Для нарезания резьбы могут использоваться самые различные инструменты, среди которых выделим метчик. Он используется для создания резьбовой поверхности, предназначенной для размещения винта, шпильки, болта или другого крепежного элемента. Относительно невысокая стоимость, простота в применении определили широкое распространение рассматриваемого ручного инструмента. Рассмотрим подробнее, как правильно нарезать резьбу метчиком в домашних условиях.
Классификация метчиков и их сфера применения
Для нарезания резьбы на протяжении достаточно длительного периода использовали токарные или сверлильные станки. Они предназначены для вращения заготовки или инструмента. Рабочим инструментом практически во всех случаях становится метчик.
Классификация подобного инструмента проводится по ряду различных признаков:
Как правило, при изготовлении инструмента применяется качественная инструментальная сталь. Она может выдерживать длительную эксплуатацию, при работе не нагреваться. Метчик высокого качества имеет строгую геометрическую форму, выглядит аккуратно. Применяется подобный инструмент зачастую для нарезания метрической резьбы, но есть варианты исполнения для получения дюймовой. Форма основания может быть цилиндрической или конической.
Подготовительный этап
Для того чтобы работа по получению резьбы не вызывала много трудностей, следует провести тщательную подготовку к подобной технологической операции. Все применяемые методы, связанные с нарезанием внутренней резьбы , предусматривают то, что заранее уже было получено отверстие требуемого диаметра. Получить стандартный размер резьбы можно при создании отверстия согласно таблице соответствия. К примеру, для резьбы М10 создается отверстие диаметром 8,5 мм.
Часто встречается ситуация, когда следует получить резьбу нестандартного размера. В этом случае проводится расчет требуемого диаметра отверстия по универсальной формуле. Вычисления проводятся следующим образом:
- Изучается маркировка применяемого инструмента. Нужно уделить внимание типу нарезаемой резьбы, шагу и диаметру.
- Определить требуемый диаметр отверстия при использовании метчика М5Х0,75 можно следующим образом: 5−0,75=5,25 мм.
Проще всего провести работу в случае, когда нужно получить стандартную резьбу, так как вся необходимая информация может быть взята из различных таблиц нормативной документации.
Для получения качественного отверстия нужно правильно выбрать сверло. При сверлении рекомендуется использовать оборудование, которое препятствует возникновению биения при работе. Выбирая сверло, стоит помнить, что оно должно иметь качественную заточку. Специалисты рекомендуют подбирать угол заточки в зависимости от того, какой твердостью обладает обрабатываемый материал. С повышением показателя твердости увеличивается и рекомендуемый угол заточки, но он не должен превышать значение 140 градусов.
Требуемое оборудование
Нарезка резьбы метчиком вручную возможна только при наличии следующего инструмента:
После нахождения всего необходимого можно приступать к непосредственному выполнению работ.
Особенности применяемой технологии
Провести рассматриваемую работу можно своими руками в бытовых условиях. Для этого нужно учесть нижеприведенные рекомендации:
Не рекомендуется прикладывать к рукоятке большую нагрузку за счет применения рычага или газового ключа. Не стоит забывать о том, что метчик может лопнуть из-за высокой нагрузки, тогда удалить оставшуюся внутри часть будет достаточно сложно. В о время работы мастер должен чувствовать то, как идет инструмент: легко или с большим усилием. Форма режущей кромки не позволяет проводить удаление стружки с рабочей части на момент вращения по ходу резьбы.
Резьбовое соединение является основным способом соединения деталей. При изготовлении своими руками любого приспособления из металла возникает необходимость самостоятельного нарезания резьбы. Нарезка позволяет своими руками сформировать резьбу в различных отверстиях.
На практике приходится иметь дело с различными материалами, которые отличаются по своим свойствам. Нарезка должна учитывать особенности материала. Существуют определенные правила, выработанные годами, которые позволяют качественно выполнить нарезание резьбы разных размеров и видов.
