Как нарезать резьбу. Нарезание внутренней и наружной резьбы

Нередко в ходе ремонта возникает необходимость прочного крепления частей какой-либо конструкции, и соединение с помощью винта и гайки по-прежнему остается одним из наиболее надежных. Однако бывает так, что есть винт, но нет подходящей гайки. Выход один - самостоятельно нарезать резьбу.

Немного теории

Прежде всего, необходимо выбрать подходящий инструмент. Ассортимент всевозможных режущих приспособлений достаточно широк - это шлифовальные круги, фрезы, напильники, метчики, плашки и другие. Часто и специалисты, и народные умельцы легко пользуются многими из них, тогда как нарезать резьбу умеют далеко не все.

При изготовлении гайки либо в любом другом случае, когда требуется внутренняя резьба, используют метчики. Внешний вид метчика вполне ожидаемо напоминает винт - совершенно верно, именно винт вкручивается в гайку!

Но в данном случае этот «винт» превращен в режущий инструмент. Изготавливают метчики из твердой инструментальной стали, и режущие кромки у него достаточно острые. Если метчик изношенный, со следами коррозии или стертыми режущими кромками, то нарезать хорошую резьбу не получится.

Вершина метчика имеет форму конуса - это облегчает центрирование инструмента в процессе нарезания резьбы, а по бокам расположены специальные канавки, в которые попадает образующаяся стружка. Надо сказать, что существуют и «бесканавочные» метчики.

Метчики выпускают ручные и машинные. Важное отличие ручного инструмента в том, что метчик прорезает заготовку не на всю глубину профиля, а делит его на части. Потому существует несколько метчиков на размер одной резьбы, и различаются они по количеству кольцевых канавок, нанесенных на «хвост» инструмента (соответственно - номер первый, номер второй и т.д.) Существует и специальный «черновой» метчик, который маркируется кольцевым ободком.

Вначале определяют диаметр резьбы. Здесь необходимо учитывать длину шага резьбы. Если требуется М20х1 (диаметр 20, шаг резьбы 1), то внутренний диаметр будущей гайки будет 19 мм.

Отверстие под резьбу в заготовке можно сделать с помощью дрели. Сверло необходимо направлять только перпендикулярно к поверхности, иначе заготовка будет безнадежно испорчена.

Первый шаг - черновое нарезание резьбы, для чего используется соответствующий инструмент, затем проводят все остальные этапы работы. Закрепляют метчик с помощью специального воротка, но, в крайнем случае, подойдет и разводной ключ.

Важные замечания

• Работать с метчиками следует аккуратно - твердые стали, как правило, отличаются повышенной хрупкостью, поэтому существует риск поломки инструмента. В любом случае желательно иметь запасные метчики.
• Нарезание резьбы проводят, используя последовательно весь набор метчиков. Если в спешке пропустить хотя бы один этап, то качественная резьба не получится.
• При работе с цветными сплавами (медными, оловянными или алюминиевыми) необходимо периодически выкручивать метчик и удалять стружку.
• Стружку черных металлов удаляют обратным поворотом инструмента.
• Для снижения трения можно использовать скипидар, керосин или льняное масло. Не нужно применять смазку при работе с чугуном и бронзой.
• В процессе работы периодически проверяют положения режущего инструмента по отношению к заготовке - метчик должен находиться только под прямым углом к поверхности.
• Если резьба нарезается в глухом отверстии, то глубина самого отверстия должна быть немного больше, чем глубина нарезной части.

Надо помнить, что при нарушении правил работы хорошая резьба не получится, а метчик может сломаться во время работы. Извлечь обломок резца бывает проблематично, кроме того, заготовка может быть окончательно испорчена.

Для получения хорошего результата всегда требуется навык, поэтому в случае, если работа выполняется впервые, желательно запастись несколькими заготовками под резьбу. Лучше сначала узнать на практике, как правильно нарезать резьбу метчиком. Некоторое количество первоначально испорченных образцов обеспечат уверенную работу в будущем.

Резьба является одним из наиболее удобных разъемных соединений и потому в хозяйстве может пригодиться информация о том, как нарезать резьбу. Существует дюймовая и метрическая резьба, поэтому бывает так, что подходящий на первый взгляд винт оказывается непригодным – диаметр не тот и шаг резьбы отличается. Даже профили метрической и дюймовой резьб отличаются: угол при вершине в метрической резьбе равен 60 градусов, а в дюймовой – 55 градусов.

