К атегория:

Нарезание резьбы

Инструмент для нарезания внутренней резьбы

В современном машиностроении широко используются высокопроизводительные методы нарезания резьбы на металлорежущих станках с помощью резьбонарезных инструментов; успешно получают резьбу и с помощью инструментов для накатывания и др. Однако в практике слесарной обработки в большинстве случаев приходится нарезать резьбу вручную.

Для нарезания резьбы в отверстиях применяются метчики, а для нарезания наружной резьбы - плашки различной конструкции.

Метчик - режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано несколько продольных прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки (рис. 1). Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная часть - передняя конусная часть метчика, которая первой входит в отверстие и осуществляет всю основную работу резания. К а « либрующая часть направляет метчик в отверстие и окончательно калибрует резьбу.

Рис. 1. Метчики и их элементы: а - общий вид; б - радиальное сечение; в и г - метчики с винтовыми канавками; д - бесканавочный метчик

Режущими перьями называются зубья резьбовой части метчика, расположенные на его окружности (рис. 1,а). Режущие грани на зубьях образуются благодаря наличию канавок, разделяющих перья.

Канавки представляют собой углубления между режущими перьями и предназначены для образования режущих кромок, а также для выхода стружки, получающейся в процессе нарезания резьбы. Профиль канавки ограничивается передней поверхностью, по которой сходит срезаемая стружка, и задней поверхностью, служащей для уменьшения трения ‘ зубьев метчика о стенки нарезаемого отверстия.

Режущими кромками называют кромки на режущих перьях метчика (рис. 1,6), образованные пересечением передних поверхностей канавки с задними (затылованными) поверхностями рабочей части.

Задняя поверхность режущих зубьев заты-луется по спирали, что позволяет сохранять постоянным профиль зубьев после их переточек.

На рис. 1, б показаны углы режущих зубьев метчика: передний угол у, задний угол а, угол заострения р и угол резания б; величина этих углов выбирается в зависимости от обрабатываемого металла.

Как правило, метчики имеют прямые канавки, но для улучшения условий резания, получения точных и чистых резьб целесообразно применять метчики не с прямыми, а с винтовыми канавками (рис. 1,б). Угол наклона ю винтовой канавки у таких метчиков составляет 8-15°.

При нарезании резьбы в сквозном отверстии стружка выводится из отверстия в направлении подачи метчиков. При нарезании резьбы в глухих отверстиях следует применять метчики с противоположным направлением наклона винтовой канавки, тогда и стружка будет выводиться в противоположном направлении (рис. 1,г).

С целью получения чистой и точной резьбы в сквозных отверстиях при обработке мягких и вязких металлов применяют бесканавочные метчики, располагающие лишь очень короткими винтовыми канавками а на заборной части. Длина этих канавок составляет 6-10 мм, а угол наклона к оси метчика 9-12°. При нарезании резьбы таким метчиком стружка выходит в отверстие впереди метчика. Для нарезания резьб в глухих отверстиях бесканавочные метчики непригодны; в этих случаях иногда применяют метчики с центральным отверстием для отвода стружки.

Устройство метчиков определяется их назначением. В зависимости от назначения метчики подразделяются на ручные (слесарные), гаечные, машинно-ручные, пла-шечные и маточные, сборные и специальные. По способу применения метчики делятся на две группы: ручные и машинные.

Ручные слесарные метчики служат для нарезания резьбы вручную. Они обычно изготовляются комплектами из двух или трех метчиков. В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой метчики (или 1, 2 и 3-й), а в комплект из двух метчиков - черновой и чистовой. В таком же порядке они применяются и при нарезании резьбы.

Метчики условно обозначены: черновой имеет на хвостовике одну круговую риску (канавку), средний метчик- две и чистовой -три риски; там же указывается тип резьбы и ее размер. По внешнему виду метчики одного комплекта различаются тем, что черновой метчик имеет большую заборную часть (конус) и срезанную нарезку на калибрующей части, средний метчик имеет меньшую заборную часть и более полную нарезку на калибрующей части, а чистовой метчик имеет незначительный заборный конус и полный профиль резьбы на калибрующей части. Обычно заборная часть первого метчика имеет 6-8 витков, второго - 3-4 витка и третьего-1,5-2 витка. Первый метчик срезает половину йысоты витка резьбы, второй - еще 0,3 высоты, а третий калибрует резьбу начисто. Для основной метрической и дюймовой резьбы комплект состоит из трех метчиков, для мелких метрических, а также для трубных резьб - из двух.

Трубную резьбу нарезают цилиндрическими и коническими метчиками. В комплект метчиков для нарезания плашек входят один плашечный и три маточных метчика. Плашечным метчиком производят предварительное нарезание резьбы в плашках, а маточным - окончательное (снятие припуска, зачистка и калибровка). Плашечный метчик отличается от слесарного наличием большой заборной части, а маточные - наличием шести винтовых канавок. Маточные метчики употребляются также для прочистки плашек, находящихся в работе.

Применение стандартных метчиков комплектами из двух или трех штук связано с дополнительными затратами времени. Рационализаторская мысль новаторов производства направлена на отыскание возможностей совместить обработку, выполняемую несколькими метчиками, заменив их одним калиброванным инструментом.

На станкостроительном заводе «Красный пролетарий» применяется комбинированный инструмент - сверло-метчик (рис. 134,(3), позволяющий совместить операции сверления и нарезания резьбы в одну операцию. Такое же назначение имеет сверло-метчик (рис. 134, е), предложенный инженерами Б. В. Биринем и Э. Э. Ро-зенталем, для нарезания резьбы с небольшим шагом в легкообрабатываемых материалах.

Машинно-ручные метчики различных конструкций применяются для нарезания цилиндрической и конической резьбы в сквозных и глухих отверстиях. Этими метчиками можно нарезать машинным способом резьбы всех размеров и вручную резьбы с шагом до Змм включительно. Они отличаются от ручных только размерами хвостовика и большей длиной заборного конуса. У метчиков для глухих отверстий заборная часть не превышает 1,5-2 шагов резьбы.

