Всё о резьбе: виды и способы изготовления

Классификация резьбы

При разделении резьб на различные виды учитываются следующие параметры:

1. Место расположения: внутренняя и внешняя.
2. Направление вращения: правая и левая.
3. Форма профиля: прямоугольная, треугольная, круглая, трапециевидная.
4. Характер поверхности: коническая и цилиндрическая.
5. Назначение: крепёжная, ходовая, специальная и другие.
6. Количество заходов: одно- или многозаходная.

Метрическая резьба имеет профиль равностороннего треугольника, соответственно угол её профиля составляет 60°. Данный тип является самым используемым при выполнении крепёжных соединений. Может быть с крупным и мелким шагом при диаметрах 1–68 мм, а более 68 мм — только с мелким шагом. Для её условного обозначения применяются миллиметры:

• М12х1 — метрическая резьба с номинальным (внешним) диаметром 12 мм и шагом 1мм.
• М16LHх0,5 — резьба метрическая диаметром 16 мм, левая, шаг — 0,5 мм.
• М8 — резьба с крупным шагом диаметром 8 мм.

Метрическая резьба

В узлах, требующих фиксации и герметичности без дополнительных элементов, используется коническая метрическая резьба (МК).

Дюймовая резьба тоже обладает треугольным профилем, но с вершиной в 55°. Числовое значение (2″) говорит об условном просвете в трубе, а не о действительном диаметре трубы. Под шагом дюймовой резьбы принято считать число витков, расположенных на одном дюйме. Распространена в зарубежных странах, в России применяется для ремонта оборудования, в новых разработках не используется.

Дюймовая резьба

Дюймовый профиль также имеет трубная цилиндрическая резьба, которая применяется для соединения фитингов, муфт, труб и других элементов водопроводов размером до 6 дюймов. Пример условного обозначения:

• G¼-B — резьба цилиндрическая трубная, условный проход (внутренний диаметр трубы) ¼ дюйма, B — класс точности.

У трапецеидальной резьбы (Tr) профиль имеет форму трапеции, обрезанной из треугольника с вершиной в 30°. Встречается многозаходные разновидности, применяется в конструкциях возвратно-поступательных механизмов и винтах, подвергающихся тяжёлой нагрузке.

Трапецеидальная резьба

Упорная резьба — профиль в виде трапеции с разными сторонами, используется в прессах, домкратах и других устройствах, испытывающих одностороннюю нагрузку. Обозначение:

• S70х8 — однозаходная, диаметр 70 мм, шаг 8 мм.

Упорная резьба

Квадратная (другими словами — прямоугольная) резьба не стандартизирована, исполняется по размерам, необходимым в конкретном случае, встречается на ходовых винтах.

Прямоугольная резьба

Круглая резьба — хорошо выдерживает нагрузки, имеет значительный срок службы даже в загрязнённых условиях. Поэтому применяется в вентилях или шпинделях — обозначается Rd, а также в различных санитарно-технических устройствах — Кр12х2,54.

Круглая резьба

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Рекомендации по нарезанию витков на водопроводной трубе во многом связаны с тем, какая именно технология применяется. Ручной инструмент для нарезания наружной резьбы должен применяться с учетом следующей информации:

1. Нужно применять смазывающие вещества, которые добавляются в зону резания для снижения степени износа режущей кромки.
2. На момент работы нужно следить за тем, чтобы инструмент был расположен строго перпендикулярно заготовке. При его смещении витки могут быть расположены друг относительно друга неправильно.
3. При резьбонарезаии уделяется внимание тому, чтобы с зоны резания своевременно удалялась стружка.

Рассматриваемая работа может проводится и в бытовых условиях.

Фасонные резцы для нарезания резьбы

При использовании токарно-винторезного оборудования для нарезания резьбы следует подобрать наиболее подходящий резец. Производители выпускают специальные варианты исполнения резцов для нарезки резьбы, которые характеризуются своими определенными особенностями:

1. При производстве создается режущая часть определенной формы. За счет этого образуется канавка требуемой формы.
2. Режущая часть изготавливается из инструментальной стали, которая подвергается закалке. За счет этого при работе исключается вероятность быстрого износа режущей кромки.
3. Применение рассматриваемого метода позволяет обрабатывать поверхности крупных заготовок.

