Метчик для нарезки резьбы: характеристики основных видов, конструктивные особенности, способы использования

Особенности технологии

При нарезании внутренней резьбы метчиком руководствуются следующим алгоритмом.

• В том месте на поверхности обрабатываемой детали, где будет сверлиться отверстие для нарезки резьбы, необходимо сформировать углубление для более точного захода сверла, используя керн и обычный молоток. Сверло фиксируется в патроне электродрели или сверлильного станка, на которых выставляются невысокие обороты вращения инструмента. Перед началом сверления режущую часть сверла необходимо обработать смазывающим составом: смазанный инструмент легче входит в структуру обрабатываемого материала и создает меньшее трение в зоне выполнения обработки. Смазывать сверло можно кусочком обычного свиного сала или солидолом, а при обработке вязких материалов для этих целей используют машинное масло.
• Если нарезать резьбу необходимо в деталях небольшого размера, их следует предварительно зафиксировать, используя для этого слесарные тиски. Начиная сверление, инструмент, зафиксированный в патроне оборудования, надо расположить строго перпендикулярно к поверхности обрабатываемой детали. Следует регулярно смазывать метчик и следить за тем, чтобы он не перекашивался и двигался строго в заданном направлении.
• На входе в выполненное отверстие, как уже говорилось выше, надо снять фаску, глубина которой должна составлять 0,5–1 мм (в зависимости от диаметра отверстия). Для этой цели можно использовать сверло большего диаметра или зенковку, установив их в патроне сверлильного оборудования.
• Процесс нарезания внутренней резьбы начинается с метчика №1, который первым устанавливается в вороток. Не следует забывать о смазке, которая обязательно должна быть нанесена на метчик для нарезания резьбы. Положение метчика относительно обрабатываемого отверстия надо выставить в самом начале работы, так как потом, когда инструмент будет находиться уже внутри отверстия, сделать это не получится. Нарезая резьбу метчиком, необходимо придерживаться следующего правила: 2 оборота метчика делается по ходу нарезания резьбы, 1 – против хода. Когда метчиком делается один оборот назад, с его режущей части сбрасывается стружка и уменьшается нагрузка на него. Нарезание резьбы плашкой выполняется по аналогичной методике.
• Нарезав резьбу метчиком №1, в вороток устанавливают инструмент №2, а после него – №3. Обработка ими выполняется по вышеописанной методике. При нарезании резьбы метчиками и плашками необходимо чувствовать, когда инструмент начинает вращаться с усилием. Как только наступает такой момент, следует провернуть вороток в обратную сторону, чтобы сбросить стружку с режущей части инструмента.

Чем тверже обрабатываемый материал, тем обильнее надо смазывать метчик в процессе нарезки резьбы

Прежде чем выполнять внутреннюю резьбу при помощи метчика или нарезать резьбу плашкой на наружных поверхностях, следует хорошо изучить эти процедуры и строго следовать правилам их проведения. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что результат удовлетворит вас своим качеством и точностью.

Технология нарезания внутренней резьбы

Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.

Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.

Читать также: Номинальный диаметр резьбы винта

Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу

Таблица 2. Диаметры отверстий под дюймовые резьбы

Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.

Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:

До = Дм х 0,8, где:

До – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,

Дм – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.

Схема нарезания внутреней резьбы метчиком

Воротки, в которые вставляется резьбовой метчик, могут иметь простейшую конструкцию или оснащаться трещоткой. Работать такими приспособлениями с зафиксированными в них инструментами следует очень аккуратно. Чтобы получить качественную и чистую резьбу, вращение метчика по часовой стрелке, совершаемое на пол-оборота, необходимо чередовать с его проворачиванием на одну четвертую оборота против хода резьбы.

Резьба будет нарезаться значительно легче, если в процессе выполнения этой процедуры использовать смазку. Роль такой смазки при нарезании резьбы в изделиях из стали может играть олифа, а при обработке алюминиевых сплавов – спирт, скипидар или керосин. Если таких технических жидкостей нет под рукой, то для смазки метчика и нарезаемой резьбы можно использовать обычное машинное масло (однако оно обладает меньшим эффектом, чем перечисленные выше вещества).

Резьбовые соединения широко применяются в устройстве различных механизмов и машин. Болты, шпильки, винты, гайки – это универсальные, взаимозаменяемые крепежные изделия. Однако бывают случаи, когда требуется нарезать резьбу вручную. Качественно выполнить эту работу поможет специализированный инструмент.