Рис. 2. Метчики для нарезания трубной резьбы (а, б)’, плашечный метчик (в) маточный метчик (г); сверло-метчик (д, е)

Машинно-ручные метчики, изготовленные по ГОСТ у 3266-60 (рис. 135,а), предназначены для нарезания крепежных и мелкометрических резьб. Нарезание резьб на деталях из чугуна и мягкой стали ведут одним метчиком; для нарезания твердых сталей используют комплект из двух метчиков.

Гаечные метчики для цилиндрической резьбы изготовляются по ГОСТ у 1604-60 с длинной заборной частью (до 16 шагов резьбы) и коротким хвостовиком - для использования на токарных и револьверных станках; с длинным хвостовиком - для нарезания резьбы на сверлильных гайкорезных станках и автоматах, а также с изогнутым хвостовиком - для использования на гайкорезных автоматах при непрерывном нарезании гаек. Гаечные и машинные метчики крепятся на станках в специальных предохранительных патронах, обеспечивающих самовыключение их при перегрузке.

Рис. 3. Машинно-ручные (а) и гаечные (б, в) метчики

Сборные метчики могут быть трех видов: нерегулируемые, регулируемые и самовыключающиеся.

Специальные метчики составляют большую группу, в которую входят ненормализованные конструкции метчиков.

К атегория:

Нарезание резьбы

Инструменты для нарезания резьбы

Резьбы на деталях получают нарезанием на сверлильных, резьбонарезных и токарных станках, а также и накатыванием, т. е. методом пластических деформаций. Инструментом для накатывания резьбы служат накатные плашки, накатные ррлики и накатные головки. Иногда резьбу нарезают вручную.

Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, наружную - плашками, прогонками и другими инструментами.

Метчики по назначению делят на ручные, машинно-ручные и машинные; в зависимости от профиля нарезаемой резьбы - на три типа: для метрической, дюймовой и трубной резьб; по конструкции - на цельные, сборные (регулируемые и самовыключающиеся) и специальные.

Метчик состоит из двух основных частей: рабочей и хвостовой.

Рабочая часть представляет собой винт с несколькими продольными прямыми или винтовыми канавками. В метчиках для вязких металлов на заборной части имеется скос 6-10° в направлении, обратном направлению резьбы: при правой резьбе скос левый, при левой - правый скос. Это улучшает отвод стружки.

Рабочая часть метчика служит для нарезания резьбы. Метчики с винтовыми канавками применяют для нарезания точных резьб.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей.

Заборная (или режущая) часть обычно делается в виде конуса, она производит основную работу при нарезании резьбы.

Калибрующая (направляющая) часть - резьбовая часть метчика, смежная с заборной частью. Она направляет метчик в отверстие и калибрует нарезаемое отверстие.

Хвостовик-стержень служит для закрепления метчика в патроне или удержания его в воротке (при наличии квадрата) во время работы.

Канавки представляют собой углубления между режущими зубьями (перьями), получающимися путем удаления части металла. Эти канавки служат для образования режущих кромок и размещения стружки при нарезании резьбы. Профиль канавки образуется передней поверхностью, по которой сходит стружка, и задней поверхностью, служащей для уменьшения трения перьев метчика о стенки нарезаемого отверстия.

Резьбовые части метчика, ограниченные канавками, называются режущими перьями (рис. 1, б). Режущие перья (зубья) имеют форму клина.

Рис. 1. Метчик ручной: а - конструкция, б - элементы, в - главные углы

Режущими кромками метчика называются кромки на режущих перьях метчика, образованные пересечением передних поверхностей канавки с затылочными поверхностями рабочей части.

Сердцевина - это внутренняя часть тела метчика, измеряемая по диаметру окружности, касательной ко дну канавок метчика. Метчики для нарезания резьбы в нержавеющих сталях имеют более массивную (толстую) сердцевину.

Канавки у метчика обычно делают прямые, так как они проще в изготовлении. Однако для улучшения условий резания и получения точных резьб применяются метчики не с прямыми, а с винтовыми спиральными канавками. Угол наклона а> винтовой канавки этих метчиков составляет 8 - 15°. Для нарезания глухих отйерстий накпокРэтих канавок делают правый (рис. 2, а), чтобы стружка легко выходила вверх, для нарезания сквозных отверстий наклон делают левый (рис. 2, б), чтобы стружка выходила вниз.

Метчики диаметром до 22 мм обычно изготовляют с тремя, а диаметром от 22 до 52 мм - с четырьмя канавками. Специальные метчики на калибрующей части канавок не имеют.

Рис. 2. Метчики с винтовыми канавками

Рис. 3. Комплект метчиков

Ручные метчики для метрической и дюймовой резьб стандартизованы и изготовляются комплектом из двух метчиков для резьбы с шагом до 3 мм включительно (для основной метрической резьбы диаметром от 1 до 52 мм и для дюймовой резьбы диаметром от 1/4 до 1 “) и комплектом из трех метчиков для резьбы с шагом свыше 3 мм.

В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой метчики. Все метчики комплекта имеют разный диаметр.

Первый (черновой) метчик нарезает черновую резьбу, снимая при этом до 60% металла (стружки); второй (средний) метчик нарезает уже более точную резьбу, снимая до 30% металла; третий (чистовой) метчик снимает еще до 10% металла, имеет полный профиль резьбы и используется для окончательного, точного нарезания резьбы и ее калибровки. Чтобы определить, какой метчик является черновым, какой - средним, а какой - чистовым, на хвостовой части делают соответственно одну, две или три круговые риски (кольца) или же ставят соответствующий номер. На хвостовой части проставляют размер резьбы, для нарезания которой этот метчик предназначен.

Комплект ручных метчиков из двух штук изготовляют путем удлинения заборного конуса и некоторого увеличения диаметра первогр метчика.

По конструкции режущей части метчики бывают цилиндрические и конические.

