Метчик для нарезки резьбы

Нарезание внутренней резьбы

Первый шаг в том, как нарезать резьбу метчиком – сверление отверстия. Данный этап является по сути самым главным, поскольку если ошибиться с выбором диаметра, то болт будет либо болтаться, либо метчик может попросту сломаться от перегрузки. Диаметр отверстий лучше всего подбирать по таблицам, однако можно сделать грубую оценку: диаметр отверстия должен равняться разнице диаметра резьбы и ее шага. Например, при внешнем диаметре 20 мм и шаге 1 мм, необходимо просверлить отверстие диаметром 19 мм.

Внимание! При сверлении следите за тем, чтобы отверстие было строго перпендикулярно плоскости. Любые отклонения могут привести к браку.

Просверлив отверстие сверлом подходящего диаметра, приступаем непосредственно к нарезанию резьбы метчиком. Чтобы зафиксировать метчик рекомендуется использовать «вороток», показанный на рисунке ниже. В случае отсутствия воротка используется обычный разводной ключ.

Рисунок 5 – Вороток для метчика

Рисунок 6 – Воротки для метчиков и круглых плашек

Закрепляем деталь в тиски, добавляем в отверстие немного смазки. Далее чтобы нарезать резьбу метчиком вручную, выполняем возвратно-поступательные движения: два поворота по часовой стрелки, один или пол оборота – обратно. Повороты в обратную сторону необходимы, чтобы удалить стружку, образующуюся при нарезании резьбы. Пройдя отверстие черновым метчиком, выполняем описанные выше шаги, вторым метчиком.

Стоит отметить, что зачастую возникают ситуации, когда требуется сделать резьбу в достаточно тонкой пластине из мягкого металла, толщиной порядка 3-4 мм. В таком случае можно механизировать процесс, используя для этого шуруповерт или дрель. При этом вместо крепления метчика в вороток, зажимаем его в шуруповерт.

Правила нарезания внутренней резьбы с помощью метчика:

1. Если отверстие, в котором нарезается резьба достаточно глубокое, тогда следует периодически выворачивать метчик из отверстия. Следование данному правилу необходимо, чтобы очищать канавки, иначе метчик может легко перекосить. Это относится в большей степени к мягким металлам, таким как медь, алюминий.

2. Используйте последовательно все метчики из набора: сначала черновой, затем средний и, наконец, чистовой. Иначе резьба может получиться некачественной, а метчики из-за хрупкости могут лопнуть.

Рисунок 6 – Набор метчиков

3. В случае если необходимо нарезать резьбу в глухом отверстии, то глубина отверстия должна быть несколько больше, чем планируемая длина резьбы.

4. При обработке глубоких отверстий важную роль играет смазка. Специалисты рекомендуют использовать не машинное масло, а эмульсию, керосин или льняное масло.

Общая информация об инструменте

Внутренние резьбы в отверстиях нарезают ручным или машинным способом специальными инструментами — метчиками, которые встречаются в двух исполнениях: машинно-ручные и машинные. Виды и исполнения инструмента для нарезки внутренних резьб:

Виды метчиков.

1. Машинные изделия предназначены для закрепления в патроне или цанговом зажиме металлообрабатывающего станка, на котором можно выполнять этот вид работ. Машинно-ручное исполнение предусматривает хвостовик квадратного сечения, для того чтобы инструмент можно было установить в ручной вороток.
2. По способу нарезания метчики могут быть универсальными (проходными) либо комплектными. Последние представляют собой комплект из двух или трех инструментов одного диаметра, которыми следует пользоваться в одном и том же отверстии поочередно: сначала — черновым №1, потом — №2 и 3, если он есть. В случае с некоторыми сплавами применяют комплекты из пяти изделий. Универсальный метчик выполняет всю резьбу сразу, но требует приложения больших физических усилий и чаще ломается.
3. По конфигурации резьбы изделия для нарезки делятся на трубные, метрические и цилиндрические.
4. По типу отверстий различают инструменты для сквозных и глухих отверстий. У первых заходная часть длинная. Чаще всего они относятся к универсальным, а у вторых заход срезан. Такие работы выполняют комплектом из 2-3 изделий.
5. По исполнению рабочей части изделия бывают с прямыми, винтовыми или укороченными канавками. Они используются для работы с обычными, углеродистыми или низколегированными марками сталей. Для нержавеющих или жаропрочных вязких сталей применяют инструмент с шахматным расположением зубцов.