В машиностроении выделяют три основные системы крепежных резьб: метрическую, дюймовую и трубную.

Метрическая резьба получила наибольшее распространение. Она имеет треугольный профиль с углом 60˚. Её основные параметры, диаметр и шаг, выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М16. Это означает, что резьба метрическая, имеет диаметр 16 мм с крупным шагом 2,0 мм. Если шаг мелкий, тогда указывается его значение, например, М16*1,5.

Диаметры дюймовой и трубной резьбы выражаются в дюймах. Шаг характеризуется числом ниток на дюйм. Указанные параметры стандартизированы, поэтому всегда есть возможность подобрать необходимый инструмент.

Работа плашкой

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

Заготовка закрепляется в тисках. Во время работы она должна находится в неподвижном состоянии.
Перед применением инструмента режущая кромка и обрабатываемая поверхность смазываются маслом.
Как правило, на торцевой поверхности создается небольшая фаска

Она упрощает процесс навинчивания плашки на обрабатываемую поверхность.
Во время работы нужно уделить внимание тому, чтобы плашка не смещалась. Из-за этого резьба может нарезаться неравномерно, ход плашки становится более тяжелым.
На 2-3 витка по ходу резьбы делается один оборот в обратном направлении

Подобным образом обеспечивается удаление стружки с зоны обработки, повышается качество получаемой поверхности.

Работа плашкой

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

Параметры — диаметр резьбы и шаг

Различают несколько обозначений для одного витка. Каждый можно вычислить с помощью обычной линейки и наблюдения. Возьмем двухзаходный болт. У него есть две нити, которые находятся друг от друга на одинаковом расстоянии. Чтобы определить шаг (обозначение – P), не нужно определять, к какому именно витку принадлежит верхняя точка, достаточно рассчитать расстояние между ближайшими соседними одноименными боковыми сторонами профиля.

В домашних условиях вычисление можно сделать так:

• отсчитать 10 ниток;
• измерить точной линейкой расстояние в миллиметрах;
• разделить этот показатель на 10.

Второй параметр – это ход, обозначается как Ph. Процедура расчета аналогичная, однако берутся витки одной нити. В двухзаходном болте это каждая вторая верхняя точка. Обычно Ph ровно в 2 (3) раза больше, чем P.Есть стандартный шаг, а также нестандартный. Первый обусловлен стандартами ГОСТ, поэтому крепления взаимозаменяемы, можно самостоятельно поменять один расходный материал на другой. Но если использованы индивидуальные параметры, то придется искать уникальные саморезы или винты. Приведем таблицу размеров (шага) в зависимости от диаметра сверла для нарезания метрической резьбы под метчики:

Это интересно: Мартенсит и мартенситные стали: виды, структура, превращение

Выбор клуппа для нарезки резьбы

Тип клуппа выбирают, в зависимости от объема работ и личных предпочтений.

• Наиболее простой ручной инструмент состоит из держателя с зафиксированными в нем резцами и рукоятки, которая в самых дешевых моделях к базовому комплекту не прилагается. Для вращения клуппа без рукоятки потребуется трубный ключ. Рукоятки могут быть рассчитаны на вращение двумя руками или одной. Второй вариант более удобен для работы в стесненных условиях. С помощью этого компактного и недорогого инструмента можно проводить работы в небольших объемах.
• Ручной клупп с трещоткой. Инструмент удобен тем, что снимать рукоятку после каждого поворота держателя не требуется. Этот вариант является более финансово затратным, по сравнению с предыдущим, но более удобным, надежным и производительным.
• Электрические модели – просты в использовании, позволяют проводить работы в значительных объемах. Существенными минусами являются: невозможность применения в труднодоступных местах, необходимость в расположенном поблизости источнике электропитания, зависимость от погодных условии при работе на улице.

Для упрощения процесса изготовления резьбы на контактирующие поверхности наносят немного солярки или солидола.

Примерная схема работ

• Клупп надевают на трубу, фиксируют.
• Вращают рукоятку, производя одновременное нажатие.
• При работе со старыми трубопроводами во избежание обламывания части трубы напряжение от вращательных движений компенсируют с помощью трубного ключа.