Любое резьбовое соединение состоит из двух деталей, одна из которых имеет внутреннюю резьбу в отверстии, а вторая – наружную, на цилиндрической поверхности. В основном используют правую резьбу, в которой вращение происходит по часовой стрелке, но иногда встречается и левая резьба с вращением против часовой стрелки.

Для резьбы основными размерами являются шаг – расстояние между ее витками) и внешний диаметр. Они взаимосвязаны между собой и являются стандартными. И внутренние, и внешние резьбы определяются размером диаметра стержня, то есть если указана резьба М10, то эта резьба метрическая, правая с диаметром винта 10 мм и шагом резьбы 1,5 мм. Иногда применяют и нестандартизированные резьбы, например объективы фотокамер крепятся на резьбы диаметром 42 мм. По стандарту шаг для этой резьбы составляет 4,5 мм, но для оптического устройства это слишком большой параметр, поэтому используют шаг 1 мм. Существуют специальные стандарты на мелкие резьбы. Основные размеры резьб можно найти в справочниках и стандартах.

Любые резьбы нарезаются с помощью специальных инструментов и станков, а в домашних условиях можно нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу на крепежных изделиях диаметром до десяти миллиметров. Для этого используют простой инструмент по типу наборов плашек (для наружной резьбы) или метчиков (1) (для внутренней резьбы). Плашки (2) представляют собой инструмент из твердого сплава, похожий на гайку с режущими канавками.

Метчики (1) также изготавливаются из твердого сплава, это инструмент похож на винт с режущими канавками. Обычно используют не один метчик, а комплект из двух или трех инструментов, которые используются для чернового и чистового проходов, и имеют разную глубину прорезания резьбовых канавок. И метчики, и плашки при нарезании резьбы зажимаются в специальные приспособления – воротки (3), размер которых должен подходить к используемому инструменту.

Инструменты для нарезания резьбы должны быть качественными и острыми. Тупым ржавым метчиком хорошую резьбу нарезать будет невозможно, к тому же высока вероятность, что он сломается в первом же отверстии, и в этом случае больше проблем будет с его извлечением из заготовки. Метчики из металла низкого качества годятся разве что для работы с пластмассой. Что касается плашек, то тупой инструмент нарежет неровную резьбу, и тогда гайку можно будет накручивать только с большими усилиями.

Нарезание наружной резьбы

Круглый металлический стержень диаметром, равным диаметру необходимой резьбы, крепко зажимают в тисках в вертикальном положении. На конце заготовки надфилем или бархатным напильником снимают фаску для захода инструмента и обильно смазывают заготовку машинным маслом для облегчения нарезания резьбы. Подходящую плашку закрепляют в специальном воротке и начинают надевать на конец заготовки. Инструмент как бы наворачивают на заготовку, следя чтобы не было перекосов. При правой резьбе через один или полтора оборота по часовой стрелке плашку надо провернуть на пол оборота в обратную сторону. Так проходят всю необходимую длину резьбы до окончания работы.

Нарезание внутренней резьбы

Сначала в заготовке высверливают отверстие нужного диаметра и снимают фаску для захода инструмента. Диаметр сверла выбирается по справочным данным. Отверстия в заготовке могут быть сквозными (на всю толщину детали) или глухими. Если требуется отверстие с внутренней резьбой небольшой длины, то в этом случае просверливают отверстие большей длины, чем резьба, поскольку надо учитывать конусность метчика в нижней части. Также следует учитывать припуски на глубину сверления.

Внутренние резьбы для большей чистоты профиля формируются тремя метчиками. Первый из них формирует предварительный проход, он обозначен риской в верхней гладкой части инструмента. Второй метчик из комплекта завершает формирование резьбы (он обозначается двумя рисками), а третий инструмент окончательно формирует профиль резьбы, он обозначен тремя рисками. Таким образом резьба нарезается постепенно, и в результате образуется четкий профиль. Для отверстий диаметром до трех миллиметров используют комплект из двух метчиков. Сам процесс нарезания резьбы такой же, как и при работе с плашками – повторение оборотных движений вперед-назад для скалывания стружки с инструмента с применением смазки. Если резьба нарезается в глухих отверстиях, то желательно периодически выворачивать метчик, чтобы полностью удалить с его поверхности опилки металла. Их удаляют при помощи старой зубной щетки или тряпочки, а затем надо опять смазать инструмент и продолжить нарезание резьбы до упора.