Особенности строения метчиков
Метчик, относящийся к группе слесарно-токарных режущих инструментов, имеет форму стержня, на котором выполнен режущий элемент. Он предназначается для нарезания внутренней резьбы, то есть внутри отверстия в различных материалах, а также для восстановления поврежденной внутренней резьбы.
Набор металлорежущего инструмента: а - сверла, б - зенкеры, в - развертки, г - метчики, д - плашки.
Инструменты состоят из рабочей и хвостовой частей. В свою очередь, рабочая часть делится на заборный (режущий) и калибрующий участок. Режущий участок ответствен за основную функцию метчика — нарезание резьбы, и, чаще всего, имеет конусную форму. Он обладает зубьями в виде резцов, размещенных по окружности. Калибрующий участок выполняет задачу окончательного формирования. Он выполнен в виде цилиндра с зубьями, являющимися продолжением зубьев режущего участка. Этот участок значительно длиннее заборного. Рабочая часть в продольном направлении разрезана канавками, которые предназначены для формирования резцов и вывода стружки. В метчиках диаметром до 22 мм выполняется три канавки. Устройства специального назначения могут изготавливаться без канавок. Канавки могут быть прямыми или винтообразными.
Хвостовая часть имеет форму цилиндра. На конце участка выполнен квадрат для установки в крепежный инструмент. В этой части выбивается маркировка по диаметру. С помощью хвостовика инструмент фиксируется в ручном держателе или патроне станка.
Вернуться к оглавлению
Основные виды метчиков
По способу использования метчики делятся на два типа — ручные и машинные. Первые устанавливаются в ручных держателях (воротках) и предназначены для нарезания внутренней резьбы вручную. Машинные крепятся в специальные держатели для патронов токарного станка.
По виду резьбы, нарезаемой метчиком, они делятся на несколько видов. Метрический предназначен для нарезания наиболее распространенной метрической резьбы. Трубный формирует внутреннюю резьбу на трубах, а также усиленную в отверстиях металлических деталей. Дюймовый — это устройство для специальной дюймовой резьбы, а также конусообразной. Специализированные гаечные метчики изготавливаются из очень прочной стали (Р6М5) и имеют особую форму хвостовиков.
Кроме того, метчики подразделяются на одиночные и комплектные. Комплектные применяются для того, чтобы резать в несколько заходов. Комплект может содержать два метчика — чистовой и черновой; или три метчика — черновой, средней обработки и чистовой. Комплектность указывается на хвостовой части инструмента. Метчики в комплекте отличаются по форме зуба: у чернового зуб имеет трапециевидную форму; у среднего — треугольник с закругленной вершиной; у чистового — треугольник с острой вершиной.
Вернуться к оглавлению
Основные параметры
В общем случае нарезать резьбу — это значит изготовить выступ на внутренней поверхности отверстия так, чтобы он образовал винтовую линию. Такой выступ, как и вся резьба, характеризуется следующими основными параметрами: угол подъема винтообразной линии, шаг, вид профиля выступа и угол подъема профиля, наружный и внутренний диаметр. Кроме того, принято выделять еще глубину, определяемую по наружному и внутреннему диаметрам.
По направлению резьба может быть правой, когда винтообразный выступ поднимается против часовой стрелки, и левой, когда направление подъема выступа совпадает с движением часовой стрелки. По форме профиля выступа выделяются два основных типа: резьба с прямоугольным профилем и с треугольным профилем. Существуют еще специальные формы профиля, но они в бытовых условиях практически не применяются.
Основной является метрическая резьба. Такой профиль представляет собой треугольник с углом профиля 60º. По шагу метрическая делится на резьбу с крупным шагом и с мелким шагом. Пример полного обозначения метрической резьбы — М10х1-6Н. Обозначение нужно понимать следующим образом:
- М — метрическая резьба;
- 10 — номинальный диаметр;
- 1 — шаг резьбы;
- 6Н — пределы допуска отклонений размеров.