При цилиндрической конструкции метчиков все три инструмента комплекта имеют соответствующие диаметры. У чистового метчика полный профиль резьбы, диаметр среднего метчика меньше нормального на 0,6 глубины нарезки, а диаметр чернового метчика меньше диаметра резьбы на полную глубину нарезки. У чернового метчика длина заборной части равна 4 -7 ниткам, у среднего - 3 - 3,5 и чистового - 1,5 - 2 ниткам.

Угол наклона заборной части у чернового метчика равен 3°, у среднего 7°, у чистового 12° (рис. 3).

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.

В конических метчиках заборная часть равна: у чернового метчика - всей длине рабочей части, у среднего - половине этой длины, у чистового - двум ниткам.

Конические метчики применяют обычно для нарезания сквозных отверстий. Глухие отверстия нарезаются цилиндрическими метчиками.

Метчики., выпускают со шлифованным и нешлифованным профилем зубьев. Шлифованные создают резьбу более точцую с более чистой поверхностью.

Рис. 4. Виды метчиков: а - цилиндрический, б - конический, в - гаечный, г - с изогнутым хвостовиком, д - плашечный

По точности нарезаемой резьбы метчики делят на четыре группы: С, D, Е и Н. Метчики группы С - самые точные, группы Е и Н - менее точные с нешлифованным профилем зубьев. Метчики С и D - шлифованные, ими нарезают высококлассные резьбы, Е и Н - для резьб 9-го квалитета.

Машинно-ручные метчики применяют для нарезания метрической, дюймовой и трубной цилиндрической й конической резьб.

Машинно-ручные метчики служат для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях всех размеров машинным способом и вручную с шагом до 3 мм включительно. Метчики этого типа изготовляют двух видов: одинарные для сквозных и глухих отверстий и комплектные (2 шт.): черновой и чистовой.

У машинных и машинно-ручных метчиков на хвостовике делают кольцевые канавки для зажима в быстросменных патронах.

Машинное метчики применяют для нарезания на станках сквозных и глухих отверстий. Они бывают цилиндрические (рис. 4, а) и конические (рис. 4, б).

Гаечные метчики (рис. 4, в) служат для нарезания метрической резьбы в гайках за один проход вручную или на сверлильных и резьбонарезных станках. Они выполняются одно-комплектными, имеют длинную режущую часть (12 витков). Хвостовик у них также длинный, что дает возможность нанизывать на него гайки гГри нарезании.

Изготовляют также гаечные метчики с изогнутым хвостовиком (рис. 4, г)., закрепляемые в специальных патронах на гайконарезных автоматах. Они дают возможность гайкам непрерывно автоматически сбрасываться по мере нарезания.

Плашечные метчики (рис. 4, д) отличаются от гаечных наличием большого заборного конуса и предназначаются для предварительно-го нарезания резьбы в плашках за один проход.

Маточные метчики (рис. 4, е) применяют для зачистки резьбы в плашках после нарезания плашечным метчиком, а также для зачистки резьбы в плашках, находящихся в работе. В маточных метчиках канавки делают с правой.спиралью.

Специальные метчики составляют большую группу, в которую входят ненормализованные конструкции метчиков: бесканавочные, комбинированные, метчик-сверло с винтовыми канавками, метчик-протяжка.

Метчики бесканавочные (рис. 5, а) применяют для нарезания сквозных резьб диаметром до 10-12 мм.

Длина заборной части метчика такая же, как и у обычных машинных. Длина канавки (с выходом) на 3 - 5 ниток больше длины заборной части! Бесканавочные метчики гораздо прочнее обычных. Благодаря длинной резьбовой части метчик можно перетачивать несколько раз. Высокая производительность труда при нарезании резьбы является главным достоинством бесканавочных метчиков. Для нарезания резьбы в глухих отверстиях эти метчики непригодны.

Комбинированные метчики состоят из двух частей, разделенных шейкой (рис. 5, б).

Первая часть служит для предварительного нарезания резьбы, а вторая - для окончательного (чистового) нарезания резьбы. Комбинированный инструмент - метчик-сверло (рис. 5, в) позволяет совместить сверление и нарезание резьбы в одну операцию, что значительно повышает производительность. Применение сверла-метчика возможно при нарезании сквозных отверстий при принудительной подачи при условии, что метчик вступает в работу после выхода вершины сверла из отверстия. В противном случае сверло вынуждено работать с подачей, равной шагу нарезаемой резьбы.

Рис. 5. Специальные метчики: а - бесканавочный, б - комбинированный, в - метчик-сверло, г - с винтовыми канавками

Рис. 6. Воротки: а - нерегулируемый, б - с регулируемым отверстием, в - торцовый, г - тарированный; 1 - рукоятка, 2 - рамка, 3 - подвижная рукоятка, 4, 5 - сухари подвижные, 6 - корпус, 7 - втулка, 8 - пружина

Рис. 7. Универсальный вороток: а - первый вариант, б - второй вариант

Применяют и другие комбинированные инструменты: метчик-развертку, зенкер-раз-вертку-метчик и др.

Замена нескольких инструментов одним комбинированным позволяет значительно сократить вспомогательное время, затрачиваемое на смену инструмента.

Метчики с винтовыми канавками (рис. 5, г) имеют угол наклона канавки 35°, что обеспечивает свободный выход стружки по спирали и исключает возможность срыва резьбы. Метчиком можно нарезать резьбу на высоких скоростях. Один метчик с винтовой канавкой равноценен комплекту обычных метчиков.

Применение этих метчиков для обработки деталей из чугуна, латуни, нержавеющей стали и других материалов позволило повысить производительность труда в три раза по сравнению с применением обыкновенных. Метчики изготовляют из инструментальной стали У8, У12 и Р18.

Воротки. Метчики при нарезании резьбы вручную вращают с помощью воротков, устанавливаемых на квадраты хвостовиков.

Нерегулируемые воротки могут иметь одно или три отверстия (рис. 6, а) и регулируемое отверстие (рис. 6, б). Кроме этих применяют воротки торцовые (рис. 6, в) для вращения при нарезании резьбы в труднодоступных местах.

