Нарезание резьбы

Нарезание резьбы .

• Резьба применяется для образования разъемных деталей и для передачи движения .

• Различают резьбы наружные , нарезаемые на стержнях , и внутренние , нарезаемое в отверстиях .
• Деталь с наружной резьбой называется болтом (винтом) , деталь с внутренней резьбой – гайкой (гнездом , муфтой ) .

• Резьба образуется винтовой поверхностью, которая получается при равномерном движении плоского контура определенного профиля по поверхности цилиндра (цилиндрическая резьба) или конуса (коническая резьба) .

• Если плоский контур вращается по часовой стрелке и перемещается вдоль оси от наблюдателя , получается правая резьба , при вращении его против часовой стрелки и перемещении от наблюдателя получается левая резьба .Чаще всего применяются правые резьбы .

Резьбу характеризуют следующие основные элементы (рис . 112 ):

• профиль – контур сечения резьбы в осевой плоскости . Он состоит из выступов и канавок .

В зависимости от профиля различают резьбы треугольные , прямоугольные , трапецеидальные упорные , круглые ;

• наружный диаметр винта d и гайки D ;
• внутренний диаметр болта d 1 и гайки D 2 ;
• Средний диаметр болта d 2 и гайки D 2 . Он проходит по середине профиля , где ширина канавке равна половине номинального шага резьбы ;
• шаг P - расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении , параллельном оси резьбы ;
• угол профиля α - угол между боковыми сторонами профиля ;

Высота профиля h 1 – расстояние между вершиной и впадиной профиля в направлении , перпендикулярном к оси резьбы ; рабочая высота профиля h – высота соприкосновения сторон профиля наружной и внутренней резьбы ; угол подъема резьбы φ – угол между касательной к винтовой линии в точке на среднем диаметре резьбы и плоскостью , перпендикулярной к ее оси : tg φ t___ ,

π· d 2

где t – ход резьбы , мм (рис.113).

По числу винтовых поверхностей , образующих резьбу ( по числу заходов ) , резьбы подразделяются на однозаходные и многозаходные (см.рис.113).

• Однозаходные резьбы имеют одну винтовую поверхность , малые углы подъема резьбы и высокий коэффициент трения . Они применяются для крепежных резьб .
• Многозаходные ( двухзаходные ,трехзаходные и т.д.) резьбы имеют две, три и более винтовых поверхностей .у них большой угол подъема резьбы , меньше коэффициент трения . Они применяются для передачи движения . За один поворот винта ( гайки ) гайка (винт) перемещается на величину хода резьбы .

• Ходом резьбы t называется расстояние между ближайшими одноименными сторонами профиля , принадлежащими одной винтовой поверхности . У многозаходной резьбы ход равен шагу , умноженному на число заходов ( у однозаходной резьбы t=P) .

Виды резьб .

Различаются цилиндрические и конические резьбы . К цилиндрическим относятся крепёжные резьбы - метрическая, дюймовая и трубная - и специальные – трапецеидальная, прямоугольная, упорная и круглая.

• Метрическая резьба ( рис.114, а ) имеет треугольный профиль с углом 60 ° ,

плоскосрезанный, ( вершины и впадины не заостряются, боковые стороны профиля соединяются прямой линией ) .Диаметры и шаг этой резьбы даются в метрической системе мер – в миллиметрах.

• Стандартизированы метрические резьбы с крупным шагом ( диаметры1…68 мм ) и с мелкими шагами ( диаметры1…600 мм ) .Первые применяются тогда, когда действуют значительные нагрузки и, в частности, для крепёжных деталей.

Метрические резьбы обозначаются буквой М с указанием номинального ( наружного ) диаметра резьбы ( например, М 20 ) , для резьб с мелким шагом дополнительно указывается шаг ( например, М 20х1,5 ) .

• Дюймовая резьба ( рис. 114, б ) имеет треугольный плоскосрезанный профиль с углом 55 ° ( резьба Витворта ) или 60 ° ( резьба Селлерса ) .Все размеры этой резьбы даются в дюймах ( 1 "= 25,4 мм ) .Шаг выражается числом ниток ( витков ) на длине одного дюйма. Стандартизирована дюймовая резьба диаметрами от трёх шестнадцатых " до 4 " и числом ниток на 1 " – 25…3 .Обозначается её наружный диаметр в дюймах.

• Трубная цилиндрическая резьба ( рис. 114, в ) – это дюймовая резьба с мелким шагом. Вершины витков у неё закруглены и резьбовые детали соединяются без зазора, что обеспечивает герметичность соединения. Номинальным диаметром трубной резьбы, обозначаемым на резьбовых деталях ( например, Труб ¾ ") , является внутренний диаметр трубы.

