Выбор метчика для нарезки резьбы в заготовке

Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.

Основные параметры

Любая резьба характеризуется двумя параметрами:

  • диаметром (D);
  • шагом (P) — расстоянием от одного витка до другого.

Они определяются ГОСТ 1973257-73. Нормальным считается крупный шаг, но ему соответствует несколько более мелких. Малый шаг используют при нанесении на тонкостенные изделия (трубы с тонкой стенкой). Также делают мелкий виток если нанесенная резьба — способ подстройки каких-либо параметров. Также малый шаг между витками делают для повышения герметичности соединения и для преодоление явления самовывинчивания детали. В остальных случаях нарезается стандартный (крупный) шаг.

Основные параметры

Типы резьбы и ее основные характеристики

Видов резьбы много, так как каждая имеет свои особенности формирования, диаметр отверстия под резьбу в каждом случае отличается. Все они прописаны в ГОСТах, но чаще всего используют треугольную метрическую и коническую метрическую резьбу. Дальше говорить будем о них.

Треугольную резьбу мы обычно наблюдаем на болтах и других подобных крепежных элементах, коническую — на большинстве сантехнических изделий, предполагающих разъемное соединение.

Применение метчика

Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.

Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.

Применение метчика

Метчик: конструкция и параметры

Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.

Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.

Применение метчика

Разновидности метчиков для резьбы и их отличия

Минимальный комплект метчиков

Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.

Применение метчика

Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.

Некоторые разновидности воротков для метчиков

При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.

Применение метчика
  1. Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
  2. Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
  3. Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.

Комплект из трех метчиков

Применение метчика

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Для того чтобы процесс нарезания внутренней резьбы при помощи метчика не вызывал особых затруднений и завершился качественным результатом, необходимо правильно подготовиться к этой технологической операции. Все способы нарезания резьбы при помощи метчика предполагают, что в обрабатываемой детали уже выполнено отверстие с соответствующим диаметром. Если внутренняя резьба, которую необходимо нарезать, имеет стандартный размер, то для определения диаметра подготовительного отверстия может быть использована специальная таблица с данными по ГОСТу.

Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

В том случае, если резьба, которую надо нарезать, не относится к категории стандартных, рассчитать диаметр отверстия для ее выполнения можно по универсальной формуле. Прежде всего необходимо изучить маркировку метчика, в которой в обязательном порядке указываются тип нарезаемой резьбы, ее диаметр и шаг, измеряемые в миллиметрах (для метрических). Затем, чтобы определить размер поперечного сечения отверстия, которое надо просверлить для резьбы, достаточно от ее диаметра вычесть шаг. Например, если для нарезания нестандартной внутренней резьбы будет использоваться инструмент с маркировкой М6х0,75, то диаметр подготовительного отверстия рассчитывается следующим образом: 6 – 0,75 = 5,25 мм.

Читайте также:  Как выбрать станок для заточки и как наточить им цепь бензопилы

Для стандартных резьб, относящихся к категории дюймовых, также существует таблица, позволяющая правильно выбрать сверло, с помощью которого выполняют подготовительные работы.

Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу

Важным для получения качественного результата является вопрос не только о том, чем нарезают резьбу, но и о том, каким сверлом выполнять подготовительное отверстие. Выбирая сверло, необходимо обращать внимание на параметры и качество его заточки, а также на то, чтобы оно вращалось в патроне используемого оборудования без биения.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Угол заточки режущей части подбирается в зависимости от того, какой твердостью обладает материал, который необходимо сверлить. Чем выше твердость материала, тем больше должен быть угол заточки сверла, но это значение не должно превышать 140°.

При высверливании глухих отверстий контролируем глубину сверления

Как правильно нарезать резьбу? Для начала надо подобрать инструменты и расходные материалы:

  1. электрическую дрель или сверлильный станок, способные работать на низких оборотах;
  2. сверло, диаметр которого рассчитывается или подбирается по справочным таблицам;
  3. сверло или зенковку, при помощи которых с края подготовленного отверстия будет сниматься фаска;
  4. комплект метчиков соответствующего размера;
  5. ручной держатель для метчиков (вороток);
  6. слесарные тиски (если изделие, в котором надо нарезать резьбу, необходимо зафиксировать);
  7. керн;
  8. молоток;
  9. машинное масло или другой состав, которым в процессе обработки необходимо смазывать как метчик, так и нарезаемый им участок резьбы;
  10. ветошь.
Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Схема нарезки резьбы метчиком

Параметры отверстия

Резьбу различают по следующим характеристикам:

  1. Единица измерения. На территории страны используют преимущественно метрическую систему исчисления. Дюймовыми значениями пользовались в трубной промышленности.

За рубежом дюймовая система считается основной. Владельцы автомобилей, которые собирались для американского рынка, знают, что в них нет ни одного элемента с метрической нарезкой.