Конструктивные особенности

Первые инструменты для нарезки внутренней резьбы отличались примитивной конструкцией и представляли собой четырехгранный стержень, на рабочем конце которого, заточенном под пологий конус, выпиливались режущие зубья. Резьба при использовании такого метчика нарезалась посредством его завинчивания во внутреннюю часть гайки или в предварительно подготовленное отверстие в обрабатываемом изделии. Естественно, такой инструмент обладал множеством недостатков, к наиболее значимым из которых следует отнести отсутствие на режущей части задней поверхности, а также отрицательное значение переднего угла. Со временем конструкция метчиков стала более продуманной, и сегодня они позволяют создавать точную и качественную внутреннюю резьбу.

В любом метчике для нарезания резьбы на внутренних поверхностях обрабатываемых изделий вне зависимости от его геометрических параметров и назначения есть следующие элементы:

• боковые канавки (их может быть от 2 до 6);
• коническая заборная часть;
• калибрующая часть, которая имеет цилиндрическую форму.

Конструкция метчика

Канавки, расположенные на боковой поверхности инструмента, вдоль всей его длины, одновременно выполняют две функции: обеспечение отвода стружки из зоны обработки и облегчение подвода в такую зону смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ). Форму, которую канавка метчика имеет в поперечном сечении, определяют две ее поверхности, одна из которых является передней гранью режущего зуба инструмента, а вторая – его спинкой. По типу профиля стружечные канавки бывают следующих видов:

• однорадиусные (с канавками такой формы производятся преимущественно метчики калибровочного типа);
• с прямолинейными передней и задней поверхностями (инструменты с канавками такой формы используются для нарезки резьбы внутри гаек);
• с прямолинейной передней и радиусной задней поверхностями (большинство метчиков производится со стружечными канавками именно такого типа).

Профили стружечных канавок метчиков

Канавки могут располагаться по-разному: различают прямолинейные, а также спиральные правые или левые. С канавками прямолинейного типа изготавливаются универсальные метчики общего назначения. Со спиральными левонаправленными канавками производятся метчики, используемые для нарезания резьбы на проход. Стружка, создаваемая таким инструментом, двигается впереди него по обрабатываемому отверстию, тем самым исключается риск порчи уже нарезанной резьбы. При использовании метчиков с правым направлением закручивания канавок стружка выводится из зоны обработки к хвостовику инструмента. Правосторонние метчики по этой причине оптимально подходят для нарезки резьбы в глухих отверстиях.

Заборная часть метчика, как уже говорилось выше, имеет коническую форму, что облегчает процесс вхождения инструмента в обрабатываемое отверстие. Конкретное значение угла наклона заборной части, который может находиться в диапазоне 3–20°, выбирают в зависимости от того, для какого типа обработки будет использоваться инструмент – черновой, промежуточной или чистовой.

Конструкции метчиков по ГОСТу

Цилиндрическая калибровочная часть выполняется с обратным занижением величиной до 0,1 мм, что необходимо для того, чтобы уменьшить силы трения, возникающие в процессе нарезки резьбы. Уменьшить силу трения между рабочей частью метчика и обрабатываемой поверхностью позволяет также затыловка задней поверхности режущих зубьев, выполняемая от их вершины на 1/3 их ширины. Таким образом, создается занижение задней поверхности режущих зубьев, величина которого для инструментов диаметром 12–30 мм составляет около 0,1 мм.

Геометрия режущей и калибрующей части метчика

Размеры и предельные отклонения диаметров отверстий резьб с крупным шагом

(размеры в мм)

ГОСТ предусматривает отверстия для резьб с крупным шагом d = 1,0 ÷ 2,2 мм

Размеры и предельные отклонения диаметров отверстий резьб с мелким шагом

ГОСТ предусматривает отверстия для резьб с d = 1,0 ÷ 200 мм и для 3-го ряда.

ГОСТ предусматривает методику определения диаметров отверстий под нарезание метрической резьбы для материалов повышенной вязкости.

Виды по конструкции

Метчики сильно различаются по своей конструкции:

• Бесканавочные имеют очень короткие канавки, используются для работы с вязкими материалами: сплавами легких металлов и некоторыми низкоуглеродистыми высоколегированными сталями.
• Винтовые — канавки расположены по восходящей спирали, такими нарезают резьбу в глухих отверстиях на высокопроизводительных станках.
• Ступенчатые. Рабочая часть разделена на две зоны, первая режет, а вторая выглаживает.
• Комбинированные — перед заходной частью находится сверло, за один проход делается отверстие и нарезается в нем резьба.
• Протяжки. Служат для нарезки резьбы в проходных отверстиях с помощью токарного станка.
• С внутренней полостью для подачи СОЖ.
• Колокольного типа. Применяются при нарезке большого диаметра (до полуметра), состоят из нескольких режущих систем, закрепленных в общей оправке.