• Её наружный диаметр больше номинального на две толщины стенки трубы.

Прямоугольная ( ленточная ) резьба имеет квадратный профиль ( рис. 114, г ) . Она не стандартизирована , поскольку имеет недостаточно прочные витки и трудна в изготовлении.

Трапецеидальная резьба ( рис. 114, д ) применяется для подвижных резьбовых соединений – силовых ( резьбовые детали домкратов , прессов ) или ходовых резьб ( ходовые винты ) .

Она имеет профиль в виде равнобочной трапеции с углом 30 ° , прочный у основания виток.

Резьба эта проста в изготовлении и имеет по сравнению с треугольными резьбами меньший коэффициент трения.

Упорная резьба ( рис. 114, е ) имеет профиль в виде неравнобочной трапеции с рабочим углом 3 ° и задним углом 30 ° .

Основания витков закруглены, что обеспечивает в опасном сечении прочный виток .

Применяется для силовых резьб (в винтовых прессах , домкратах ) .

Круглая резьба ( рис. 114,ж ) применяется в соединениях, подвергающихся сильному износу ( сантехническое оборудование, арматура пожарных трубопроводов и т. п. ) .

• Конические резьбы нарезаются на конических поверхностях с конусностью 1 : 16 ( φ = 1 ° 47 ′ 24 ") и имеют треугольный профиль : коническая трубная резьба ( рис. 114, з ) с углом 55 ° и закруглёнными вершинами, коническая дюймовая резьба ( рис. 114, и ) с углом 60 ° и плоскосрезанными вершинами.

• коническая трубная резьба применяется для соединения трубопроводов,
• коническая дюймовая резьба диаметрами от одной шестнадцатой " до 2 " . Обозначение конических резьб : трубной – К труб ¾ " , дюймовой К ¾ " ( число выражает номинальный размер резьбы ) .

• Инструменты для нарезания внутренней резьбы . Внутренняя резьба нарезается метчиками , представляющим собой винт с 3…4 продольными канавками , которые служат для образования режущих кромок и отвода стружки ( рис. 115, а ) .

• Канавки могут быть круговыми прямыми и винтовыми .
• Метчики с прямыми канавками проще в изготовлении , а потому распространены больше .

• Винтовые канавки ( рис.115, б ) улучшают отвод стружки . Направление спирали у них для нарезания сквозных отверстий левое ( стужка отводится в направлении подачи ) , для глухих – правое (стружка выводится против подачи ) . Метчики с винтовыми канавками используются при нарезании точных резьб .

Метчик состоит из:

• рабочей части;
• хвостовика .

Рабочая часть подразделяется на

• режущую
• калибрующую .

Режущая или заборная часть – коническая , она выполняет основную работу по нарезанию резьбы .

Цилиндрическая калибрующая часть- для уменьшения трения, зачищает и калибрует резьбу . Она является также резервом для переточки инструмента .

Зуб метчика ( рис.115, в ) имеет форму клина с передним углом γ = 8…10 ° для стали средней твердости , γ = 5 ° для твердой стали , γ = 0…5 ° для бронзы и чугуна , задним углом α = 6...8 ° для ручных и α =10 ° для остальных метчиков .

Хвостовик у метчиков цилиндрический с квадратом на конце для установки воротка у ручных метчиков и лыской или поводком для установки в патроне у машинных . Изготавливаются одинарные и комплектные ( комплекты двух или трех штук ) метчики . У трехкомплектных инструментов (рис. 115 ,д ) первый ( черновой )метчик снимает премерно 60 % метала. Он имеет большую заборную часть ( 6 витков ) и срезанную нарезку на калибрующей части . У среднего метчика меньшая заборная часть ( 4 витка ) и более полная нарезка . Он срезает около 30 % припуска . Третий , чистовой метчик отличается короткой режущей частью ( 2 витка) и полным профилем резьбы на клебрующей части . Он зачищает и калибрует резьбу .

Для нарезания резьб со скользящей посадкой метчики изготавливаются со степенями точности Н1 ( обеспечивают получение резьбы 4Н 5Н степени точности ) , Н2 ( для резьб точностью 5Н 6Н ) , Н3 ( для резьб точностью 6Н и 7Н ) .

На хвостовика всех типах метчиков маркируются : обозначение резьбы , степень точности (только у чистового метчика ) и для инструментов диаметром свыше 6 мм – марка стали .

По назначению метчики подразделяются на ручные , машинно-ручные , машинные и гаечные .

Ручные метчики (рис 116, а ) предназначаются для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях в ручную .