В производственных цехах часто используется именно токарно-винторезный станок, так как плашек и метчиков для работы с заготовками большого диаметра практически нет. Кроме этого, при резьбонарезании возникает серьезная нагрузка.

Как нарезать витки на водопроводной трубе пошагово

Чтобы правильно нарезать резьбу следует придерживаться рекомендаций специалистов и выполнить до самого процесса нарезки витков следующие действия:

• очистить с участка трубы загрязнения, в том числе плесень, ржавчину, налет;
• краска тоже будет мешать производству резьбы, поэтому ее необходимо удалить наждачной бумагой;
• торец трубы выровнять напильником до гладкой поверхности;
• нарезать витки следует только исправным инструментом;
• смазка тубы поможет беспрепятственно убрать металлическую стружку после работ и получению качественного результата нарезки.

Процесс нарезания следует выполнять в несколько этапов: сначала следует нарезать первый виток, потом при использовании трещотки провернуть лерку в противоположном направлении для скола стружки. Если пренебрегать какой-либо рекомендацией, нарезать резьбу на водопроводной трубе будет проблематично.

Указанные действия по нарезке, следует проводить последовательно, так получатся ровные витки водопроводной трубы.

Инструменты для нарезания наружной резьбы вручную

Для ручной наружной резьбы применяют плашки, клуппы. Первый указанный инструмент выглядит как закругленная гайка, имеющая высокопрочный металл, способный нарезать резьбу.

Чтобы удобно было собирать металлическую стружку, в таком устройстве предусмотрены специальные углубления для ее сбора.

Плашки разрезного типа изготовлены с прорезью 1,5 мм, именно такой инструмент подойдет для нарезки наружной резьбы. Из недостатков – небольшая неточность в размерах. Плашки применяются в работе с помощью трещотки для применения  нескольких диаметров инструмента.

Второй инструмент, широко применяемый в данных работах, – клупп. Его конструкция плотно закрепляется на водопроводной трубе, что способствует эффективной работе. Клуппы обладают важным элементом – дополнительными резцами, преимущественно увеличивая срок службы.

Как нарезать резьбу на трубе своими руками? Видео

Процесс нарезания резьбы на трубе точно такой же, как описан выше с использованием плашки или клуппа.

Единственным отличием может быть положение трубы, которую очень трудно вертикально зафиксировать в тисках.

Поэтому фиксацию следует производить в горизонтальном положении, для большей надежности рекомендуется использовать трубные или поворотные тиски.

Также можно производить нарезание резьбы на уже установленной трубе в систему коммуникаций.

В остальном никаких отличий нет, меняется только положение самой трубы с вертикального на горизонтальное.

И резьбонарезной инструмент соответственно будет устанавливаться на трубу не горизонтально, а вертикально.

Резьбовые гребенки для повышения производительности труда

Некоторые инструмент для нарезки резьбы характеризуются высокой эффективностью при применении. Примером можно назвать резьбовые гребенки, которые можно использовать для получения витков практически любых размеров. Их достоинствам можно отнести следующие моменты:

1. Простая конструкция.
2. Универсальность в применении.
3. Высокая эффективность.
4. Технологичность.

Гребенки представлены многониточными фасонными резцами, которые бывают призматического, круглого и стержневого типа. Чаще всего они применяются для нарезания резьбы с мелким шагом и небольшой высотой профиля.

Применение резцов

Для нарезания резьбы с помощью токарного станка необходимы резьбонарезные резцы. Изготавливаются они из быстрорежущей стали, а требования к их характеристикам оговариваются  соответствующим ГОСТом (18876-73). По конструкции такие резцы подразделяются на следующие типы:

• призматические;
• стержневые;
• круглые (дисковые).

Винтовая резьбовая канавка на поверхности заготовки нарезается резцом отогнутой или прямой формы, а для формирования резьбы внутреннего типа требуются прямые и изогнутые инструменты, которые фиксируют в специальной оправке. Вершина токарного резца, которой и выполняется нарезание витков, должна иметь конфигурацию, полностью соответствующую профилю формируемой резьбы.