Подготовка к нарезке резьбы

Перед тем как нарезать резьбу, нужно просверлить отверстие необходимого диаметра. Понятно, что он будет меньше, чем диаметр резьбы, но насколько? Для стандартных случаев размеры отверстий представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Обозначение резьбы	Диаметр отверстия, мм	Обозначение резьбы	Диаметр отверстия, мм
М 1	0.75	М 10	8.5
М 1.1	0.85	М 11	9.5
М 1.2	0.95	М 12	10.2
М 1.4	1.1	М 14	12.0
М 1.6	1.25	М 16	14.0
М 1.8	1.45	М 18	15.4
М 2	1.6	М 20	17.4
М 2.2	1.75	М 22	19.4
М 2.5	2.05	М 24	20.9
М 3	2.5	М 27	23.9
М 3.5	2.9	М 30	26.4
М 4	3.3	М 33	29.4
М 4.5	3.8	М 36	31.9
М 5	4.2	М 39	34.9
М 6	5.0	М 42	37.4
М 7	6.0	М 45	40.4
М 8	6.7	М 48	42.8
М 9	7.7	М 52	46.8

Нарезание резьбы метчиком.

А что делать, если резьба нестандартная? Существует универсальная формула для определения диаметра отверстия. На каждом метчике есть маркировка, обозначающая тип, диаметр и шаг резьбы в миллиметрах, например, одна из нестандартных — М 6 х 0,75. Размер отверстия определяют так: от размера резьбы отнимают ее шаг (6-0,75 = 5,25 мм). Шаг — это расстояние между двумя витками.

Трубная внутренняя цилиндрическая резьба измеряется в дюймах. Диаметры отверстий под этот вид соединения отражены в Таблице 2.

Таблица 2

Обозначение в дюймах	1 / 8	1 / 4	3 / 8	1 / 2	5 / 8	3 / 4
Диаметр отверстия, мм	8.8	11.7	15.2	18.9	20.7	24.3
Обозначение в дюймах	7 / 8	1	1 1 / 8	1 1 / 4	1 3 / 8	1 1 / 2
Диаметр отверстия, мм	28.1	30.5	35.2	39.2	41.6	45.2

Сверло нужно подобрать правильно заточенное, без биения. В противном случае отверстие выйдет большего диаметра, и впоследствии на соединении будет люфт из-за неполноценных витков.

Угол заточки сверла должен соответствовать твердости материала.

Таблица выбора метчиков для нарезания резьбы.

Чем тверже обрабатываемый металл, тем больше должен быть угол (но не более 140°).

Перед выполнением работ следует приготовить такие инструменты или приспособления, как:

• электрическая низкооборотная дрель либо сверлильный станок;
• сверло необходимого размера;
• сверло на 10 мм больше проходного либо зенковка для снятия фаски;
• комплект метчиков;
• ручной вороток;
• ручные тиски (при необходимости);
• молоток;
• керн;
• смазка;
• ветошь.

Порядок выполнения работ

Когда подготовительный этап закончен, можно сверлить отверстие и нарезать резьбу в следующем порядке:

Схема нарезания внутренней резьбы.