• Если при работе случайно помялась резьба, то восстановить ее можно, зажав деталь в тисках и прогнав резьбу еще раз метчиком или плашкой.
• Если требуется дополнительно удлинить поверхность винта с резьбой, то надо следить, чтобы плашка с легкостью прошла по имеющимся виткам резьбы и не испортила ее профиль.
• Для предотвращения резьбы от коррозии ее можно смазать техническим вазелином.
• Если при нарезании получился перекос и внешняя резьба «ушла» вбок, то можно отрезать кусочек стержня и начать процесс заново.
• Если метчик сломался в отверстии, а просверлить рядом еще одно отверстии нет возможности, можно извлечь поломанный инструмент несколькими способами. Если часть метчика осталась торчать наружу, то его конец обтачивают в виде лопатки и выворачивают плоскогубцами. А если часть метчика осталась внутри, то используют азотную кислоту и деревянную палочку: капельку кислоты наносят на сломанный метчик и дожидаются, пока кислота не разрушит его режущие кромки. Затем обломок вытаскивают пинцетом или выбивают с другой стороны отверстия (если оно сквозное).

Для нарезания резьбы могут использоваться самые различные инструменты, среди которых выделим метчик. Он используется для создания резьбовой поверхности, предназначенной для размещения винта, шпильки, болта или другого крепежного элемента. Относительно невысокая стоимость, простота в применении определили широкое распространение рассматриваемого ручного инструмента. Рассмотрим подробнее, как правильно нарезать резьбу метчиком в домашних условиях.

Классификация метчиков и их сфера применения

Для нарезания резьбы на протяжении достаточно длительного периода использовали токарные или сверлильные станки. Они предназначены для вращения заготовки или инструмента. Рабочим инструментом практически во всех случаях становится метчик.

Классификация подобного инструмента проводится по ряду различных признаков:

Как правило, при изготовлении инструмента применяется качественная инструментальная сталь. Она может выдерживать длительную эксплуатацию, при работе не нагреваться. Метчик высокого качества имеет строгую геометрическую форму, выглядит аккуратно. Применяется подобный инструмент зачастую для нарезания метрической резьбы, но есть варианты исполнения для получения дюймовой. Форма основания может быть цилиндрической или конической.

Подготовительный этап

Для того чтобы работа по получению резьбы не вызывала много трудностей, следует провести тщательную подготовку к подобной технологической операции. Все применяемые методы, связанные с нарезанием внутренней резьбы , предусматривают то, что заранее уже было получено отверстие требуемого диаметра. Получить стандартный размер резьбы можно при создании отверстия согласно таблице соответствия. К примеру, для резьбы М10 создается отверстие диаметром 8,5 мм.

Часто встречается ситуация, когда следует получить резьбу нестандартного размера. В этом случае проводится расчет требуемого диаметра отверстия по универсальной формуле. Вычисления проводятся следующим образом:

1. Изучается маркировка применяемого инструмента. Нужно уделить внимание типу нарезаемой резьбы, шагу и диаметру.
2. Определить требуемый диаметр отверстия при использовании метчика М5Х0,75 можно следующим образом: 5−0,75=5,25 мм.

Проще всего провести работу в случае, когда нужно получить стандартную резьбу, так как вся необходимая информация может быть взята из различных таблиц нормативной документации.

Для получения качественного отверстия нужно правильно выбрать сверло. При сверлении рекомендуется использовать оборудование, которое препятствует возникновению биения при работе. Выбирая сверло, стоит помнить, что оно должно иметь качественную заточку. Специалисты рекомендуют подбирать угол заточки в зависимости от того, какой твердостью обладает обрабатываемый материал. С повышением показателя твердости увеличивается и рекомендуемый угол заточки, но он не должен превышать значение 140 градусов.