Резцы для нарезания резьбы: а — стержневой; б — призматический многопрофильный; в — призматический однопрофильный; г — дисковый многопрофильный; д — дисковый однопрофильный; е — дисковый для внутренней резьбы; α — задний угол; γ — передний угол; φ — угол заборного конуса; h — высота установки оси резца

При формировании резьбы резцом следует учитывать ряд особенностей такой технологии.

• Передний угол токарного инструмента для нарезания резьбы зависит от характеристики материала, подвергаемого обработке. Выбирать такой угол можно в достаточно широких пределах: 0–250. Так, если резьба с помощью станка нарезается на заготовках из обычных сталей, передний угол должен составлять 0 градусов, для высоколегированных сталей, которые хорошо противостоят температурным нагрузкам, передний угол может составлять 5–100. Он может быть тем больше, чем выше вязкость материала, и тем меньше, чем выше твердость и хрупкость металла, из которого выполнена обрабатываемая на станке заготовка.
• Вершина токарного резца, которая формирует винтовую линию на заготовке, должна иметь форму, идентичную профилю резьбы.
• Задние боковые углы инструмента выбираются такими, чтобы поверхности резца, которыми они сформированы, не терлись о только что сформированную винтовую канавку. Обычно эти углы с обеих сторон токарного резца делают одинаковыми. Если угол подъема, которым характеризуется резьба, составляет менее 4 градусов, то такие углы выбирают в пределах 3–50, если больше 40, то 6–8 градусов.
• Резьбу внутреннего типа нарезают в уже подготовленных отверстиях, которые получены расточкой или сверлением.

Резьбонарезные резцы

Заготовки, которые сделаны из стали, обрабатывают на токарном станке при помощи инструментов с пластинами, выполненными из твердых сплавов Т15К6, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Если деталь изготовлена из чугуна, то для нарезания резьбы на ней используют инструмент с пластинами из следующих марок твердых сплавов: ВК4, В2К, ВК6М, ВК3М.

Работа плашкой

Плашки применяются для обработки наружной цилиндрической поверхности. Среди особенностей ее применения можно отметить следующие моменты:

1. Заготовка закрепляется в тисках. Во время работы она должна находится в неподвижном состоянии.
2. Перед применением инструмента режущая кромка и обрабатываемая поверхность смазываются маслом.
3. Как правило, на торцевой поверхности создается небольшая фаска. Она упрощает процесс навинчивания плашки на обрабатываемую поверхность.
4. Во время работы нужно уделить внимание тому, чтобы плашка не смещалась. Из-за этого резьба может нарезаться неравномерно, ход плашки становится более тяжелым.
5. На 2-3 витка по ходу резьбы делается один оборот в обратном направлении. Подобным образом обеспечивается удаление стружки с зоны обработки, повышается качество получаемой поверхности.

После завершения работы проверяется качество рабочей поверхности. Для этого достаточно накрутить гайку, у которой должен быть свободный ход.

Как нарезать резьбу клуппом?

Действия при нарезании резьбы клуппом аналогичны работе с плашкой, но благодаря направляющему стакану работа идет заметно проще.

Когда все необходимые инструменты подготовлены, нарезание резьбы клуппом происходит в три этапа:

1. фиксируем объект (труба, пруток, болт);
2. устанавливаем на край объекта клупп, как бы одеваем его;
3. производим повороты клуппа по часовой стрелке до нужного момента.

Через один-два витка, когда процесс нарезки резьбы пойдет туго, требуется очистить инструмент от стружки также как при работе с плашкой – сделать пол-оборота в обратном направлении.

Если не производить очистку клуппа от стружки она будет повреждать витки, кроме этого, потребуется приложить заметно больше усилий для проворотов инструмента, который будет застревать, упираясь в стружку.

Основным недостатком нарезания резьбы клуппом является то, что он предназначен для обработки коротких расстояний, как правило, не превышающих толщину его рабочей зоны.

Это происходит из-за того, что направляющий стакан инструмента упирается в препятствие (стена, тройник, рядом расположенная труба и т.п.) и не позволяет сделать нарезку резьбы требуемой длины.

В таких случаях «умельцы» отрезают направляющий стакан у клуппа, чем портят хороший инструмент.

Гораздо разумнее в подобных ситуациях использовать резьбонарезную плашку.