1. Определитесь с местом расположения отверстия, разметив деталь и поставив метку в нужном месте. Приставьте керн и одним сильным ударом молотка по нему сделайте углубление в месте захода сверла. Зажмите в патрон электродрели или станка сверло, установите низкие обороты вращения, режущую часть инструмента смажьте. Лучше всего для этих целей подходит старое свиное сало, если его нет, можно смазывать солидолом. При работе с вязкими марками стали (нержавеющие или жаропрочные) смазку производят машинным маслом.
2. При необходимости деталь зажмите в ручные тиски. Приложите сверло к углублению на детали, выровняйте визуально электрическую дрель, чтобы режущий инструмент находился под углом в 90° к поверхности. Просверлите отверстие на низких оборотах, периодически смазывая сверло салом либо поливая машинным маслом, если деталь большой толщины. Не допускайте перекоса и перегрева инструмента. По окончании в патрон вставьте зенковку и сделайте качественную фаску, от нее зависит начало процесса нарезания. Перекос при зенковании также недопустим. Глубина фаски — до 1 мм, при совсем малых диаметрах отверстий — до 0,5 мм.
3. Вложите хвостовик метчика №1 в раздвижную призму воротка, вращением рукояток зафиксируйте его, хорошо смажьте рабочую часть. Убрав с детали стружку от сверления, вставьте метчик с воротком в отверстие и нарежьте резьбу. Не пытайтесь насильно изменить положение входящего инструмента, он будет заходить так ровно, как вы просверлили отверстие и сделали фаску. Положение метчика относительно детали корректируйте в самом начале, чтобы не было явного перекоса. Нарезайте по алгоритму: 2 оборота делайте вперед, затем — 1 оборот назад. Это нужно для сброса стружки и уменьшения нагрузки на инструмент.
4. Повторите операцию с метчиками № 2 и 3 (если таковой есть). Вы можете не считать обороты, нужно нарезать резьбу, пока не почувствуете увеличение сопротивления. Тогда и делайте оборот назад для сброса стружки. После окончания операции можно убедиться в качестве выполненной работы, завинтив в отверстие болт. Он может идти туго и требовать вращения ключом, тогда можно попытаться вкрутить другой болт. Если же и тот идет с натягом, следует нарезать резьбу метчиком сначала, прогнать первый и второй номера.

Меры предосторожности

Не стоит пытаться выполнить внутреннюю резьбу методами малой механизации, то есть вставлять метчик в патрон сверлильного станка, тем более в патрон электрической дрели. Вы не сможете верно отрегулировать усилие и угол атаки. Все закончится сломанным инструментом, а в худшем случае — испорченными витками резьбы.

Хуже всего, когда отломанная рабочая часть метчика №1 застрянет и останется в отверстии. Тогда придется найти в торговой сети или на рынке специальный экстрактор для извлечения обломков и алмазное сверло. Без этих дополнительных приспособлений достать обломок сложно, но можно пожертвовать эстетикой и выполнить в металле углубление вокруг обломка с целью его захвата. Это делается при помощи небольшой угловой шлифовальной машины. Если же часть изделия выступает над плоскостью детали, можно попытаться ухватиться за нее пассатижами либо губками ручных тисков и вывернуть.

Самый лучший способ — это изучить то, как правильно нарезать резьбу и выполнять работу, согласно рекомендациям, спокойно и без спешки.

Нарезание резьбы – методы

Резьбу изготавливают двумя основными методами: с помощью ручного приспособления и машинным способом. Вручную нарезают заготовки в единичном экземпляре либо в небольшом количестве. В крупносерийном производстве применяют оборудование – станки:

Нарезание резьбы

• Токарно-винторезного типа;
• Резьбонакатные с участием роликов и плашек плоских;
• Фрезерные, где получают крупный шаг;
• Шлифовального типа с использованием кругов заданного профиля, где получают винты с мелким шагом и высокоточные;
• Винторезного типа;
• Для устройства внутренней резьбы в гайках;
• Для нарезания вихревым способом при помощи головок с несколькими режущими кромками.

При нарезании резьбы вихревым способом в работе участвуют четыре элемента, закрепленные в головке. Сама головка вращается от отдельного привода. Вся эта конструкция установлена на токарном станке – его суппорте. Метод отличается повышенной скоростью обработки вследствие меньшего нагревания режущей оснастки (поочередный контакт с заготовкой). Также винтовая линия получается менее шероховатой и имеет более четкий профиль.

Какими резцами проводят нарезание резьбы

На токарном агрегате можно проводить операции нарезания — как по наружной, так и по внутренней поверхности. При этом применяют разные типы режущих элементов. Их можно разделить на три основные группы:

• Стержневые;
• Призматические;
• Круглые.