При нормальном (крупном шаге) обозначение сокращается (например, М10). В случае левой резьбы, вводится обозначение LH.
Вторым по распространенности в быту является трубный цилиндрический тип. Профиль представляет собой треугольник с углом при вершине 55º. Такой тип используется при соединении труб и цилиндров, где нужна повышенная герметичность соединения. Трубная цилиндрическая резьба обозначается буквой G с указанием диаметра в дюймах.
Упорная резьба основана на трапециевидном профиле с углами наклона с одной стороны 3º, с другой — 30º. В обозначение входит буква S, диаметр и шаг.
Вернуться к оглавлению
Выбор подходящего метчика
Вначале выбирается тип метчика по виду резьбы и ее назначению (форма профиля, шаг резьбы, допуски). По требованиям (классу) точности определяется, следует ли применить одинарный метчик или необходим комплект. Кроме того, метчики выпускаются с различной чистотой обработки их режущего элемента, что влияет на точность нарезания профиля резьбы.
Материал, в котором надо нарезать резьбу, влияет на выбор метчика. Так, следует учитывать передний угол заточки зубьев. Он составляет для стали — 5-10º, для медных сплавов — 0-5º, для алюминия и сплавов — 25-30º. Устройства могут изготавливаться из обычных сталей, высокопрочных сталей или высокопрочными напайками, что должно учитываться при рассмотрении того, материал какой прочности обрабатывается.
Основной выбор делается по диаметру отверстия, в котором производится нарезание внутренней резьбы. Диаметр метчика должен быть немного меньше диаметра отверстия. Так, для метрической резьбы М20 (диаметр метчика 20 мм) диаметр отверстия составляет 19 мм. При метрической резьбе, если нет особых требований, то выполняется стандартный шаг. Например, резьба М4 — шаг 0,7 мм; М5 — 0,8 мм; М10 — 1,5 мм; М12 — 1,75 мм и т.д.
Вернуться к оглавлению
Инструмент для крепления
Для того чтобы обеспечить нарезание резьбы, метчику необходимо придать вращательное движение с приложением усилия. Эту функцию выполняет ручной держатель — вороток. Он обеспечивает вертикальное крепление инструмента и возможность приложения значительной нагрузки за счет рычагов. Стандартная конструкция воротка содержит узел крепления метчика и удлиненные ручки, при помощи которых можно вращать приспособление вручную с усилием.
Крепление устройства осуществляется двумя способами. Одна из конструкций воротка состоит из двух частей. При сочленении этих частей внутри формируется отверстие для установки метчика. Обе части сближаются на регулируемое расстояние, которое устанавливается винтами. Второй вариант предусматривает единую конструкцию воротка с отверстием по центру. Метчик вставляется в это отверстие и зажимается 3-4 стопорными винтами. Ручки воротка выполнены с обеих сторон. Длины ручек могут составлять 15-25 см.
Вернуться к оглавлению
Подготовка к нарезанию
Нарезка внутренней резьбы начинается с просверливания нужного отверстия — сквозного или глухого. Главное условие: отверстие должно быть меньше диаметра резьбы. При сверлении отверстия рекомендуется выбирать сверло из следующего условия:
- при резьбе М3 — диаметр сверла 2,5 мм;
- при М4 — 3,4 мм;
- при М5 — 4,2 мм;
- при М6 — 5 мм;
- при М8 — 6,7 мм;
- при М10 — 8,4 мм.
Если необходимо нарезать большую резьбу, то диаметр отверстия определяется приблизительно умножением диаметра резьбы на 0,8.
Отверстие для нарезания внутренней резьбы делается на сверлильном станке или электродрелью. В последнем случае заготовка зажимается в тиски. Необходимо следить, чтобы сверло направлялось строго вертикально. На верхней кромке отверстия снимается фаска для облегчения входа метчика. Ее можно сделать сверлом большего диаметра или напильником. После сверления отверстие тщательно очищается от стружки, что особенно важно для глухих отверстий.