Как именно поступить каждый решает сам.

Внимание!

Чтобы избежать различных травм, рекомендуется работать в перчатках и защитных очках.

Метчики, плашки и головки для резьбонарезания

Наибольшее распространение получили ручные инструменты для резьбонарезания. Они могут применяться в промышленности и быту.

Наибольшее распространение получили следующие варианты исполнения:

1. Подобные инструменты применяются для изготовления болтов и шпилек. Подобное изделие представляет собой шайбу круглой формы, внутри которой выступает несколько ребер. Внешняя резьба может формироваться и калиброваться всего за один проход. В продаже встречаются различные варианты исполнения инструментов, при изготовлении применяется закаленная инструментальная сталь.
2. Метчики используются для получения внутренней резьбы. Он также изготавливается при применении закаленной инструментальной стали, которая характеризуется высокой износоустойчивостью. Метчик имеет форму стержня, рабочая часть которого имеет несколько впадин и выступающих граней. За счет этого существенно упрощается процесс резьбонарезания.
3. Специальные головки также могут применяться для проведения рассматриваемой работы. Они могут иметь различные размеры, применяются в паре со специальной державкой.

Стоимость ручных инструментов невысокая, при этом они характеризуются высокой эффективностью в применении.

Инструменты для нарезания резьбы

Внутренняя резьба выполняется метчиком — винтом с продольными режущими кромками. Состоит из хвостовика для закрепления в воротке и рабочей части, осуществляющей нарезание резьбы. Условно подразделяются на два типа: ручные (слесарные) и машинные.

Слесарный набор для выполнения метрической резьбы комплектуется в зависимости от размера резьбы:

• одним метчиком (8–18 мм);
• двумя (6–24 мм) — черновым и чистовым;
• тремя метчиками (2–52 мм) — черновым, средним, чистовым.

Маркировка изделий наносится на хвостовике, где отображается размер резьбы (М10) и одна риска, если это черновой метчик, две — для углубления резьбы, три или без них — чистовой метчик. Иногда встречается обозначение цифрами 1, 2, 3.

Конструкция комбинированных метчиков представляет собой два участка с разной величиной режущих кромок, что позволяет экономить время. Режущая часть метчика может быть исполнена в форме конуса для сквозных или в виде цилиндра для глухих отверстий.

Перед нарезанием внутренней резьбы сверлится отверстие меньшего диаметра, значение которого находится в специальных таблицах. В процессе работы метчик держится строго перпендикулярно, в рабочую зону добавляется смазка. Через каждые 4–5 витков следует выкручивать метчик и удалять стружку, что удобно делать специальным ёршиком.

Наружная резьба выполняется в промышленных масштабах на токарных станках резцами или резьбонакатными устройствами, при разовых потребностях используют плашки:

1. Цельные круглые — обеспечивают высокое качество, для работы закрепляются в держателе и фиксируются стопорными винтами.
2. Разрезные — состоят из двух половинок, поэтому имеют меньшую жесткость, применяются для нетребовательных соединений.
3. Раздвижные — используются в клуппах, позволяющих изготавливать трубную резьбу различного размера.

Внешне плашка напоминает гайку с расположенными внутри режущими гранями и отверстиями для отвода стружки. Существуют плашки для изготовления резьбовых соединений разных систем измерения: дюймовой или метрической, несовместимых друг с другом. Диаметр обрабатываемого стержня должен быть такой же, как и наружный размер плашки. Для большей точности используются парные инструменты, исполняемые ими размеры резьбы отличаются на полмиллиметра.

Для выполнения трубной резьбы выпускаются клуппы разных конструкций. В корпусе этих устройств размещаются подвижные режущие плашки, которые поворотом план-шайб устанавливаются на нужный диаметр резьбы. Инструменты комплектуются двумя наборами плашек для труб диаметром 15, 20 мм и 25, 32, 38, 50 мм. В стеснённых местах используется трещоточный клупп с храповым механизмом.

Нарезание внутренней резьбы метчиком

Для формирования внутренней резьбы необходимы следующие инструменты и материалы:

• молоток, кернер, дрель, сверла;
• комплект метчиков, вороток, слесарные тиски;
• машинное масло.