К первой группе относится инструмент самого простого типа. По конструкции это рабочая головка на стержне разного сечения и формы. Форма профиля соответствует головке. Некоторые модели резцов стержневых имеют твердосплавные напайки на рабочих гранях. Это увеличивает ресурс последних, которые менее подвергаются истиранию рабочей поверхности, и, как следствие, не так часто затачиваются.

Резьбовые резцы

Призматического типа приспособлениями проводят обработку заготовок только с внешней стороны. По сравнению с предыдущей группой они могут справляться с более обширными поверхностями, их можно затачивать большее число раз. В токарном станке элемент закрепляют при помощи держателя «ласточкин хвост».

Круглыми элементами для нарезания можно выполнять внутренние и наружные резьбы. Ими удобнее работать, нежели призматическими, они более универсальны – имеют широкую область применения. Хорошо поддаются переточке в большом количестве раз. Крепят резцы в держателе в отверстие торца. Призматические и круглые элементы относят к фасонному инструменту для токарного оборудования.

Как применяют метчик и плашку – технология

Метчик – это приспособление в форме винта, снабженное канавками в продольном направлении (для отвода стружки), которым выполняют нарезание в отверстиях заготовок. Тело инструмента состоит из заборной, калибрующей части и хвостовика. Метчики бывают для ручной работы, для токарных станков (машинные метчики) и гаечные. Качественное нарезание резьбы выполняют тремя типами метчиков: черновым, получистовым и чистовым. Различить их можно по количеству рисок на хвостовике, где одна соответствует черновому.

Инструменты для нарезания резьбы

Процесс ручного нарезания выглядит следующим образом:

1. Заготовку зажимают в тисках таким образом, чтобы иметь свободный доступ к рабочей поверхности. Детали с малой толщиной стенки фиксируют аккуратно во избежание деформации рабочего канала.
2. На хвостовик метчика (чернового) в районе четырехгранного участка закрепляют вороток.
3. Вставляют метчик в заготовку, стараясь выдержать единую ось между ним и отверстием.
4. Поворачивают вороток по часовой стрелке (если резьба правая). После каждого полного оборота метчик возвращают на треть оборота назад для освобождения канала от стружки.
5. По окончании прохождения всего участка, черновой метчик заменяют на получистовой или чистовой, и доводят изделие до готового состояния.

За заборной частью метчика расположена калибрующая часть, не имеющая затыловки, она служит для направления метчика по резьбе и для зачистки

Приспособление под названием плашка призвано нарезать наружную резьбу на детали (болты, винты, шпильки). По форме он напоминает плоский цилиндр, в центре которого расположены острые кромки (по типу гайки) с отводными каналами. Заборный конус у плашки находится с каждой стороны, калибрующая зона в середине. Для плашек также существуют специальные воротки, где ее закрепляют винтами. Технология ручной работы плашками сходна с вышеописанной при помощи метчика. Для хорошего захода плашки на деталь у последней на торце снимают фаску.

Правила работы

Работая на токарной установке нужно учитывать следующие правила для достижения хорошего результата.

Винтовая линия будет чистой при условии правильной постановки и направлении инструмента. Поэтому резцы выставляют при помощи специальных шаблонов.

Виды работ на токарном станке

Для получения внутренней резьбы применяют оснастку для нарезания изогнутой формы (если сечение отверстия небольшое). С помощью оправки можно делать эту операцию ровным инструментом. Наружную в ряде случаев нарезают гнутыми, реже ровными резцами.

Условием выбора режущей грани выступает форма профиля винтовой линии, которую ожидают получить. Так, для треугольного профиля метрической резьбы применяют резцы с углом вершины в 59 градусов и 30 минут, учитывая погрешность перемещения суппорта.

Правила нарезания резьбы на токарном станке

Угол наклона режущего элемента к плоскости касательной в точке реза зависит от плотности материала заготовки, и бывает от 0 до 25 градусов. Чем мягче и вязче материал, тем угол больше.

