Необходимость создания резьбовых соединений востребована во многих сферах производства, ремонта и строительства. Благодаря резьбе можно создавать очень надежные соединения, которые при этом легко и быстро размыкаются/соединяются.
Если не говорить за серийное и массовое производство, где для создания винтовых канавок используется специализированное оборудование, изготавливать резьбовые соединения можно и вручную. Для этой цели предназначены метчики и плашки.
Резьбовые соединения используются человеком с античных времен. Первое задокументированное использование резьбы датируется V-IV веком до н.э. К повсеместной стандартизации резьбовых соединений человечество пришло лишь в начале XIX века.
Резьбовое соединение состоит из 2 частей: внутренней и внешней резьбы. Внутренней резьбой оснащаются отверстия, а внешней – валы. Основными параметрами резьбы являются:
- Диаметр
- Шаг
- Направление (правая, левая)
- Профиль (треугольный, округлый, прямоугольный и пр.)
На сегодняшний день существует достаточно широкое видовое разнообразие резьбовых поверхностей. Основные виды резьбы: метрическая, дюймовая, питчевая, модульная. Резьбы бывают цилиндрическими, коническими, трапециевидными. По назначению резьбы делят на крепежные, уплотнительные и ходовые. В обзоре будет рассказано, как нарезать резьбу.
Наибольшее распространение получила метрическая резьба, за ней идет дюймовая, она же трубная.
Как изготовить резьбу
Резьбовое соединение включает в себя 2 компонента:
- Внутреннюю резьбу
- Внешнюю резьбу
Для изготовления каждого вида резьбовой поверхности используется отдельный инструмент. Внутреннюю резьбу создают при помощи метчиков. Метчик используется в комплекте с воротком. Внешнюю же резьбу создают плашкой, которая в свою очередь устанавливается в плашкодержатель.
Как нарезать резьбу метчиком.
Нарезка внутренней резьбы
Чтобы нарезать внутреннюю резьбу, мастеру потребуется метчик и вороток. Метчик состоит из 3 основных частей:
- Режущей части
- Калибрующей части
- Хвостовика
Вдоль винтовой нарезки метчика предусмотрены 3-4 канавки, которые используются для отвода стружки. Метчик может иметь несколько разновидностей головки:
- Вытянутую заостренную
- Плоскую
Метчики с вытянутой заостренной головкой используются для нарезки резьбы в сквозных отверстиях. В этом случае заостренная головка помогает центрировать режущую часть метчика при создании первых витков.
Метчики со сплюснутой головной частью используются для изготовления резьбы в глухих отверстиях. Такими метчиками немного сложнее нарезать первые витки резьбы.
Хвостовая часть метчика вставляется в вороток. Головка метчика помещается в отверстие и вращающим движением метчик вкручивается, нарезая таким образом резьбу.
Для нарезки внутренней резьбы обычно предлагаются комплекты метчиков. Если резьба создается в обычной углеродистой стали, то для винтовой нарезки рекомендуется использовать 2 метчика, черновой и чистовой.
Черновым метчиком делается первый проход. Суть чернового метчика в том, чтобы создать заготовку резьбы. В этом случае при прохождении чистовым метчиком можно добиться получения максимально чистой и точной винтовой канавки. При работе чистовым метчиком уже нет необходимости центрировать инструмент и прилагать излишние усилия для резки металла.
Если же внутренняя резьба создается в нержавеющей стали или твердом сплаве, то лучше всего использовать комплект из 3 метчиков: чернового, получистового, чистового. Тройной проход различными метчиками позволяет добиться получения винтовой канавки высокого качества.
При изготовлении внутренней резьбы в титановых сплавах рекомендуется использовать комплект из 5 метчиков!
Что еще нужно знать про виды резьбы.
Ручная или машинная нарезка внутренней резьбы
Как правило, вручную нарезается лишь метрическая резьба. При этом диаметр винтовой канавки обычно составляет не более 20 (мм). Если требуется создать резьбу более крупного размера, то мастеру потребуется помощь оборудования. Это же относится и к резьбе трубного (дюймового) типа.
Для машинной нарезки резьбы обычно используются:
- Токарный станок
- Сверлильный станок
- Резьбонарезная машина
Отличить метчики для ручной и машинной нарезки очень просто. В метчиках ручного типа хвостовая часть имеет квадратный шлиц, что позволяет фиксировать инструмент в воротке. Машинные же метчики имеют хвостовик под цанговый зажим или самоцентрирующийся патрон. В некоторых случаях хвостовик метчика создается под конус Морзе.