Вернуться к оглавлению
Нарезка резьбы метчиком
Деталь, в которой просверлено отверстие для внутренней резьбы, закрепляется в тиски так, чтобы фаска на отверстии находилась вверху. Ось отверстия должна расположиться строго перпендикулярно столу. Метчик надежно закрепляется в гнезде воротка и вертикально вводится в фаску отверстия заготовки. Держась обеими руками за ручки воротка, метчик прижимают к детали и вращают по часовой стрелке. Вращение производится плавно и равномерно с легким нажимом. Так делается два оборота вперед. Затем производится поворот на половину оборота назад (против часовой стрелки). В такой последовательности просверливается все отверстие.
При нарезании резьбы болт нужно закреплять.
При нарезке резьбы необходимо периодически охлаждать инструмент. Рекомендуется использовать следующие вещества: при работе с алюминием и его сплавами — керосин, с медью — скипидар, со стальными деталями — эмульсию. Для таких металлов, как бронза или чугун, охлаждающие смазки можно не применять.
Нарезку внутренней резьбы метчиком лучше всего производить комплектными метчиками. Вначале нарезается черновая резьба. Потом аналогично пропускают средний метчик, и только потом резьба окончательно формируется с помощью чистового. Исключение из процесса какого-либо метчика не приведет к заметному ускорению процесса, но значительно ухудшит качество работы.
Резьба является одним из наиболее удобных разъемных соединений и потому в хозяйстве может пригодиться информация о том, как нарезать резьбу. Существует дюймовая и метрическая резьба, поэтому бывает так, что подходящий на первый взгляд винт оказывается непригодным – диаметр не тот и шаг резьбы отличается. Даже профили метрической и дюймовой резьб отличаются: угол при вершине в метрической резьбе равен 60 градусов, а в дюймовой – 55 градусов.
Любое резьбовое соединение состоит из двух деталей, одна из которых имеет внутреннюю резьбу в отверстии, а вторая – наружную, на цилиндрической поверхности. В основном используют правую резьбу, в которой вращение происходит по часовой стрелке, но иногда встречается и левая резьба с вращением против часовой стрелки.
Для резьбы основными размерами являются шаг – расстояние между ее витками) и внешний диаметр. Они взаимосвязаны между собой и являются стандартными. И внутренние, и внешние резьбы определяются размером диаметра стержня, то есть если указана резьба М10, то эта резьба метрическая, правая с диаметром винта 10 мм и шагом резьбы 1,5 мм. Иногда применяют и нестандартизированные резьбы, например объективы фотокамер крепятся на резьбы диаметром 42 мм. По стандарту шаг для этой резьбы составляет 4,5 мм, но для оптического устройства это слишком большой параметр, поэтому используют шаг 1 мм. Существуют специальные стандарты на мелкие резьбы. Основные размеры резьб можно найти в справочниках и стандартах.
Любые резьбы нарезаются с помощью специальных инструментов и станков, а в домашних условиях можно нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу на крепежных изделиях диаметром до десяти миллиметров. Для этого используют простой инструмент по типу наборов плашек (для наружной резьбы) или метчиков (1) (для внутренней резьбы). Плашки (2) представляют собой инструмент из твердого сплава, похожий на гайку с режущими канавками.
Метчики (1) также изготавливаются из твердого сплава, это инструмент похож на винт с режущими канавками. Обычно используют не один метчик, а комплект из двух или трех инструментов, которые используются для чернового и чистового проходов, и имеют разную глубину прорезания резьбовых канавок. И метчики, и плашки при нарезании резьбы зажимаются в специальные приспособления – воротки (3), размер которых должен подходить к используемому инструменту.