Технология использования метчиков и плашек

При помощи метчиков, представляющих собой винт с несколькими продольными канавками, которые формируют режущие кромки и способствуют отводу стружки, на токарном станке нарезают преимущественно метрические резьбы в отверстиях небольшого диаметра. Если для нарезания резьбы используются машинные метчики, то операция выполняется за один проход.

Машинные метчики отличаются от обычных тем, что они состоят из двух частей – заборной и калибровочной. Если для нарезания резьбы с помощью токарного станка используются обыкновенные метчики, то технология выполнения этого процесса предполагает применение набора инструментов. Набор для нарезания внутренней резьбы включает в себя три типа метчиков: черновой, который выполняет 60% работы, получистовой (30%), чистовой (10%). Иногда в таком наборе может быть два инструмента: черновой, выполняющий 75% работы, и чистовой, на который приходится 25% работы. Чтобы отличить черновой метчик от чистового, достаточно посмотреть на его заборную часть: она у него значительно длиннее, чем у чистового.

Конструкция метчика для нарезания резьбы

Скорость нарезания резьбы на токарном станке с использованием метчиков может быть достаточно высокой:

• 6–22 м в минуту – для деталей, изготовленных из чугуна, бронзы и алюминия;
• 5–12 м в минуту – для стальных заготовок.

При помощи плашек, представляющих собой кольцо с внутренней резьбой и несколькими  стружечными канавками, наружную резьбу делают на винтах, болтах и шпильках. Поверхность детали должна быть предварительно обточена на величину требуемого диаметра, который обязательно должен учитывать допуск:

• 0,14–0,28 мм – для резьбы, диаметр которой составляет 20–30 мм;
• 0,12–0,24 мм – для резьбы с диаметром 11–18 мм;
• 0,1–0,2 мм – для резьбы, имеющей диаметр 6–10 мм.

Плашки, которыми нарезается наружная резьба, закрепляются в специальном патроне (плашкодержателе), расположенном в пиноли задней бабки токарного станка.

Плашки для нарезания резьбы

 Используя плашки, резьбу нарезают со следующими скоростями (их настройка также учитывает минимальный износ инструмента в ходе работы):

• 10–15 м в минуту – на изделиях, выполненных из латуни;
• 2–3 м в минуту – на чугунных деталях;
• 3–4 м в минуту – на заготовках из стали.

Чтобы плашка беспрепятственно зашла на деталь, на торце последней снимают фаску, по высоте совпадающую с высотой профиля резьбы.

Какой нужен инструмент для нарезки резьбы своими руками?

Для нарезки резьбы своими руками используют разные инструменты, в зависимости от того какая именно нужна резьба – внутренняя или наружная.

Какой нужен инструмент для нарезки внутренней резьбы?

Внутренняя резьба может быть сквозной, как у гайки или глухой (с тупиком), для ее нарезания применяют метрический металлорежущий метчик.

Если отверстия в заготовке еще нет, его нужно будет просверлить, что невозможно сделать без сверла.

Чтобы просверлить отверстие потребуется использовать дрель, шуруповерт или сверлильный станок.

При этом, чем перпендикулярнее будет просверленное отверстие в заготовке, тем выше может быть качество резьбы и самого соединения.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Наиболее точное по вертикали отверстие можно просверлить только на сверлильном или токарном станке.

В случае с дрелью и шуруповертом даже у самого продвинутого слесаря будут некоторые отклонения от 90 градусов, что, в большинстве случаев, вполне допустимо.

Таким образом, в общей сложности, чтобы нарезать внутреннюю резьбу понадобится:

• метчик (желательно 2 штуки одинакового размера);
• держатель метчика (вороток);
• угольник (для выравнивания вертикального положения сверла и метчика);
• тиски (для фиксации заготовки);
• дрель или шуруповерт;
• сверло (нужного диаметра);
• кернер (для проставления отметки центра сверления);
• молоток (для удара по керну);
• штангенциркуль (можно обойтись и без него).

Тиски можно заменить плоскогубцами или разводным ключом, в некоторых случаях бывает достаточно крепко держать заготовку в руках, в смысле, без фиксирующего инструмента.

Чтобы процесс нарезки резьбы проходил легче и проще, рекомендуется использовать любую смазку: машинное масло, WD-40, сало или т.п.

