, для которой вы собираетесь нарезать ключи. Так, при изготовлении ключей GM переключатель установки глубины, направляющая, а также блок

Нарезание ключей Ford с пятью вырезами

Нарезание ключей Ford с пятью вырезами В автомобилях Ford, выпущенных в период с 1965 по 1984 год, установлены пиновые цилиндровые замки, которые имеют пять механизмов секретности и пять вырезов. Обозначения ключей перечислены в кодовых таблицах под номерами от FA000 до FA1863

Нарезание ключей Ford с десятью вырезами

Нарезание ключей Ford с десятью вырезами В ключах для некоторых моделей Ford выпуска 1985 и 1986 годов вырезы находятся с одной стороны лезвия. Заготовка, которая нужна для системы с десятью вырезами, несколько длиннее и шире, чем описанная ранее заготовка с пятью вырезами. Хотя

Нарезание ключей Merkur

Нарезание ключей Merkur Ключи для Merkur можно изготовить на станке KD80 с использованием компонентов FM. Это означает, что пластина для разметки позиций, блок направляющей ключа, фреза и переключатель регулировки глубины должны иметь маркировку FM. Но потребуются некоторые

Нарезание ключей по коду

Нарезание ключей по коду Чтобы изготовить ключ для автомобиля General Motors с кодом 3V86 и комбинацией вырезов 133545, нужно выполнить следующие операции:1. Вставить заготовку ключа в левые тиски так, чтобы кончик заготовки дошел до упора в тисках.2. Установить ключ-шаблон № 14 в

Нарезание ключей типа «two-track»

Нарезание ключей типа «two-track» Закрепить ключ-образец в левых тисках и заготовку в правых тисках, используя в качестве точки отсчета кончик ключа. Переместить дисковые зажимы так, чтобы освободить кончики ключей.Затянуть их на месте верхними фиксаторами с круглыми

Источник