Инструменты для нарезания резьбы должны быть качественными и острыми. Тупым ржавым метчиком хорошую резьбу нарезать будет невозможно, к тому же высока вероятность, что он сломается в первом же отверстии, и в этом случае больше проблем будет с его извлечением из заготовки. Метчики из металла низкого качества годятся разве что для работы с пластмассой. Что касается плашек, то тупой инструмент нарежет неровную резьбу, и тогда гайку можно будет накручивать только с большими усилиями.
Нарезание наружной резьбы
Круглый металлический стержень диаметром, равным диаметру необходимой резьбы, крепко зажимают в тисках в вертикальном положении. На конце заготовки надфилем или бархатным напильником снимают фаску для захода инструмента и обильно смазывают заготовку машинным маслом для облегчения нарезания резьбы. Подходящую плашку закрепляют в специальном воротке и начинают надевать на конец заготовки. Инструмент как бы наворачивают на заготовку, следя чтобы не было перекосов. При правой резьбе через один или полтора оборота по часовой стрелке плашку надо провернуть на пол оборота в обратную сторону. Так проходят всю необходимую длину резьбы до окончания работы.
Нарезание внутренней резьбы
Сначала в заготовке высверливают отверстие нужного диаметра и снимают фаску для захода инструмента. Диаметр сверла выбирается по справочным данным. Отверстия в заготовке могут быть сквозными (на всю толщину детали) или глухими. Если требуется отверстие с внутренней резьбой небольшой длины, то в этом случае просверливают отверстие большей длины, чем резьба, поскольку надо учитывать конусность метчика в нижней части. Также следует учитывать припуски на глубину сверления.
Внутренние резьбы для большей чистоты профиля формируются тремя метчиками. Первый из них формирует предварительный проход, он обозначен риской в верхней гладкой части инструмента. Второй метчик из комплекта завершает формирование резьбы (он обозначается двумя рисками), а третий инструмент окончательно формирует профиль резьбы, он обозначен тремя рисками. Таким образом резьба нарезается постепенно, и в результате образуется четкий профиль. Для отверстий диаметром до трех миллиметров используют комплект из двух метчиков. Сам процесс нарезания резьбы такой же, как и при работе с плашками – повторение оборотных движений вперед-назад для скалывания стружки с инструмента с применением смазки. Если резьба нарезается в глухих отверстиях, то желательно периодически выворачивать метчик, чтобы полностью удалить с его поверхности опилки металла. Их удаляют при помощи старой зубной щетки или тряпочки, а затем надо опять смазать инструмент и продолжить нарезание резьбы до упора.
- Если при работе случайно помялась резьба, то восстановить ее можно, зажав деталь в тисках и прогнав резьбу еще раз метчиком или плашкой.
- Если требуется дополнительно удлинить поверхность винта с резьбой, то надо следить, чтобы плашка с легкостью прошла по имеющимся виткам резьбы и не испортила ее профиль.
- Для предотвращения резьбы от коррозии ее можно смазать техническим вазелином.
- Если при нарезании получился перекос и внешняя резьба «ушла» вбок, то можно отрезать кусочек стержня и начать процесс заново.
- Если метчик сломался в отверстии, а просверлить рядом еще одно отверстии нет возможности, можно извлечь поломанный инструмент несколькими способами. Если часть метчика осталась торчать наружу, то его конец обтачивают в виде лопатки и выворачивают плоскогубцами. А если часть метчика осталась внутри, то используют азотную кислоту и деревянную палочку: капельку кислоты наносят на сломанный метчик и дожидаются, пока кислота не разрушит его режущие кромки. Затем обломок вытаскивают пинцетом или выбивают с другой стороны отверстия (если оно сквозное).
В процессе постройки радиоуправляемых моделей, особенно кораблей, практически всегда приходится нарезать резьбу, так как используется довольно большое количество разъемных соединений.
Сегодня хочу рассказать и показать, на примерах, как это делается. Для начала надо сказать, что резьба бывает правая и левая, имеет диаметр и шаг, у правой винтовая линия поднимается против часовой стрелки, а у левой по часовой стрелке. Из этого следует, что название соответствует направлению закручивания изделия. Метрическая резьба обозначается буквой «М», затем идет цифра, указывающая ee диаметр, а значение после знака «x» указывает шаг, если он не указан, то подразумевается основной шаг, который является предпочтительным для каждого диаметра.