При нарезании резьбы на токарном станке следят, чтобы боковые грани инструмента сзади не касались поверхности выступа.

Резьбу нарезают, используя несколько проходов, каждый раз возвращая инструмент в исходную позицию.

При черновом проходе скорость выбирают равной 30 м в минуту, при чистовом – 55. При обработке чугуна скорость не должна превышать 25 м в минуту. При шаге менее 2 мм режут на повышенной скорости, когда шаг от 6 мм и выше – на пониженной.

Для более точного нарезания на токарном станке и уменьшения степени нагрева заготовки и инструмента рекомендовано применять смазочные материалы типа эмульсий и сульфофрезола. Резьбы при этом должны получаться без задиров, выкрашивания материала и полос.

Исполнения

В соответствии с ГОСТ 6111 трубная резьба используется в разъёмных соединениях трубопроводов, рассчитанных на прокачку жидких и газообразных рабочих сред. При этом относительно водогазопроводных труб (ГОСТ 3262) она может быть и конической, что объясняется практическими удобствами навинчивания/свинчивания соединительных деталей. Угол при вершине профиля конической резьбы составляет 60°, а угол конусности зависит от диаметра и шага резьбы, но не может быть меньше 26°, иначе возможно самоотвинчивание соединения.

Характерная особенность всех трубных резьб – метрических и дюймовых – является скругление вершины профиля резьбы, которое при стандартных способах нарезки резьбы составляет 10% от её радиуса. Это связано с удобствами нарезки трубной резьбы и снижением внутренних напряжений на сравнительно малом теле металла для труб любого вида и сортамента.

ГОСТ 6357 предусматривает также метрическую трубную резьбу, как цилиндрическую, так и коническую, хотя на практике они используются реже. Угол наклона профиля цилиндрической резьбы составляет 55°, что увеличивает количество витков на одном и том же участке нарезания. Это увеличивает трудоёмкость соединения частей трубопровода, хотя и повышает герметичность.

Остальные виды резьб (упорные, трапецеидальные) на трубах не нарезают, поскольку это связано с появлением дополнительных концентраторов напряжений, которые существенно ослабляют поперечное сечение материала.

Инструменты для нарезания резьб на трубах

Как нарезать резьбу на трубе? Исключая технологии механизированного нарезания (например, на токарно-винторезных станках), для нарезки резьбы на трубах применяют два типа приспособлений: плашки (лерки) и клуппы.

Ручная плашка как инструмент для нарезки трубной резьбы представляет собой устройство, состоящий из двух частей – собственно рабочей, и корпуса (плашкодержателя), снабжённого двумя рукоятками, при помощи которых производится вращение плашки по наружному диаметру трубы. Удобен в применении набор резьбы на трубах вручную, который состоит из нескольких комплектов плашек наиболее употребительных диаметров. Объясняется это тем, что для качественного соединения следует применять черновую плашку, для первичного прохода, и чистовую, того же диаметра – с целью калибровки профиля. Можно, конечно, пользоваться и одной леркой, но её износ в этом случае будет намного выше, особенно, если трубопровод изготовлен из высокоуглеродистой стали.

В отличие от лерки, клупп для нарезки представляет собой более конструктивно сложный инструмент. Он имеет трещотку, которая фиксирует резьбонарезную часть в определённом положении, пока рукоятка проворачивается на следующий оборот. Поэтому резьба получается более качественной.

Нарезка резьбы на токарном станкеНарезка резьбы на специализированном резьбонарезном станке

Кроме ручного резьбообразующего инструмента, в практике используется и механизированный инструмент для получения трубной резьбы. Наиболее компактный и удобный в быту станок для нарезки резьбы оснащается электрическим приводом. Однако в этом случае цена вопроса оказывается значительно более высокой, поэтому электрические резьбонарезатели оправдывают себя лишь тогда, когда предстоит оформлять резьбу на длинном участке трубы.