Тарированные воротки (рис. 6, г) применяют для нарезания резьбы в глубоких и глухих отверстиях. Они состоят из корпуса 6, втулки 7 и пружины 8. Корпус и втулка имеют сцепляющиеся косые кулачки, которые при превышении усилия, передаваемого рукой работающего, выходят из зацепления, в результате чего втулка с метчиком не будет вращаться и тем самым предохранит его от поломки.

Универсальный вороток (рис. 7, а) предназначен для закрепления плашек с наружным диаметром 20 мм всех видов метчиков и разверток, имеющих хвостовики квадратного сечения со сторонами до 8 мм. В корпусе, закрытом крышкой, размещен механизм, позволяющий изменять величину квадратного отверстия. Механизм приводится в движение винтом с рифленой головкой. Резьбовая часть винта связана с одним из четырех кулачков, свободно размещенных внутри корпуса.

При вращении винта смещается кулачок, образующий одну из сторон квадрата. Опускаясь, кулачок нажимает на скошенный угол второго кулачка, двигая его вправо, который в свою очередь поднимает следующий кулачок, а тот смещает влево четвертый. Таким образом, есе четыре стороны квадратного отверстия уменьшаются в равной степени. Такая регулировка квадратного отверстия позволяет закреплять различные виды метчиков и разверток.

Для закрепления плашек в корпусе универсального воротка имеется гнездо. Плашки закрепляются винтами.

Применение описанного приспособления исключает брак при нарезании резьбы плашками. Оно заменяет слесарю набор воротков, плашкодержатель и специальные направляющие приспособления к нему.

Другой вариант универсального воротка (рис. 7, б) позволяет нарезать резьбу в труднодоступных местах. Метчик здесь крепится с помощью четырех кулачков, размещенных в корпусе. Винт, вращаясь, смещает кулачки и изменяет размеры квадратного отверстия. Удлиненная часть корпуса обеспечивает перпендикулярность метчика к плоскости вращения воротка. При установленных рукоятках вороток используется как обычно. Для нарезания резьбы в труднодоступных местах ручки отвинчиваются. В удлиненную часть корпуса воротка вставляется конец торцового ключа. Благодаря наличию подпружиненного шарика вороток надежно закрепляется на установленном в него метчике.

В настоящее время при обработке резьбы резанием наиболее широкое распространение получили две схемы обработки, одна из которых соответствует точению, а вторая — фрезерованию.

При схеме, соответствующей точению, инструмент относительно заготовки совершает винтовое движение, ось которого совпадает с осью резьбы, а параметр — равен параметру резьбы. Движение винтовой поверхности резьбы детали относительно инструмента будет сводиться к скольжению поверхности детали «самой по себе», аналогично скольжению винтовой поверхности гайки по винтовой поверхности болта. В результате исходная инструментальная поверхность будет совпадать с поверхностью детали. Наиболее простым инструментом, работающим по рассматриваемой схеме, является резьбовой фасонный резец (рис. 2.16). Резьбовые резцы служат для нарезания наружной и внутренней резьбы остроугольного, трапецеидального, прямоугольного профилей. По конструкции они разделяются на стержневые (рис. 2.16, а), призматические (рис. 2.16,6) и круглые (рис. 2.16, в). Все они характеризуются тем, что в момент окончательного оформления резьбы (при последнем проходе) их режущая кромка располагается на винтовой поверхности резьбы. Поэтому рассматриваемые резцы отличаются друг от друга только формой и размерами задней поверхности и способами закрепления на станке. Круглые резьбовые резцы могут быть насадные и хвостовые. Хвостовые резцы имеют меньший диаметр рабочей части и применяются при обработке внутренних резьб.

Нарезание резьб с помощью резцов осуществляется за несколько проходов. Чтобы уменьшить число проходов и повысить производительность труда при рассматриваемой схеме обработки, применяют резьбовые гребенки.

Резьбовые гребенки используются главным образом при нарезании резьбы мелкого шага и в мягких материалах. Гребенками можно нарезать резьбу за один или несколько проходов. Резьбовая гребенка представляет собой несколько объединенных в единой конструкции резьбовых резцов. Аналогично резьбовым резцам резьбовые гребенки могут быть стержневые (рис. 2.16, г), призматические (рис. 2.16, д) и круглые (рис.2.16, е). Чтобы распределить нагрузку между несколькими зубьями, на гребенке создается режущая часть с углом φ = 25 ... 30°.

Благодаря этому вершины отдельных зубьев располагаются на различных расстояниях от оси заготовки и последовательно срезают материал впадины резьбы. Для зачистки резьбы гребенка имеет калибрующую часть, состоящую из 4...6 однотипных зубьев.

Наиболее широко распространены круглые гребенки , как более простые в изготовлении и допускающие достаточно большое количество переточек. Круглые гребенки обычно проектируются с винтовой задней поверхностью, с углом подъема, равным углу подъема резьбы детали, и только при небольших углах подъема обрабатываемой резьбы они изготовляются с кольцевыми витками. Для деталей с правой

наружной резьбой применяются гребенки с левой резьбой, а для деталей с левой наружной резьбой — гребенки с правой резьбой.

Гребенки с винтовой нарезкой обеспечивают лучшие условия резания и просты в изготовлении. При работе гребенку можно устанавливать различным образом относительно заготовки: впереди, сзади, внизу, вверху и т. п. Следовательно, на станке можно установить одновременно несколько гребенок, что увеличит суммарную длину активных режущих кромок. Ряд гребенок можно соединить в единую конструкцию. Инструменты, у которых в единой конструкции объединено несколько резьбовых гребенок, называют метчиками и плашками.

Метчики (рис. 2.16, ж) используются для обработки внутренних резьб, а плашки — наружных. Метчик представляет собой винт, сопряженный с нарезаемой резьбой, в котором прорезаны три-четыре стружечные канавки и прозатылованы зубья. Основными параметрами, характеризующими размеры канавок, являются: диаметр сердцевины, ширина зуба и угол у нерабочей кромки зуба. Рекомендуемые величина диаметра сердцевины колеблется в пределах 0,4...0,6 диаметра метчика, ширина зуба 0,4...0,25 диаметра метчика, угол η = 85...70°. Метчики обычно изготовляются с прямыми канавками. Для улучшения отвода стружки применяют метчики с углом наклона винтовых канавок 10...20°. Нарезание резьбы в легких сплавах целесообразно вести метчиками с повышенными углами наклона стружечных канавок, равными 30...40°.