  1. Шаг резьбы и количество заходов ниток. Нестандартные параметры используются в автомобильной и станкостроительной промышленности.
  2. Форма профиля. Фигуры отличаются по типу нарезки. Существуют элементы треугольной, прямоугольной, трапециевидной и круглой формы.
  3. Направление витков. Различают право- и левосторонние нарезки.
  4. Вид. Наружная или внутренняя.
  5. Тип поверхности. Он может быть цилиндрическим или коническим.

Использование метчиков

В реальной практике на производстве, а также в разных мастерских чаще всего используют метчики. В них реализован принцип последовательного внедрения режущих кромок в тело обрабатываемой детали. Но имеется не один ряд зубьев, как у гребенки. Используют мощное тело, способное центровать инструмент внутри отверстия.

Метчик:

Использование метчиков

а) конструктивные элементы: 1 – нитка нарезной части; 2 – квадратный хвостовик для передачи крутящего момента; 3 – цилиндрическая часть хвостовика; 4 – канавка для сбора стружки; 5 – режущие кромки (перья); б) геометрические параметры режущей части: 1 – передняя поверхность, обращенная к детали; 2 – режущая кромка, зубья треугольного типа; 3 – затылованная часть, задняя поверхность; 4 – обратная часть, образующая опору; 5 – перо; α – задний угол затылованной части; β – угол при вершине, его еще называют углом резания; δ – угол заострения кромок режущей пластинки (треугольника); γ – передний угол, обращенный к снимаемому материалу; в) метчик, имеющий прямую стружечную канавку: 1 – канавка для сбора стружки; г) метчик, имеющий винтовую стружечную канавку. Обычно бывает на машинных инструментах с подачей СОЖ под давлением; д) для нарезания глухих резьб на станках

Выбор той или иной конструкции обуславливается особенностями выполнения процесса. В арсенале большинства мастеров используются метчики с прямыми канавками. После выполнения одного прохода инструмент вынимается наружу. С него удаляются стружка и иные включения, которые могут оказаться в отверстии.

С одного прохода резьба не нарезается полностью. Обычно применяют черновой и чистовой метчики.

Виды резьбовых метчиков

Использование метчиков

Чтобы вращать метчик, расположенный в отверстии используется вороток. Конструктивное исполнение может быть самым разнообразным.

Типы воротков для ручного нарезания резьбы в отверстиях

Последовательность использования инструмента

Чаще всего в состав набора входят два метчика. Но для получения качественных резьб могут применять и комплекты, куда входят три инструмента. Некоторые производители кроме параметров нарезаемой резьбы указывают буквы: А, В, С. Другие наносят несколько рисок:

Использование метчиков
  • 1 риска на черновом;
  • 2 риски на основном;
  • 3 риски на чистовом.

Кроме внешних обозначений вид метчика можно отличить по ряду признаков:

  • черновой инструмент первого прохода имеет минимальный диаметр. Достаточно замерить с помощью штангенциркуля наружный размер, чтобы найти его в наборе. У него часть, входящая в первую очередь, имеет мелкие зубья, вершины срезаны почти до нуля;
  • у второго метчика в наборе перьевые гребенки заметно длиннее. Значение диаметра будет средним из трех. Последние зубья нарежут резьбу полного профиля;
  • у чистового метчика практически все зубья имеют одну высоту. Замыкающие не режут, а калибруют образованные винтовые канавки в отверстии.
Читайте также:  10 лучших отверток для профессиональных и бытовых работ

Общий вид метчиков из набора

Использование метчиков

Особенности резьбовой нарезки

Для резьбовой нарезки используется разное оборудование, например:

  • станок сверловочного вида;
  • парк токарный;
  • разные приспособления для нарезки.

При этом нарезку можно выполнять как механическим способом, так вручную. Например, для внутреннего применения можно использовать специальные резьбовые метчики, а для наружной – плашки. Метчики, как и сверла, подбираются в зависимости от диаметра отверстия. Они подразделяются на следующие категории:

  • дюймовые;
  • метрические;
  • трубные.

В основном комплекты ручных метчиков состоят их трех приспособлений, два из которых нужны для проведения предварительных работ, а последнее является доводочным инструментом, с помощью которого выполняется окончательная форма резьбы и подгон под те или иные размеры. Метчики имеют номера. Если в комплекте с плашкодержателем не три, а два приспособления, то первое является предварительным, а второе чистовым. Изготавливаются метчики на основе высоколегированной стали.

Наружная резьба получается посредством применения плашки. Инструменты эти могут быть круглой или призматической формы. Для круглых плашек используют вороток.

Выбор размера сверла

Диаметр сверла для отверстия под метрическую резьбу определяется так же формуле (2), с учетом ее основных параметров.