Требуемое оборудование

Нарезка резьбы метчиком вручную возможна только при наличии следующего инструмента:

После нахождения всего необходимого можно приступать к непосредственному выполнению работ.

Особенности применяемой технологии

Провести рассматриваемую работу можно своими руками в бытовых условиях. Для этого нужно учесть нижеприведенные рекомендации:

Не рекомендуется прикладывать к рукоятке большую нагрузку за счет применения рычага или газового ключа. Не стоит забывать о том, что метчик может лопнуть из-за высокой нагрузки, тогда удалить оставшуюся внутри часть будет достаточно сложно. В о время работы мастер должен чувствовать то, как идет инструмент: легко или с большим усилием. Форма режущей кромки не позволяет проводить удаление стружки с рабочей части на момент вращения по ходу резьбы.

Как известно, резьбу можно нарезать в отверстиях или на стержнях, для чего существуют два различных типа инструмента для нарезки — метчики и плашки соответственно.

Нарезка резьбы в отверстиях

Для нарезания резьбы в отверстии нужен комплект метчиков -черновой и чистовой. Сначала просверливается отверстие необходимого диаметра (см. таблицу отверстий под резьбу), и проходится резьба черновым метчиком (на нем нанесена одна канавка). Затем проходим резьбу уже чистовым метчиком. Квадратный хвостовик метчика должен быть надежно закреплен в вороте. Для того, чтобы нарезать было легче, отверстие смазывают техническим маслом (солидолом например). Следует помнить, что отклонение диаметра отверстий от указанного в таблице хотя бы на 1 мм приведет к недоброкачественной резьбе, браку.

Нарезка резьбы на стержнях

В отличие от нарезания резьбы в отверстии, на стержне резьба проходится за один раз одной плашкой. Плашка имеет центральное отверстие, которое нарезает резьбу, и периферийные, которые образуют кромки и отводят стружку. Плашку также закрепляют в воротке, смазывают стержень солидолом и аккуратно накручивают на стержень. Если плашку заедает, нужно сделать два оборота в обратном направлении, после чего продолжить нарезать. Перед накручиванием концу стержня придают конусообразную форму с помощью напильника, для того, чтобы резьба была нарезана без перекоса. Диаметры стержней под резьбу вы можете видеть на таблице.

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Для нарезания внутренних резьб метчиками необходимо иметь предварительно подготовленное отверстие.

Если отверстия в заготовках получают литьем или штамповкой, то нарезание резьбы происходит в тяжелых условиях, так как невозможно обеспечить размеры допусков в пределах, необходимых для нарезания внутренних резьб. Исключение составляют отверстия в заготовках, полученных литьем под давлением или литьем по выплавляемым моделям.

Наиболее благоприятные условия для нарезания резьбы метчиком создаются при подготовке отверстия сверлением или зенкерованием. При нарезании резьбы материал детали частично выдавливается метчиком и внутренний диаметр резьбы получается больше диаметра отверстия, полученного при сверлении. При подготовке сверлением отверстий под нарезание резьбы метчиками необходимо диаметры сверл подбирать согласно ГОСТ 19257-73. Если диаметр отверстия, просверленного под резьбу, будет меньше рекомендуемого ГОСТом, нагрузка на метчик резко возрастет, резьба получится рваной, может заклинить и поломать метчик. Если диаметр просверленного отверстия окажется больше рекомендуемого, то резьба будет иметь неполный профиль.

При нарезании внутренней резьбы на сверлильных станках необходимо руководствоваться следующими общими правилами:

• не рекомендуется нарезать резьбу в отверстиях, полученных литьем и штамповкой. Отверстия, полученные указанными методами, перед нарезанием резьбы надо рассверливать или зенкеровать, чтобы удалить нагар, окалину, наклеп и получить требуемый диаметр отверстия под резьбу;
• метчики при нарезании резьбы на сверлильных станках должны быть закреплены в предохранительных самоцентрирующих, качающихся, плавающих и реверсивных патронах;
• в отверстиях, подготавливаемых под нарезание в них резьбы, со стороны входа метчика должны быть сняты фаски (угол 60°, высота не менее одного шага резьбы);
• при нарезании резьбы на сверлильных станках особое внимание следует уделять регулированию перемещения шпинделя, который должен быть хорошо уравновешен противовесом, легко перемещаться, чтобы врезание и вывинчивание метчика происходили плавно. При перемещении шпинделя с большим осевым усилием может произойти разбивание резьбы по среднему диаметру;
• метчик воспринимает большие нагрузки, поэтому при нарезании резьбы надо применять охлаждение и смазку инструмента.