Резьбу передней части метчика срезают на конус под углом φ, ко- торый определяют по формуле

Круглая плашка предназначена для нарезания наружных резьб невысокой точности за один проход (рис. 2.16, и). Рабочая часть круглой плашки имеет с обоих торцов режущую l 1 или заборную часть, что дает возможность нарезать резьбу как одной, так и другой стороной. Для распределения работы резания между отдельными режущими элементами плашка имеет угол в плане φ на режущей части. Для калибрования резьбы и обеспечения правильного направления в работе плашка снабжается калибрующей частью l 2 . В отличие от метчиков плашка не имеет хвостовика. Для установки и закрепления предусмотрены на наружной поверхности конические гнезда, в которые входят крепежные винты и прижимают плашку нерабочим торцом к торцу плашкодержателя. После нарезания резьбы метчиками или плашками приходится свинчивать инструмент с детали. Для повышения производительности при нарезании наружных и внутренних резьб применяют сборные «метчики и плашки», называемые резьбонарезными головками. В корпусе резьбонарезной головки монтируются гребенки, которые после нарезания резьбы выводятся из зацепления с заготовкой, что позволяет быстро отвести инструмент в исходное положение без реверсирования вращения. При нарезании наружной резьбы вывод гребенок из зацепления с заготовкой производится путем развода гребенок, т. е. их быстрого удаления от оси головки. При обработке же внутренней резьбы гребенки в конце обработки быстро сводятся к оси инструмента.

Резьбонарезные головки в зависимости от расположения и конструкции гребенок разделяются на головки с плоскими радиально установленными гребенками (рис. 2.16, к), головки с плоскими тангенциально установленными гребенками (рис. 2.16,л) и головки с круглыми гребенками (рис. 2.16, м). При нарезании наружных резьб наиболее широко применяются головки с круглыми гребенками, которые допускают большее количество переточек, чем головки с плоскими гребенками. Внутренние резьбы чаще всего нарезаются головками с плоскими радиальными гребенками (рис. 2.16, н), что упрощает конструкцию и эксплуатацию инструмента. Резьбонарезные головки позволяют в нужных пределах регулировать средний диаметр нарезаемой резьбы, устанавливать в одном корпусе различные гребенки и, как правило, нарезать резьбу за один проход.

Рассмотренные инструменты (резцы, гребенки, метчики, плашки и головки) обрабатывают резьбу по одной и той же схеме формообразования, когда движение инструмента относительно заготовки сводится к винтовому движению и исходная инструментальная поверхность совпадает с поверхностью нарезаемой резьбы. Поэтому профилирующие участки режущих кромок этих инструментов располагаются на одной и той же исходной поверхности резьбы детали. При обработке относительное винтовое движение может быть сообщено непосредственно инструменту, что имеет место при нарезании резьбы на сверлильных станках метчиками, плашками или головками. Требуемое относительное винтовое движение может быть получено также в результате различных сочетаний движений инструмента и детали. Например, на токарном станке при нарезании резьбы вращается заготовка и поступательно двигается вдоль оси заготовки резец. Рассматриваемая схема обработки является универсальной и наиболее распространенной при нарезании резьбы.

Значительное использование при обработке резьбы получило также фрезерование . Схема резьбофрезерования включает быстрое вращение инструмента вокруг его оси, чем обеспечивается требуемая скорость резания. Наряду с этим имеет место также медленное винтовое движение подачи, ось которого совпадает с осью детали, а параметр равен параметру нарезаемой резьбы.

Ось инструмента относительно резьбы детали может занимать различные положения. В зависимости от установки оси фрезы относительно обрабатываемой детали различают несколько типов инструментов и соответствующих им способов фрезерования резьбы.

Для нарезания трапецеидальных резьб с крупным шагом, большого диаметра, резьб, пересеченных шпоночными пазами или лысками, и резьб на тонкостенных деталях применяются дисковые резьбовые фрезы. Установка и схема работы дисковой резьбовой фрезы показана на (рис. 2.17, а). Ось дисковой фрезы обычно располагается в плоскости S, перпендикулярной к средней линии впадины резьбы. В проекции на плоскость S ось детали может занимать положение параллельное оси фрезы (рис. 2.17, б) или наклонное (рис. 2.17, е).

В первом случае фреза имеет симметричный профиль, во втором — несимметричный. Фрезы с несимметричным профилем в результате наклона шпинделя можно проектировать с меньшим диаметром, чем фрезы с симметричным профилем, У них создаются различные условия резания на боковых кромках. Меняя угол наклона, можно перераспределять нагрузку на режущих кромках таких фрез. Эти фрезы могут использоваться на станках, имеющих наклонный шпиндель.

Ось фрезы может идти перпендикулярно к оси детали и совпадать с осью симметрии нарезаемой впадины резьбы. Этот случай соответствует фрезерованию крупногабаритных резьб пальцевыми фрезами (рис. 2.17, г), которые не получили распространения в промышленности вследствие их недостаточной жесткости, малой производительности и малой стойкости.

Фрезерование крупногабаритных резьб можно производить также торцевыми фрезами, ось которых при обработке коротких резьб мо-

жет быть перпендикулярна к оси нарезаемой заготовки. При нарезании же длинных резьб, для того чтобы исключить резание при повороте зубьев на 180° от зоны, в которой происходит формирование винтовой канавки, а также обеспечить при относительно небольшом диаметре правильное касание исходной поверхности вращения режущих кромок вокруг оси фрезы и поверхности резьбы без их взаимного внедрения, используют установку оси торцевой фрезы под углом к оси детали (рис. 2.17, д). Наконец, ось фрезы может идти параллельно оси детали. Такая установка оси фрезы соответствует обработке коротких резьб гребенчатыми фрезами. Схема работы гребенчатой фрезы показана на рис. 2.17, е. В процессе обработки фреза и деталь вращаются вокруг своих осей. Кроме того, фреза за один оборот детали перемещается поступательно вдоль ее оси на шаг резьбы. Длина фрезы выполняется несколько больше длины обрабатываемой резьбы, что позволяет вести фрезерование одновременно по всей длине и закончить его за 1,26 оборота заготовки.