Стоит отметить, что при нарезке в пластичных материалах, таких как сталь или латунь, происходит повышение витков, потому необходимо под резьбу выбирать диаметр сверла больший, чем для хрупких материалов, таких как, чугун или бронза.

На практике размеры сверл, как правило, немного меньше нежели необходимое отверстие. Так, в таблице 2 показаны соотношение номинального и наружного резьбовых диаметров, шага, диаметров отверстия и сверла для него под нарезание метрической резьбы.

Таблица 2. Соотношение основных параметров метрической резьбы с нормальным шагом и диаметров отверстия и сверла

Номинальный диаметр, мм Наружный диаметр, мм Шаг, мм Наибольший диаметр отверстия, мм Диаметр сверла, мм
1 0,97 0,25 0,785 0,75
2 1,94 0,4 1,679 1,60
3 2,92 0,5 2,559 2,50
4 3,91 0,7 3,422 3,30
5 4,9 0,8 4,334 4,20
6 5,88 1,0 5,153 5,00
7 6,88 1,0 6,153 6,00
8 7,87 1,25 6,912 6,80
9 8,87 1,25 7,912 7,80
10 9,95 1,5 8,676 8,50

Как видно из таблицы, существует некий размерный предел, который рассчитан с учетом допусков для резьбы.

Размер сверла при этом значительно меньше, чем отверстие. Так, например, под резьбу М6, наружный диаметр которой 5,88 мм, а ее наибольшее значение отверстия не должно превышать 5,153 мм, стоит использовать сверло на 5 мм.

Отверстие под резьбу М8 с наружным диаметром 7,87 мм составит только 6,912 мм, значит, для него сверло будет 6,8 мм.

Качество резьбы зависит от множества факторов при ее нарезании: от выбора инструмента до правильно рассчитанного и подготовленного отверстия. Слишком малое оно приведет к повышенной шероховатости и даже поломке метчика. Большие усилия, приложенные к метчику – способствуют несоблюдению допусков и, как результат, не выдерживаются размеры.

Короткий путь

Перед тем как нарезать резьбу, необходимо подобрать диаметр заготовки под данную резьбу.

Нарезая резьбу плашкой, надо иметь в виду, что при образовании профиля резьбы металл изделия, особенно сталь, медь и др., тянется и изделие увеличивается. Вследствие этого усиливается давление на поверхность плашки, что приводит к нагреву и прилипанию частиц металла, поэтому резьба может получиться рваной.

При выборе диаметра стержня под наружную резьбу следует руководствоваться теми же соображениями, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу. Практика нарезания наружных резьб показывает, что лучшее качество резьбы можно получить в том случае, если диаметр стержня несколько меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Если диаметр стержня будет меньше требуемого, то резьба получится неполной; если же больше, то плашка или не сможет быть навинчена на стержень и конец стержня будет испорчен, или во время работы зубья плашки вследствие перегрузки могут поломаться, а резьба будет сорвана.

В табл. 27 приведены диаметры стержней, используемых при нарезании резьбы плашками.

Таблица 27 Диаметры стержней под резьбу при нарезании плашками

Диаметр заготовки должен быть на 0,3-0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы.

При нарезании резьбы плашкой стержень закрепляют в тисках так, чтобы выступающий над уровнем губок конец тисков был на 20-25 мм больше длины нарезаемой части. Для обеспечения врезания на верхнем конце стержня запиливается фаска. Затем на стержень накладывают закрепленную в клупп плашку и с небольшим нажимом вращают клупп так, чтобы плашка врезалась примерно на 0,2-0,5 мм. После этого нарезаемую часть стержня смазывают маслом и вращают клупп точно таким же образом, как при работе метчиком, т. е. один-два оборота вправо и пол-оборота влево (рис. 152, б).

Рис. 152. Прием нарезания резьбы плашкой (б)

Для предупреждения брака и поломки зубьев необходимо, чтобы плашка заходила на стержень без перекоса.

Проверка нарезанной внутренней резьбы производится резьбовыми калибрами-пробками, а наружной — резьбовыми микрометрами или резьбовыми калибрами-кольцами.

Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.

Читайте также:  Как самостоятельно сделать котел отопления для частного дома?

Подготовительные процедуры

Начало любой работы – выбор материала и инструмента. Заготовка должна иметь отверстие. Хуже всего подвергаются обработке те, которые получены путем литья или штамповки. Лучше – если было применено давление или выплавление. Но в любом случае самые подходящие условия создаются при свежей металлообработке с помощью сверления или зенкерования.