Метчики-протяжки

Существуют и другие конструкции метчиков для редких и специальных применений.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Чтобы резьба нарезалась без проблем, необходимо тщательно подготовить отверстие.

Сверло должно соответствовать материалу детали, быть правильно и хорошо заточено. Угол заточки должен быть не более 140°. Это позволяет избежать перегрева и невольной термообработки материала детали, приводящей к ухудшению качества резьбы.

Сверло должно быть тщательно закреплено, нужно исключить биение как сверла в патроне, так и самого патрона.

При высверливании глухих отверстий нужно тщательно контролировать глубину и обязательно дать припуск по глубине относительно заданной глубины нарезки — даже самый лучший метчик не нарежет резьбу до конца.

Потребуются следующие инструменты и принадлежности:

• Низкооборотный сверлильный станок. Использование ручных дрелей не рекомендуется.
• Подобранное по таблице сверло.
• Сверло большего диаметра (примерно в два раза) для зенковки.
• Набор метчиков с воротком.
• Тиски для закрепления детали.
• Керн и молоток.
• Минеральное масло для смазки метчика и отверстия во время работы.
• Протирочный материал.

Правила нарезания трубной резьбы в целом совпадают с вышеизложенными, лишь для нарезания больших диаметров используется специальная оснастка для более точной центровки

Инструментальный материал, из которого изготавливают метчики

Инструмент должен обладать достаточной прочностью, износостойкостью, чтобы обрабатывать крепежные детали. Выпускают его из высокоуглеродистых сталей, например, из У10А, У12А, ХВГ и других. Такие изделия оптимальны для устройств ручной работы.

При машинной обработке металла применяются более высокие скорости вращения, поэтому изделия этого класса делаются из быстрорежущих сталей типа Р6М5, Р9М4, Р18. По стоимости они несколько дороже ручных аналогов.

На некоторых производствах применяются изделия с твердосплавными напайкам, однако в продаже их можно увидеть редко. Хорошими эксплуатационными характеристиками обладают и изделия из порошковой стали, выполненные путем спекания под высоким давлением.

Виды и размеры нарезки

Выполнение операций не требует специальных навыков, но существует ряд правил использования приспособления в соответствии с размерами отверстий. Правильно подобрать инструмент помогут данные, взятые из таблицы метчиков для нарезания резьбы. Ее можно легко найти в интернете. Это поможет решить задачу без риска порчи заготовки или инструмента. По видам внутренняя метрическая резьба подразделяется на несколько вариантов:

1. Системное исчисление диаметра;
2. С количественным заходом;
3. Профильной формой;
4. Размещением деталей (внутренним, наружным);
5. Формой детали (конус, цилиндр);
6. Размещением на детали (внутри, снаружи);
7. Назначением: ходовая, крепежная, уплотнительная, крепежно-уплотнительная.

Стержень винтообразного инструмента оснащен наконечником конусообразной или цилиндрической формы с острыми продольными канавками, разбивающими рабочую поверхность (гребни) на отдельные фрагменты. Рабочая часть инструмента снимает металл слоями, оставляя на поверхности детали глубокие борозды.

Существует три вида приспособлений для нарезки резьбы. Одноходовой, или универсальный, позволяет выполнить операцию с помощью одного зацепа. Двухпроходные метчики относятся к наиболее востребованным видам инструмента, чаще всего продаются парами: N1 — для черновой работы и N2 — для чистовой нарезки. Первый инструмент имеет гребенку с зубцами небольшого размера и применяется для подготовки внутренней части отверстия под чистовую операцию. Метчик для чистовой нарезки углубляет канавки резьбы, одновременно удаляя стружку металла. При работе с ручными воротками используются трехпроходные метчики с диаметром первого нарезчика от 3 мм.

Машинные метчики

Если резьба цилиндрическая или коническая, имеет шаг до 3 мм, а расположить ее надо в глухом или сквозном отверстии, то рекомендуется воспользоваться станком или механическим приспособлением. Хотя ручная нарезка тоже возможна. У машинных метчиков очень большие по величине хвостовики и размеры заборных частей.

Если резьбонарезной процесс осуществляется в детали из стали высокой прочности, то потребуется набор из двухкомплектного набора метчиков. Для заготовок из конструкционной стали допустимо применение одного метчика. Это касается и чугунных деталей.