Отдельной категорией инструмента для машинной нарезки внутренней резьбы используются так называемые накатные метчики. Такие метчики лишены канавок для выхода стружки. В данном случае резьба создается без образования стружки.
Как нарезать резьбу плашкой.
Нарезка внешней резьбы
Неотъемлемой частью любого резьбового соединения является компонент со внешней резьбой. Именно он вкручивается в отверстие со внутренней резьбой. Наружной резьбовой поверхностью оснащаются тела вращения, то есть валы. Такой тип резьбы характерен для болтов, шпилек, ходовых винтов, всевозможных муфт и переходников.
Для нарезки наружной резьбы используется специальный инструмент:
- Плашка
- Плашкодержатель
Как понятно, плашка вставляется в плашкодержатель. Зафиксированная в держателе плашка насаживается на кончик вала со снятой фаской. Далее плашка придавливается и накручивается на вал.
Высота плашек зависит от диаметра нарезаемой резьбы. В среднем плашка имеет 8 винтовых канавок. Если рассматривать плашки для нарезки метрической резьбы, то промышленность предлагает плашки от М3-М6 до М52. Помимо плашек для нарезки традиционной метрической резьбы существуют плашки для трубной (дюймовой) резьбы, которая может быть как цилиндрической, так и конической.
Разновидностью плашек является лерка. Ключевым отличием лерок от плашек является конструкция. Лерка представлена цельнолитым изделием. Плашка же может иметь разрезную или раздвижную конструкцию.
- Разрезные плашки имеют разрез с одной стороны, что делает резьбонарезное изделие пружинящим. Плашки разрезного типа обычно используются для обновления забитых или слизанных резьбовых поверхностей.
Конечно, разрезную плашку можно использовать и для непосредственной нарезки резьбы. Но из-за пружинящей конструкции точность резьбовой поверхности будет далекой от идеала. Как правило, разрезной плашкой делают первый, так называемый «черновой», проход.
- Раздвижные плашки имеют разборную конструкцию. Если в разрезных плашках разрез делается лишь с одной стороны изделия, то в раздвижных аналогах плашка разрезается на 2 равные части.
Плашки раздвижного типа обычно имеют призматическую форму. Для работы с такими плашками следует использовать клупп с прижимным механизмом.
Существует 6 типовых размеров клуппа.
Раздвижные плашки характеризуются повышенной долговечностью. Благодаря разборной конструкции режущие кромки могут «играть» при критических нагрузках. Это позволяет избежать появление сколов и трещин на нарезных канавках.
Разумеется, разборная конструкция плашек сказывается на точности нарезки резьбы. Обычно при помощи разборной призматической плашки удается добиться 6-7 квалитета точности, в то время как неразборные аналоги обеспечивают возможность получения резьбы 8-9 квалитета.
- Цельные лерки – литые неразъемные плашки. Главным преимуществом леры является возможность нарезки резьбы с повышенной степенью точности. Хорошее качество получаемой резьбы обусловлено неразборной жесткой конструкцией.
Касательно слабых мест, в лерах они есть. Высокая жесткость конструкции делает такие плашки подверженными возникновению сколов и трещин. В лерах часто выкрашиваются нарезные кромки. Леры значительно уступают по долговечности разрезным и раздвижным аналогам. При использовании лер рекомендуется использовать обильную смазку. Не помешает и охлаждение.
Дополнительные методы нарезания резьбы
Касательно ручной работы, самостоятельно нарезаются резьбы лишь начальных типовых размеров. Чем больший диаметр резьбы нарезается, тем больше усилий необходимо прикладывать к режущему инструменту.
В прошлом серийное и массовое производство металлоизделий не исключало ручной труд при изготовлении резьбовых поверхностей. Сегодня же резьбы практически полностью нарезаются специализированным оборудованием. Широкое распространение получили резьбонарезные и резьбонакатные агрегаты.
Существуют даже компактные станки, которые дают возможность нарезать резьбу машинным способом по месту.
Если говорить о производстве крупных резьбовых соединений, с такой работой хорошо справляются винторезные станки. Разумеется, доверить создание резьбовых поверхностей можно и обыкновенному токарному станку. При использовании станочной токарной техники нередко применяют плашки и метчики для ручной нарезки. Но резьбу, внутреннюю и наружную, возможно изготовить даже обычным токарным резцом.