Если необходимо нарезать резьбу в отверстии, то для выполнения этих работ используется метчики.
Они бывают универсальными или комплектными, которые представляют комплект из двух или трех инструментов, которыми работают поочередно: сначала — черновым, а затем - чистовым.
Универсальным метчиком вся работа выполняется за один проход. Предварительно, в месте, где необходимо выполнить внутреннюю нарезку сверлится отверстие. Его диаметр выбирается согласно таблице.
Если отверстие просверлить больше, то соединение не будет иметь полного профиля и получится не качественным. Если диаметр взять меньше, то ход метчика будет затруднен и это может привести к его заклиниванию и поломке, особенно в твердых материалах. После сверления квадратный хвостовик надежно закрепляется в воротке и хорошо смазав, например, солидолом вставляется в отверстие. Затем, плавно вращая вороток, делая два оборота вперед и пол-оборота назад, производится нарезка. Через каждые 4-5 оборотов метчик вынимается, с него удаляется стружка, и после смазки действия повторяются.
Иногда требуется восстановить или нарезать резьбу на стержне, шпильке, болте или валу. Для этого используется плашка. В отличие от нарезки в отверстии, на стержне вся работа делается в один проход.
Один конец стержня хорошо фиксируется, например, в тисках. На второй в виде конуса и хорошо смазанный, можно солидолом, устанавливается плашка, зажатая в вороток. Затем плавными движениями вращается вороток, причем, после каждых пол-оборота желательно немного повернуть инструмент назад, для удаления стружки. Хорошая смазка обеспечивает легкость хода и предотвращение преждевременного затупления рабочих поверхностей инструмента.
Для нарезки резьбы на валах используется вот такая «приспособа».
Она работает как направляющая, так как точно установить плашку, даже на конус, и нарезать резьбу строго по центру довольно сложно. В тонкой части «приспособы» просверлено отверстие диаметром вала, в нашем случае 2 мм. В толстой части закрепляется инструмент под М2. При работе, тонкая часть надевается на вал и далее производится нарезка. Эта направляющая позволяет двигаться плашке строго по центру вала. Делается такая деталь, на токарном станке, индивидуально под каждое сечение вала.
Как известно, резьбу можно нарезать в отверстиях или на стержнях, для чего существуют два различных типа инструмента для нарезки — метчики и плашки соответственно.
Нарезка резьбы в отверстиях
Для нарезания резьбы в отверстии нужен комплект метчиков -черновой и чистовой. Сначала просверливается отверстие необходимого диаметра (см. таблицу отверстий под резьбу), и проходится резьба черновым метчиком (на нем нанесена одна канавка). Затем проходим резьбу уже чистовым метчиком. Квадратный хвостовик метчика должен быть надежно закреплен в вороте. Для того, чтобы нарезать было легче, отверстие смазывают техническим маслом (солидолом например). Следует помнить, что отклонение диаметра отверстий от указанного в таблице хотя бы на 1 мм приведет к недоброкачественной резьбе, браку.
Нарезка резьбы на стержнях
В отличие от нарезания резьбы в отверстии, на стержне резьба проходится за один раз одной плашкой. Плашка имеет центральное отверстие, которое нарезает резьбу, и периферийные, которые образуют кромки и отводят стружку. Плашку также закрепляют в воротке, смазывают стержень солидолом и аккуратно накручивают на стержень. Если плашку заедает, нужно сделать два оборота в обратном направлении, после чего продолжить нарезать. Перед накручиванием концу стержня придают конусообразную форму с помощью напильника, для того, чтобы резьба была нарезана без перекоса. Диаметры стержней под резьбу вы можете видеть на таблице.
Загрузка...