Инструмент этого вида отличается профилем канавок, предусмотренных для быстрого удаления стружки, и формой хвостовика, удобного для закрепления в шпинделе или патроне.

4 Правила нарезания внутренней резьбы метчиком

При ручной нарезке резьбы инструмент вставляют в отверстие вертикально (без перекоса). Вороток вращают в нужном направлении (для правой резьбы по часовой стрелке) не все время, а периодически делают 1–2 оборота в обратную сторону.

При таком вращательно-возвратном движении метчика срезаемая стружка ломается, становится короткой (дробленой) и легче удаляется из рабочей зоны, а процесс формирования резьбы значительно облегчается. По окончании нарезания инструмент вывертывают вращением воротка в противоположную сторону, затем его прогоняют по готовой резьбе насквозь или до упора для глухих отверстий. Необходимо также придерживаться следующих правил:

При формировании резьб в вязких и мягких металлах (алюминий, медь, баббиты и другие), а также в глубоких отверстиях инструмент следует периодически выкручивать из отверстия для очистки канавок от стружки.
При использовании комплекта метчиков необходимо применение всех инструментов набора. Нарезание сразу чистовым метчиком или средним, а затем чистовым без прохода черновым не ускоряет, а только замедляет и затрудняет процесс нарезания. Кроме того, резьба при этом получается некачественной, а инструмент может сломаться. Чистовой и средний метчики вкручивают в отверстие вручную (без воротка) до тех пор, пока инструмент не пойдет по резьбе правильно, и только после этого устанавливают вороток и продолжают работу.

В процессе нарезания требуется тщательно следить за правильностью врезки инструмента, чтобы не было его перекоса. Для этого необходимо через каждые вновь нарезанные 2–3 нитки стружки проверять положение метчика относительно верхней плоскости детали с помощью угольника

Особенно осторожно следует работать с глухими и мелкими отверстиями.

Резьба м8: диаметр отверстия

Главная » Ремонт дачи своими руками

Резьбовые соединения являются одними из самых распространенных за счет своей прочности и удобства использования. Но если изделия с внешней резьбой (различные винты) обычно приобретаются готовыми с заводской резьбой, то внутреннюю часто приходится делать самостоятельно.

Как делают резьбу?

Как таковая резьба выполняется специальным инструментом – метчиком. Для глубокой резьбы чаще не ограничиваются одним устройством. Применяют 2-3 метчика, где первый делает черновой вариант резьбы, второй нарезает уже полноценный вариант, а третий, если он есть, калибрует ее.

Но, чтобы верно сделать резьбу, под нее необходимо для начала правильно просверлить отверстие. И подбор правильного диаметра этого отверстия очень важен. Если взято слишком большое сверло, то резьба внутри соединения не будет иметь полного профиля, в результате чего соединение у этого элемента получится непрочным. Если же отверстие меньше необходимого, в него сложно должным образом вставить метчик, в результате чего в лучшем случае первые витки резьбы получаются некачественными, а в худшем метчик заклинит, или он сломается вовсе.

Подбор диаметра отверстия

Диаметр зависит от:

• номинального диаметра резьбы;
• её шага.

На чертежах это обычно указывается следующим образом: М8×1, где буква указывает на то, что резьба является метрической, первая цифра, в данном случае 8 – на номинальный диаметр, а второй показатель – на шаг.

В общем существует простое правило для подбора диаметра сверла: из диаметра резьбы вычитают ее шаг. В случае стандартного болта М8 с шагом 1,25 это будет выглядеть 8-1,25= 6,75. Для других размеров этот показатель можно взять из нормативных документов. ГОСТ 19257-73 приводит данные для различных видов резьбы по разным металлам, регламентируя размерный ряд отверстий обеспечивающих нарезание метрической резьбы с допусками в:

• сером чугуне;
• сталях;
• алюминиевых сплавах;
• меди.

Сейчас редко встречаются ручные дрели, но в случае, если она все же используется, то отверстие немного расшатывается и получается больше используемого сверла, поэтому рекомендовано брать его с диаметром несколько меньше необходимого. То же самое советуют для хрупких материалов, к примеру, чугуна, где диаметр сверла уменьшают на 0,1 мм относительно значений для других металлов. Но в домашних условиях не так часто приходится изготавливать серьезные и сильно нагруженные детали, поэтому небольшое увеличение размера отверстия относительно предельно допустимых показателей разрешается.

• Регулировка доводчика двери
• Чем можно заделать дыры в бетонной стене?