Сверло и его сечение подбирают в соответствии с необходимым результатом по нормативному документу – ГОСТ 19257 – 73. Это российский стандарт, но он соответствует международным нормам. Оно должно быть новым или иметь хорошую заточку. В рабочем инструменте (или в патроне станка) его необходимо крепко закрепить, чтоб не было биений или шатаний.

Таблицы выбора диаметра сверла под резьбу

При выполнении внутренней резьбы под нее предварительно сверлится отверстие. Оно не равно диаметру резьбы, так как при нарезании часть материала не удаляется в виде стружки, а выдавливается, увеличивая размер выступов. Потому перед нанесением необходимо выбрать диаметр сверла под резьбу. Это можно сделать по таблицам. Они есть для каждого типа резьбы, но приведем наиболее популярные — метрическую, дюймовую, трубную.

Метрическая резьба Дюймовая резьба Трубная резьба
Диаметр резьбы, дюймы Шаг резьбы, мм Диаметр сверла, мм Диаметр резьбы, дюймы Шаг резьбы, мм Диаметр сверла, мм Диаметр резьбы, дюймы Диаметр отверстия под резьбу, мм
M1 0,75 3/16 3.6 1/8 8,8
M1,4 0,3 1,1 1/4 5.0 1/4 11,7
M1.7 0,35 1,3 5/16 6.4 3/8 15,2
M2 0,4 1,6 3/8 7.8 1/2 18,6
M2.6 0,4 2,2 7/16 9.2 3/4 24,3
M3 0,5 2,5 1/2 2,117 10,4 1 30,5
M3,5 0,6 2,8 9/16 2,117 11,8
M4 0,7 3,3 5/8 2,309 13,3 11/4 39,2
M5 0,8 4,2 3/4 2,540 16,3 13/8 41,6
M6 1,0 5,0 7/8 2,822 19,1 11/2 45,1
M8 1,25 6,75 1 3,175 21,3
M10 1,5 8,5 11/8 3,629 24,6
M12 1,75 10,25 11/4 3,629 27,6
M14 2,0 11,5 13/8 4,233 30,1
M16 2,0 13,5
M18 2,5 15,25 11/2 4,33 33,2
M20 2,5 17,25 15/8 6,080 35,2
M22 2,6 19 13/4 5,080 34,0
M24 3,0 20,5 17/8 5,644 41,1

Еще раз обращаем ваше внимание что диаметр сверла под резьбу дан для крупной (стандартной резьбы).

Рекомендации по нарезанию резьбы

Нарезка резьбы проводится одним из двух способов. Первый из них предполагает проделывание отверстия в металле одновременно с созданием спиральных канавок. Такой способ подходит не во всех ситуациях и требует наличия мощного оборудования: сверлильного станка, который смог бы за один проход сделать всю работу. Второй способ применяется в домашних условиях. Для того чтобы сделать резьбу таким методом, в металле предварительно высверливается отверстие, и только после этого метчиком нарезают резьбу. В последнее время в строительных магазинах можно найти комбинированные сверла под резьбу, с их помощью одновременно и проделывают отверстие, и нарезают канавки.

Для того чтобы резьба, нарезанная в металле, была надежной, качественной и ровной, специалисты рекомендуют соблюдать при работе ряд правил:

Устройство метчика для нарезания резьбы.

  1. Использовать только острые инструменты, так как проржавевший метчик или сверло легко ломаются, работать с ними трудно и долго. Извлечь такой инструмент из отверстия будет намного сложнее, чем приобрести новый. Также не стоит искушать себя низкой ценой сверл и метчиков неизвестных производителей, поскольку купив их вы не только испортите изделие, но и рискуете нанести себе травмы.
  2. Не забывать периодически смазывать инструмент во время работы. Сделать это можно при помощи нескольких капель машинного масла или керосина. Особенно большую роль играет смазка при работе с вязкими металлами, например – алюминием. Она не позволяет стружке прилипать к рабочей поверхности и охлаждает сверло.
  3. Ключевое правило – оптимальный подбор диаметра отверстия. В случаях слишком большого выбранного диаметра крепежный элемент будет болтаться в месте монтажа, что повлечет за собой излишние вибрации изделия. В узкое отверстие тяжело ввинтить метчик, что сильно усложняет и без того трудную работу.
  4. Основные параметры отверстия должны зависеть от его функционального предназначения. Если к месту соединения не будет прилагаться излишняя нагрузка, то допускается делать его всего на 5% меньше, чем диаметр будущей резьбы. Так вы облегчите нарезку канавок, не сильно жертвуя качеством соединения.

Сам процесс создания резьбы довольно прост. После того, как отверстие в металле готово, в него вставляют метчик, зажимают его в вороток и с силой вворачивают по часовой стрелке. После каждого полного оборота необходимо проделывать пол оборота в обратном направлении. В процессе этого действия стружка металла откалывается, что способствует более чистой нарезке.