Подготовка к нарезке

Перед тем, как нарезать резьбу на трубе, поверхность металла следует очистить. Износ инструмента возрастает, если исходная поверхность изделия не очищена от поверхностной ржавчины и окалины, имеет остатки лакокрасочного покрытия и т.п. Поэтому перед началом работ детали следует тщательно очистить. Стойкая окалина удаляется с использованием органических растворителей, а короткие детали – переходники, сгоны и т.п. – можно очищать, окуная их в горячий (не менее 60 °С) раствор буры.

Зачистка трубы

После очистки изделие осматривается для выявления поверхностных неровностей (они часто бывают на трубах б/у), а также при искривлениях оси элемента. Малейший изгиб приводит, во-первых, к искажению нарезаемого профиля, а, во-вторых, провоцирует резкое снижение стойкости, когда на один из сегментов рабочей части инструмента всегда приходится увеличенное усилие резьбообразования.

Непосредственно перед работами нужный участок трубы смазывается. Подойдут смазки со средней вязкостью, например, масло «Индустриальное 40». Густую смазку (солидол) можно нанести и на рабочий профиль плашки.

Получение профиля при помощи плашек

Нарезка резьбы на трубах вручную плашками, входящими в набор для нарезания резьбы на трубах, выполняются в следующей последовательности:

1. Деталь закрепляют в тисках верстака, следя за тем, чтобы поверхность материала не деформировалась (это особенно важно для тонких труб, изготовленных из низкоуглеродистых марок стали). Нагрузка должна быть рассредоточена, по крайней мере, на три точки, расположенные друг относительно друга под углом примерно в 120°.
2. На обоих торцах снимается заходная фаска. Для этого можно воспользоваться напильником, сформировав по всему периметру торцевой части конус высотой не менее 1,5…2 мм и углом 45…60°. Можно обойтись и без этого перехода, но тогда усилие внедрения плашки в металл увеличивается, а стойкость плашки снижается.

   Плашки для нарезания резьбы

3. Вращая рукоятками плашкодержатель, производят нарезку резьбы примерно на 5…6 оборотов. После этого усилие операции увеличивается, что связано как с фрикционным воздействием стружки, так и с уменьшением количества смазки между контактными поверхностями. Поэтому процесс приостанавливают, и добавляют смазку в рабочую зону, при этом инструмент лучше отвести на один оборот назад.
4. После прохода черновой плашки используют чистовую, которая обычно входит в комплект. Порядок работ – такой же. Вращение всегда производится по часовой стрелке. Важно не увеличивать темп нарезания, поскольку при этом увеличивается температура инструмента, а труба дополнительно нагружается изгибающими усилиями.

Выбор материала плашек стоит делать в пользу инструментальной стали марок Х12Ф1 или даже быстрорежущей Р6М5. Инструмент китайского производства не отличается высоким качеством, поскольку плашки из КНР в лучшем случае изготавливаются из нелегированных инструментальных сталей.

Получение резьбового профиля при помощи клуппов

Клуппы изготавливаются с раздвижными и неподвижными плашками. Удобнее применять инструмент первого типа, который иногда называют клуппом Маевского. Конструктивная особенность такого устройства — наличие радиальных одно- или двухсторонних плашек. В корпусе инструмента имеется семь отверстий: четыре – для рабочей и три – для направляющей плашки. Для перемещения в радиальном направлении предусмотрены планшайбы, которые прижимными кольцами прижимаются к корпусу клуппа. Такая конструкция исключает повторный проход резьбы (как в предыдущем варианте).

Работы производят так:

1. Деталь, подготовленную к нарезке резьбы, устанавливают в тисках, подготавливают к нарезке торец, после чего надевают на изделие клупп с раздвинутыми плашками.
2. Подводят плашкодержатель к образующей поверхности трубы и закрепляют его там при помощи струбцин (входят в состав клуппового набора).
3. Устанавливают плашки, и усилием подачи начинают формообразование резьбового участка.
4. При обратном провороте клуппа храповик выводит плашки из зацепления с поверхностью трубы, после чего планшайба поворачивается на следующий оборот, и нарезка резьбы продолжается.

Устройство

Недостаток клуппов – их массивность, а также необходимость в более тщательном уходе. Однако технологические удобства вполне восполняют эти бытовые ограничения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.