Наряду с рассмотренными фрезами внешнего касания используются также фрезы внутреннего касания. Так, для фрезерования длинных резьб используется вихревой метод нарезания дисковыми фрезами внутреннего касания. Фреза представляет собой сборный инструмент, в кольцевом корпусе которого закреплены резцы (рис. 2.17, ж). Вершины резцов при нарезании однозаходной резьбы располагаются в одной плоскости, перпендикулярной к оси инструмента. При быстром вращении фрезы режущие кромки резцов описывают поверхность вращения, которая вводится в соприкосновение с обрабатываемой деталью и при медленном винтовом движении подачи формирует резьбу.

Для фрезерования коротких резьб применяют гребенчатые сборные охватывающие фрезы. На рис. 2.18 показана сборная фреза с круглыми гребенками, подобными гребенкам резьбонарезных головок. Гребенки 4 закрепляются в корпусе 5 звездочками 2, втулкой 1 и винтом 3. Для крепления служит конический хвостовик 6.

При проектировании охватывающих фрез их диаметр, на котором располагаются вершины зубьев, выбирают несколько большим наружного диаметра резьбы. G увеличением разницы диаметров фрезы и детали уменьшается угол контакта зубьев инструмента с заготовкой и соответственно снижается производительность.

Больший угол контакта зубьев фрезы с заготовкой при охватывающем фрезеровании увеличивает число одновременно работающих зубьев, длину зоны контакта режущих кромок инструмента с заготовкой, автоматически обеспечивает дробление стружки, что особенно важно при применении твердосплавного инструмента. Это позволяет выбирать повышенные значения подач на зуб, что приводит к увеличению производительности процесса.

По схемам, аналогичным фрезерованию, производится шлифование резьб однониточными или многониточными кругами.

Часто владельцы частных загородных домов сталкиваются с необходимостью формирования коммуникаций для газо- и водопровода. Для этого используется труба.

В таких коммуникациях применяются соединения разъемного типа, которые необходимы для разбора при ремонте или замене необходимых элементов. Для обеспечения такого соединения применяется .

Cодержание статьи

Как и чем выполняется?

Перед тем как детально ознакомится с методиками и инструментами для нарезки, следует разобраться, что подразумевается под этим процессом.

Нарезание внутренней резьбы – это специальная механическая обработка заготовки с целью получения нарезки во внутренней ее части. Заготовкой может быть труба или цилиндр. Для создания внутренней резьбы применяется специальный резьбой инструмент – метчик.

В процессе нарезки трубка или цилиндр приобретают выступы-витки и специальные канавки, которые закручиваются в спираль и чередуются друг с другом.

Для того, чтобы цилиндр или трубка с нарезами была правильно закреплена, применяются:

• гайки;
• болты;
• , отличающиеся разъемным соединением;
• прочие детали механизмов и техники.

При создании резьбы используется специальный резьбовой инструмент. При начертании схематического изображения внутренней резьбы на чертежах обозначение точного количества витков затруднительно, и занимает много времени.

Поэтому в рамках чертежа цилиндр или трубка с внутренней нарезкой изображаются условно в независимости от особенностей профиля:

• расположенная на стержне – обозначение с помощью сплошных основных линий;
• расположенная во внутреннем диаметре – обозначение с помощью сплошных тонких линий с учетом всей длины с фаской;
• если цилиндр или трубка с внутренней резьбой проецируются в рамках чертежа на плоскость, то обозначение внутреннего диаметра выполняется тонкой линией или дугой равной ¾ окружности цилиндра;
• сплошная тонкая линия, пересекающая цилиндр или трубку на схематическом изображении наносится на расстоянии не менее 0,6 мм от основной линии. Правильно выполненное обозначение – это когда тонкая линия не превышает размер шага резьбы;
• сбег обозначается с помощью тонких линий, которые проводятся под углом в 30° по отношению к центру оси;
• если внутренняя резьба, которой обладает цилиндр или трубка должна быть обозначена на схематическом изображении как невидимая, она обозначается штриховыми линиями с ориентировкой на внутренний диаметр;
• длина внутренней резьбы включает в себя сбег и фаску, как правило, на чертеже указывается только один параметр длины с учетом всего профиля;
• при обозначении многоходной резьбы обозначению подвергается ход, при этом в скобках указывается размер шага и его значение.

Виды инструмента

Выполнять нарезку можно, используя инструменты различных типов. Это может быть:

1. Внутренний резьбовой инструмент может правильно нарезать квадратную, треугольную, круглую или трапецеидальную нарезку. Инструмент отличается скошенными гранями, что при осуществлении нарезки помогает избежать трения боковых граней со стенками создаваемой резьбы.
2. Токарный резец также может быть использован для нарезки трубного соединения внутреннего типа. Он включает в себя главную и вспомогательную режущую кромку. Резьбовой инструмент отличается простотой крепежа и может быть проходным, отрезным, фасонным и расточным.
3. Резец фасочного типа предназначается для снятия внутренней фасочной нарезки со сложной формой.
4. Мечник предназначается для внутренней нарезки в домашних условиях. Работа выполняется с помощью , изготовленной с применением твердого сплава и выполненной в виде гайки, оснащенной режущими канавками

Нюансы работы

В заготовке высверливается отверстие с определенным диаметром и производится удаление фаски. Это нужно для того, чтобы инструмент мог беспрепятственно войти. Заранее следует определиться с диаметром сверла.

Отверстие в трубе при этом может быть сквозным (через всю толщину) или глухим. Для того чтобы профиль был максимально чистым, рекомендуется использовать три метчика .

Первый создаст предварительный проход, он обозначается посредством верхней риски, в верхней части мечника.