Как подобрать сверло под резьбу?

Чтобы подобрать наиболее оптимальный диаметр сверла под резьбу нужно взять подходящий метчик, посмотреть на его маркировку, и отнять от диаметра шаг резьбы.

Например: для нарезания внутренней резьбы М8х1,5, что означает: диаметр 8 мм с шагом 1,5 мм, нужно просверлить в заготовке отверстие диаметром 6,5 мм, т.е. применяем следующую формулу: 8-1,5=6,5мм.

Аналогичным образом можно рассчитать диаметр отверстия для любого размера метрической резьбы.

Для большей точности используйте показатели таблицы диаметров сверл для отверстий под нарезание метрической резьбы, соответствующей ГОСТ 19257-73

Внимание!

Отклонения по диаметру отверстия в большую сторону приведут к ослаблению резьбового соединения.

Если просверлить отверстие меньше требуемого диаметра, то это приведет к невозможности пройти ее метчиком, он попросту застрянет и сломается.

Какой нужен инструмент для нарезки наружной резьбы?

Правильно нарезать наружную резьбу гораздо легче, чем внутреннюю, хотя бы потому, что не требуется проводить никаких расчетов и ничего не нужно сверлить.

Заготовка, предназначенная для нарезания наружной резьбы изначально должна быть нужного диаметра, с которой будет срезаться лишний металл.

Чаще всего для нарезания наружной резьбы используют слесарные резьбонарезные плашки (лерки), которые устанавливаются в плашкодержатель.

Плашкодержатель необходимо подбирать таким образом, чтобы в него помещались все имеющиеся плашки, в некоторых случаях имеет смысл приобрести 2-3 держателя плашек разных размеров, чтобы полностью закрыть все свои потребности.

Деталь (трубу, пруток и т.п.), на которой надо нарезать резьбу необходимо хорошо зафиксировать в вертикальном положении.

Для фиксации объекта используют тиски, чтобы труба в них надежно держалась, рекомендуем использовать специальные накладки на губки

ПРИМЕЧАНИЕ:

Опытные мастера способны обходится плоскогубцами, разводным ключом или просто крепким зажиманием объекта свободной рукой, если резьба небольших размеров.

Проще всего нарезать наружную резьбу с использованием клуппа, конструкция которого имеет направляющий стакан.

Благодаря направляющему стакану ход инструмента самопроизвольно выравнивается, что значительно облегчает работу.

Для работы клуппом, если он без «родной» трещетки, потребуется разводной ключ.

Плашки также можно приобрести с направляющей втулкой.

Таким образом, для нарезания наружной резьбы может понадобиться один из наборов инструментов:

1. Резьбонарезная плашка (лерка) с нужным размером, плашкодержатель (в идеале с трещеткой и направляющим элементом), тиски, напильник или болгарка для снятия фаски;
2. Клупп с родной трещеткой, разводной ключ вместо трещетки, тиски, напильник или УШМ.

Эти наборы можно комбинировать или использовать поочередно для получения желаемого результата.

Также может понадобиться штангенциркуль, но не обязательно, если размеры заготовки уже известны.

Чтобы нарезка проходила легче рекомендуется применять любое смазочное средство, перед началом работы и в процессе.

Как определить диаметр отверстия

Измерения отверстий требуют применение специализированных инструментов и приспособлений. Определение диаметра отверстий — это самая кропотливая и сложная процедура.

Если в работах не важна абсолютная точность диаметра, то можно воспользоваться для замера линейкой: по количеству делений, расположив ее на уровне диаметра. Линейка широко применяется при бытовых работах.

Можно выделить такой прибор как нутромер, который размещается в отверстии плотно к стенке заготовки. Диаметр измеряется с помощью встроенной в прибор линейки. Один из самых точных приборов определения диаметра – штангенциркуль, у него есть так называемые губки, в которых плотно закрепляется деталь.

Прибор позволяет с точностью до сотых миллиметров определить размер отверстия. Микрометрический нутромер еще один прибор, позволяющий измерить диаметр отверстия с наибольшей точностью. В его комплектации имеются стержни разного размера, которые размещаются в стеблевой части инструмента и увеличивает предел измерения.