При нарезании резьбы в отверстиях на сверлильных станках по окончании операции метчик из нарезанного отверстия надо вывернуть. Технологии нарезания резьб в глухих и сквозных отверстиях имеют различия.

По окончании нарезания резьбы в глухом отверстии метчик из него можно удалить только вывинчиванием. Поэтому нарезают такую резьбу только на станке, у которого метчик может реверсироваться, т. е. вращаться в направлении, обратном рабочему, и со скоростью, большей, чем при нарезании (для уменьшения непроизводительных затрат времени) .

Если нарезают глухую резьбу на станке, у которого нет реверсивного механизма, изменяющего направление вращения шпинделя, то для крепления метчиков применяют специальный реверсивный патрон, имеющий соответствующее предохранительное устройство.

Чтобы при нарезании глухой резьбы метчик не сломался, когда дойдет до конца отверстия и упрется в дно, на станках, имеющих реверсивный механизм, необходимо применять специальный предохранительный патрон.

Для нарезания глухих резьб следует применять машинные метчики с небольшой заборной частью (равной примерно трем шагам нарезаемой резьбы). Это позволит нарезать резьбу наиболее близко ко дну отверстия.

Нарезание резьбы в пластичных легированных сталях с аустенитной структурой, которые плохо обрабатываются резанием, а также в жаропрочных, титановых и легких сплавах имеет следующие специфические особенности, которые необходимо учитывать при выполнении этой работы:

• если заготовка из жаропрочного сплава обладает достаточной жесткостью и при ее установке на столе станка обеспечивается перпендикулярность оси резьбы к базовой поверхности, то резьбу можно нарезать, не применяя кондуктор: Если же требуется обеспечить строгую перпендикулярность оси резьбы к базовой поверхности, а жесткость заготовки и ее крепление на станке не обеспечивают получения заданной точности, то резьбу надо нарезать с применением кондукторов;
• для нарезания резьбы в заготовках из жаропрочных сплавов следует применять метчики с шахматным расположением зубьев. Для сквозных отверстий применяют один метчик, для глухих - комплект из двух или трех метчиков;
• при нарезании резьбы в заготовках из жаропрочных сплавов надо обязательно охлаждать метчик. Если охлаждающая жидкость подается насосом, то в ее состав должно входить: 60 % сульфо-фрезола, 25 % керосина и 15 % олеиновой кислоты. Если на станке нет насоса, то охлаждающую жидкость, состоящую из 85 % сульфофрезола и 15% олеиновой кислоты, наносят на метчик кистью или погружают метчик в эту жидкость;
• нарезать резьбу в заготовках из алюминиевых и цинковых сплавов, обладающих сравнительно небольшой твердостью и большой пластичностью, рекомендуется на станках с принудительной скоростью подачи шпинделя по шагу резьбы. Если на станке нет механизма принудительной подачи шпинделя, то должен быть обеспечен его легкий ход, что достигается уменьшением уравновешивающих нагрузок (пружин, грузов). При большой массе подвижных частей и перемещении шпинделя с большой осевой нагрузкой нарезаемая резьба чаще разбивается по среднему диаметру;
• скорость резания при нарезании резьбы в заготовках из силуминовых сплавов должна быть в 1,2... 1,5 раза выше, а охлаждение - во столько же раз интенсивнее, чем при нарезании резьбы в стали;
• для охлаждения метчиков при обработке заготовок из легких сплавов лучше всего применять керосин; можно также использовать 8... 10 %-ную эмульсию. Не следует охлаждать метчик маслом, так как оно не предохраняет его от налипания стружки при нарезании, а также затрудняет очистку нарезанной резьбы от налипшей стружки;
• для нарезания резьбы от М4 до М30 в заготовках из труднообрабатываемых сталей аустенитного класса и титановых сплавов могут быть применены бесканавочные метчики из быстрорежущей стали. Стойкость такого метчика по сравнению со стандартным значительно выше.