Второй резьбовой инструмент завершает нарезку внутренней резьбы, на нем имеется обозначение в две риски. Третий резьбовой инструмент создает окончательный профили и оснащен тремя рисками.

Для того чтобы правильно сформировать соединение, нужно действовать постепенно и в результате появится четкий профиль. При этом первые два метчика следует использовать для тех отверстий, диаметр которых колеблется от 2 до 3 мм.

Для того чтобы правильно произвести нарезку, нужно осуществлять повторы оборотных движений – это поможет стальной стружке быстрее скалываться с мечника.

Если нарезание проводится в глухом отверстии, то инструмент периодически выворачивается в обратном направлении, с целью удаления с поверхности металлических опилок.

Процесс нарезки (видео)

Для качественного результата следует помнить:

• нежелательно выполнять нарезку в тех отверстиях, которые выполнены с помощью литья или штамповки. В таких случаях перед выполнением работ отверстия предварительно рассверливаются для получения нужного внутреннего диаметра трубы или цилиндра;
• процесс нарезки начинается только после закрепления изделия в сверлильном станке с помощью плавающих или реверсивных патронов;
• правильно нарезать резьбу поможет предварительное охлаждение инструмента смазкой;
• для обеспечения строгой перпендикулярности витков необходимо использовать сверлильный кондуктор, служащий для надежной фиксации изделия;
• если нарезка проводится в изделии из жаропрочного сплава, то нужно применять резьбовой набор мечников, зубья в котором располагаются в шахматном порядке;
• нарезка в или цинкового сплава, делается с помощью станков, которые обеспечивают принудительную подачу шпинделя, обеспечивающего легкий ход режущего инструмента;
• во избежание брака резьбы следует правильно устанавливать мечник и обеспечить его смазочно-охлаждающей жидкостью;
• тугая резьба формируется в результате подбора мечника с неправильными размерами, по этой же причине может возникнуть конусность. Во избежание таких последствий необходимо работать мечником требуемой конструкции;
• запрещается нарезка, при которой резьбовой мечник вставляется в патрон сверлильного станка или в патрон электродрели. В таком случае регулировка усилия и угла атаки будет невозможна. Это приведет к поломке инструмента и некорректным виткам.

Резьбы на деталях получают нарезанием на сверлильных, резьбо­нарезных и токарных станках, а также и накатыванием, т. е. мето­дом пластических деформаций. Инструментом для накатывания резь­бы служат накатные плашки, накатные ролики и накатные го­ловки.

Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, наружную - плаш­ками, прогонками и другими инструментами.

по назначению делятся на:

• ручные;
• машин­но-ручные;
• машинные.

В зависимости от профиля нарезаемой резьбы - на три типа:

• для метрической;
• дюймовой;
• трубной резьб;

По типу конструкции на:

• цельные;
• сборные (регулируемые и самовыключающиеся);
• специальные.

(рис. 338, а) (ГОСТ 17039-71) состоит из двух основ­ных частей: рабочей и хвостовой.

Рабочая часть представляет собой винт с несколькими продольными прямыми или винтовыми канавками. В метчиках для вязких металлов на заборной части имеется скос 6-10° в направле­нии, обратном направлению резьбы: при правой резьбе скос левый, при левой правый скос. Рабочая часть метчика служит для нарезания резьбы. Метчики с винтовыми канавками применяются для нарезания точных резьб.

Рабочая часть метчика состоит из заборной и калибрующей частей.

Заборная (или режущая) часть обычно делается в виде ко­нуса, она производит основную работу при нарезании резьбы.

Калибрующая (направляющая) часть - резьбовая часть метчика, смежная с заборной частью. Она направля­ет метчик в отверстие и калибрует нарезаемое отверстие.

Хвостовик - стержень служит для закрепления мет­чика в патроне или удержания его в воротке (при наличии квадрата) во время работы.

Канавки представляют собой углубления между режущими зубьями (перьями), получающимися путем удаления части металла. Эти канавки служат для образования режущих кромок и помещения стружки при нарезании резьбы. Профиль канавки образуется перед­ней поверхностью, по которой сходит стружка, и задней поверхностью, служащей для уменьшения трения перьев метчика о стенки нарезае­мого отверстия.

Резьбовые части метчика, ограниченные канавками, называются режущими перьями (рис. 338, б).

Главными углами режущих перьев метчика (рис. 338, в) являются: передний γ, задний α, угол заострения β и угол резания δ. Эти углы у заборной и калибрующей частей разные.

Режущими кромками метчика называются кромки на режущих перьях метчика, образованные пересечением передних по­верхностей канавки с затылочными поверхностями рабочей части.

Сердцевина - это внутренняя часть тела метчика, измеря­емая по диаметру окружности, касательной ко дну канавок метчика.

Канавки у метчиков обычно делаются прямые, так как они проще в изготовлении. Однако для улучшения условий резания и получе­ния точных резьб применяются метчики не с прямыми, а с винтовыми канавками (рис. 339, а). Угол наклона со винтовой канавки этих метчиков составляет 8-15°. Для нарезания глухих отверстий нак­лон этих канавок делают правый (рис. 339, б), чтобы стружка легко выходила вверх, для нарезания сквозных отверстий наклон дела­ют левый (рис. 339, в), чтобы стружка выходила вниз.

Метчики диаметром до 22 мм обычно изготовляются с тремя, а диа­метром от 22 до 52 мм - с четырьмя канавками. Специальные метчики на калибрующей части канавок не имеют.

Ручные метчики для метрической и дюймовой резьб стандартизованы и изготовляются комплектом из двух штук для резь­бы с шагом до 3 мм включительно (для основной метрической резьбы диаметром от 1 до 52 мм и для дюймовой резьбы диаметром от ¼ до 1″) и комплектом из трех метчиков для резьбы с шагом свыше 3 мм (для метрической резьбы от 30 до 52 мм и для дюймовой резьбы диаметром от 1 ¹/ 8 до 2″).