Они выпускаются двух – и трехкомплектными для нарезания метрической и и дюймовой резьбы и двух комплектными – для трубной . Трехкомплектной метчики изготавливаются для метрической резьбы с крупным шагом диаметром 24…52 мм , для дюймовой резьбы от 1 ⅛ “до 2 “ . Для остальных размеров резьб – метчики двухкомплектные .

Машинно –ручные метчики ( рис . 116, б )позволяют нарезать резьбу в глухих и сквозных отверстиях в ручную ( резьбы с шагом до 3 мм включительно ) и на станках .

Они изготавливаются одинарными и комплектными из двух штук .

Одинарные метчики могут быть в двух исполнениях : для сквозных отверстий ( имеют шесть ниток на режу щей части ) и для глухих отверстий ( три нитки на заборном конусе ) .

Машинными метчиками с винтовыми канавками ( см .рис . 115 , б ) нарезают резьбу в сквозных и глухих отверстиях и отверстиях с прерывистой поверхностью .

• Они изготавливаются для метрических резьб диаметром от 3 до 30 мм .
• Чтобы при нарезании не приходилось после обработки каждой гайки выворачивать метчик (рис. 116, в ) , они имеют удлиненный хвостовик , на который по мере нарезания нанизываются гайки .
• Затем метчик вынимается из патрона и гайки снимаются .
• Эти метчики изготавливаются однокомплектными и имеют на режущей части 12 витков .
• У гаечных метчиков для гайконарезных автоматов хвостовик изогнутый ( рис. 116, г ) . Специальные патроны позволяют гайкам по мере нарезания автоматически сбрасываться .

Для нарезания трубной и дюймовой конической резьбы применяются конические метчики ( рис . 116 , д ) .

Бесканавочные метчики ( рис . 116 , е ) для нарезания резьбы в сквозных отверстиях не имеют канавок на калибрующей части .

Это обеспечивает им большую прочность и стойкость .

В серийном и массовом производстве при меняются применяются комбинированные метчики ( рис .116 , ж ) . У них на одной оправке располагаются черновой и чистовой метчики .

Комбинированное сверло-метчик позволяет за один проход сверлить отверстие и нарезать в нем резьбу .

При ручном нарезании резьбы метчик вращается воротками .

Нерегулируемый вороток ( рис.117 , а) имеет одно или несколько квадратных отверстий под хвостовики разных размеров .

У регулируемого воротка ( рис .117 , б ) подвижный сухарь 3 , перемещаясь в корпусе 1 при вращении рукоятки 2, изменяет величину отверстия между ним и неподвижным сухарем 4 .

Универсальный вороток ( рис. 117, в ) , предложенный слесарем-новатором Н.С.Александровым , имеет четыре кулачка 2,3,5 и 6, перемещающихся в пазах корпуса 1 при вращении винта 4 . Он позволяет надежно закреплять любой квадрат со стороной 0,5…14 мм .

• Нарезание наружной резьбы. Наружная метрическая , дюймовая и трубная цилиндрическая и коническая резьба нарезается в ручную или на станках плашками . Имеются плашки круглые и призматические .

Круглые плашки ( рис . 119 ) – это гайки с отверстиями для отвода стружки и образования режущих кромок .

• Число стружечных отверстий для резьб диаметром до 6 мм – 3 для остальных – 5 .
• Плашки имеют коническую режущую часть 1 , а в средней части – цилиндрическую калибрующую 4 с 3…5 витками .
• Для более рационального использования плашки режущая часть выполняется с двух сторон . У стандартных плашек передний угол γ =25…30 ° , задний α =6…8 ° ( только на заборной части ) .
• Круглые плашки устанавливаются в плашкодержателе

( рис . 120 ) , имеющем в корпусе 1 гнездо 3 для плашки и нарезанные отверстия с винтами 2 для крепления её . Для этого плашка на цилиндрической поверхности имеет конические углубления 3 ( рис .119 ) и клиновый паз 2 .

• Призматические раздвижные плашки

( рис .121 , а ) состоят из двух полуплашек с угловыми направляющими для установки в клупп на обеих полуплашках маркируется размер нарезаемой резьбы и цифры 1 или 2 , определяющей ее положение в клуппе .

Все зубья призматических плашек - режущие .

Наиболее распространены косые клуппы ( рис 121, б ) .

У прямых клуппов - рамка прямая . Закрепление плашек выполняется одной рукояткой .

Вопросы.

• Какие элементы определяют резьбу ?
• Как различить левую и правую резьбу, однозаходную и многозаходную ?
• В следствии каких причин может сломаться метчик ?
• Как удалить сломанный метчик ?
• В каких случаях резьба не будет иметь полного профиля ?
• Перечислите все инструменты и приспособления ,которые потребуются для ручного нарезания резьбы ?