В комплект, состоящий из трех метчиков, входит черновой, средний и чистовой метчики (рис. 340, а, б, в), или I , II , III . Все метчики комплекта имеют разный диаметр.

1. Первый (черновой) метчик нарезает черновую резьбу, снимая при этом до 60% металла;
2. Второй (средний) метчик дает уже более точную резьбу, снимая до 30% металла;
3. Третий (чистовой) метчик снимает до 10% металла, имеет полный профиль резьбы и используется для окончательного, точного нарезания резьбы и ее калибровки.

Чтобы определить, какой метчик является черновым, какой средним, а какой чистовым, на хвостовой части делают соответственно одну, две или три круговые риски (кольца) или же ставят соответствующий номер. На хвостовой части проставляют размер резьбы, для нарезания кото­рой предназначен этот метчик.

Комплект ручных метчиков из двух штук изготовляют путем уд­линения заборного конуса и некоторого увеличения диаметра первого Метчика.

По конструкции режущей части метчики бывают цилиндрические и конические .

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 метчика меньше диаметра резь­бы на полную глубину нарезки. У чернового метчика длина заборной части равна 4-7 ниткам, у среднего - 3-3,5 и у чистового - 1,5-2 ниткам.

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.

В конических метчиках заборная часть равна: у чернового метчика - всей длине рабочей части, у среднего - половине этой длины, у чистового - двум ниткам.

Конические метчики применяются обычно для нарезания сквозных отверстий. Глухие отверстия нарезаются цилиндрическими метчика­ми.

Машинно-ручные метчики применяются для на­резания метрической дюймовой и трубной цилиндрической и кони­ческой резьб.

Машинно-ручные метчики служат для нарезания резьбы в сквоз­ных и глухих отверстиях всех размеров машинным способом и вруч­ную резьб с шагом до 3 мм включительно. Метчики этого типа изго­тавливаются двух видов: одинарные для сквозных и глухих отверстий и комплектные (2 шт.): черновой и чистовой.

Машинные метчики применяются для нарезания на станках сквозных и глухих отверстий. Они бывают цилиндрические (рис. 341, а) и конические (рис. 341, б).

Гаечные метчики (рис. 341, в) (ГОСТ 1604-71) служат для нарезания метрической резьбы в гайках за один проход вручную или на сверлильных и резьбонарезных станках. Они выполняются однокомплектными, имеют длинную режущую часть (12 витков). Хвостовик у них также длинный, что дает возможность нанизывать на него гайки при нарезании (ГОСТ 6951-71).

Изготовляются также гаечные метчики с изогнутым хвостовиком (рис. 341, г), закрепляемые в специальных патронах на гайконарез­ных автоматах. Они дают возможность гайкам автоматически сбрасываться по мере нарезания.

Плашечные метчики (рис. 341, д) отличаются от гаечных наличием большого заборного конуса и предназначаются для предварительного нарезания резьбы в плашках за один про­ход.

Маточные метчики (рис. 341, е) применяют для зачист­ки резьбы в плашках после нарезания плашечным метчиком, а также для зачистки резьбы в плашках, находящихся в работе. В ма­точных метчиках канавки делают с правой спиралью.

Составляют большую группу, в которую входят ненормализованные конструкции метчиков: беска­навочные, комбинированные, метчик-сверло, с винтовыми канавками, метчик-протяжка.

Метчики бесканавочные (рис. 342, а) применяются для нарезания сквозных резьб диаметром до 10-12 мм.

Длина заборной части метчика такая же, как и у обычных машинных. Длина канавки (с выходом) на 3-5 ниток больше длины заборной части. Бесканавочные метчики го­раздо прочнее обычных: Благода­ря длинной резьбовой части, мет­чик можно перетачивать несколь­ко раз. Высокая производитель­ность труда при нарезаний резь­бы является главным достоинством бесканавочных метчиков. Для на­резания резьбы в глухих отверс­тиях эти метчики не пригодны.

Комбинированные метчики состоят из двух час­тей, разделенных шейкой (рис. 342, б).

Первая часть служит для пред­варительного нарезания резьбы, а вторая - для окончательного (чистового) нарезания резьбы. Комбинированный инструмент - метчик-сверло (рис. 342, в) позво­ляет совместить сверление и наре­зание резьбы в одну операцию, что значительно повышает производительность. Применение сверла-мет­чика возможно при нарезании сквозных отверстий без принудитель­ной, подачи при условии, что метчик вступает в работу после выхода вершины сверла из отверстия. В противном случае сверло вынуждено работать с подачей, равной шагу нарезаемой резьбы.

Применяют и другие комбинированные инструменты: метчик-развертку, зенкер-развертку-метчик и др.

Замена нескольких инструментов одним комбинированным поз­воляет значительно сократить вспомогательное время, затрачивае­мое на смену инструмента.

(рис. 342, г) имеют угол наклона канавки 35°, что обеспечивает свободный выход стружки по спирали и исключает возможность срыва резьбы. Метчиком можно нарезать резьбу на высоких скоростях. Один метчик с винтовой канавкой рав­ноценен комплекту обычных метчиков.

Применение этих метчиков для обработки деталей из чугуна, латуни, нержавеющей стали и других материалов позволило повы­сить производительность труда в три раза по сравнению с приме­нением обыкновенных. Метчики изготовляются из инструментальной стали У8, У12 и Р18.

Метчики при нарезании резьбы вручную вращают при помощи воротков, устанавливаемых на квадраты хвостовиков. Нерегулируемые воротки могут иметь одно или три отверстия (рис. 343, а) и регулируемое отверстие (рис. 343,б). Кроме этих, применяются воротки торцовые (рис. 344, а) для вращения при нарезании резьбы в труднодоступных местах.

Тарированные воротки (рис. 344, б) применяются для нарезания резьбы в глубоких и глухих отверстиях. Они состоят из корпуса /, втулки 2 и пружины 3. Корпус и втулка имеют сцеп­ляющиеся косые кулачки, которые при превышении усилия, пере­даваемого рукой работающего, выходят из зацепления, в результате чего втулка с метчиком не будет вращаться и тем самым предохранит его от поломки.