Как правильно нарезать резьбу метчиком: инструмент, подготовка, процесс нарезки

Выбор инструмента

Заранее отметим, что нарезать резьбу можно разными способами. Работать можно как вручную, так и машинным способом. В первом случае, как мы уже отметили выше, необходимо иметь с собой набор инструментов для создания резьбы, во втором же работу ведут на токарном станке.

Вручную нарезать резьбу рекомендуется, если ваша задача заключается в обработке всего нескольких деталей. Например, при сборке сантехнического оборудования, создании бытовых трубопроводов и т.д.

Обработка деталей на токарном станке подразумевает выполнение масштабных задач. Человек с опытом на оборудовании такого типа способен нарезать резьбу в промышленных масштабах, до сотни деталей в час, а иногда и больше. Впрочем, вряд ли вам понадобится такая производительность.

Чаще всего набор ручных инструментов покрывает все бытовые потребности домашних умельцев. С их помощью вам тоже удастся нарезать резьбу правильно и качественно, только времени и сил уйдет больше.

Упоминаемый выше набор оборудования в основном представлен метчиками и плашками, а также различными дополнительными деталями.

Особенности метчиков

Метчиками называют конусообразные или цилиндрические детали, что предназначены для нарезки внутренней резьбы. В частности с их помощью выполняется резьба на трубах, гайках, мелких шайбах, различного рода зажимах и даже фланцах.

Метчиками пользоваться довольно удобно. Они состоят из рабочей и тыльной части. Рабочая часть имеет уникальную форму и диаметр. На ее краях нанесены специальные резцы или зубцы с некоторым шагом. Зубцы при вращении нарезают металл параллельно с удалением стружки.

Тыльная сторона выполнена в определенной форме, что облегчает фиксацию метчика на рабочем инструменте.

Разнообразные метчики для бытового применения

Метчиками с возможностью нарезки резьбы без образования стружки тоже пользуются, но намного реже, ведь они стоят дороже.

Встречаются метчики:

Черновые;
Получерновые;
Чистовые.

Черновые выполняют первый проход, удаляют большинство стружки и формируют грубые канавки под резьбу. Это еще не полноценная резьба, но подготовка уже выполнена.

Получерновые модели встречаются крайне редко. Они предназначаются для доделки черновых канавок, их очистки и формирования заготовки под чистую резьбу. Получерновыми метчиками пользуются преимущественно при изготовлении сложных деталей.

Последний образец – чистовой метчик, формирует готовую к эксплуатации резьбу точных размеров и формы.

По типу выполняемых действий метчики делят на:

Метрические;
Гаечные;
Трубные;
Машинные.

Отметим что метчиками, равно как и плашками, можно нарезать резьбу разных размеров, направлений и формы. Все зависит от выбранной модели оборудования.

Особенности плашек

Плашкой называют режущий инструмент, который применяется при выполнении наружной резьбы. Простейший пример наличия наружной резьбы – это болт. В то время как пример внутренней резьбы – гайка.

Плашки плоские, со стороны сильно напоминают крупные шайбы или зажимы для станочных патронов. Только внутри плашки находится режущая насадка с несколькими рядами закрученных резцов.

Метчик и плашка, вблизи

Плашки могут иметь разную форму, тип сборки и габариты. Встречаются как круглые модели, так и квадратные. Некоторые варианты полностью цельные, другие можно разобрать и заменить режущую насадку.

Режущая часть состоит из трех рабочих зон. Две зоны, что располагаются по краям, состоят из зубцов, внутренняя же зона отвечает за отвод стружки и корректировку направления вращения.

Именно благодаря внутренней зоне плашки обладают самозатягивающимся свойством. То есть после нескольких вращений на трубе плашка фиксируется.

Дальше вращать ее можно без давления, так как затягиваться она будет в направлении образования резьбы. В то время как метчики необходимо вращать с усилием на протяжении всего процесса.

Разновидности плашек, по сути, аналогичны с разновидностями метчиков. Если вы купили крупный набор инструментов, то наверняка получите сразу несколько таких деталей.

Общая информация о резьбонарезании

Выбирая инструмент для нарезания резьбы следует учитывать особенности резьбовых поверхностей. К ним можно отнести следующие моменты:

Нарезание витков проводится механическим путем при применении специального оборудования. При снятии металла образуются канавки и витки, которые идеально сочетаются с поверхностью второго элемента.
Все применяемые инструменты для нарезания резьбы и технологии можно условно разделить на две категории: ручные и автоматизированные. На протяжении длительного периода использовали станки токарно-винторезной группы.
На момент использования ручных инструментов при резьбонарезании нужно использовать смазку. Она существенно продлевает срок службы приспособлений, упрощает сам процесс резьбонарезания.

Нарезание резьбы разными видами плашек

Стоит учитывать, что ручные варианты исполнения имеют внутреннюю поверхность, которая и определяет размеры витков и шах их расположения. В случае обработки на токарно-винторезном станке, параметры будущей резьбовой поверхности определяются подачей и скоростью перемещения суппорта.

Удаление сломанного инструмента

Даже слесари с многолетним опытом в силу разных причин иногда ломают метчики при нарезании внутренних резьб ручным способом. Вопрос в том, как извлечь обломок изделия, ведь не всегда проблему можно решить проделыванием другого отверстия. Если обломок хоть немного торчит над поверхностью, стоит попробовать захватить его пассатижами или губками ручных тисков и попытаться вывернуть естественным образом. Как правило, это дает успешный результат.

Когда обломок рабочей части полностью сидит в отверстии, нужны кардинальные меры. Одна из них — попробовать вывернуть его оттуда сверлом левого вращения, работая дрелью на самых низких оборотах. Ничего не выходит? Придется отыскать сверло с твердосплавным наконечником или алмазом и просто высверлить застрявший кусок инструмента.

Отломанную рабочую часть метчика подчас бывает очень трудно извлечь, поэтому к выполнению работы надо отнестись скрупулезно, особенно при недостатке опыта. Пользуйтесь хорошо заточенным инструментом, соблюдайте все предложенные выше рекомендации, и вы 100% получите результат в виде надежного резьбового соединения.

Как нарезать внутреннюю резьбу метчиком

Для создания внутренней резьбы в готовых отверстиях необходимо подобрать соответствующий метчик по размеру и характеристикам. Практически все показатели по выбору и качеству резьбы регулируются нормативные документом ГОСТ 19257-73. Рекомендации по работе:

• для изделий, полученных литьем или штамповкой требуется дополнительная подготовка прежде чем наносить резьбу. Отверстие зенкеруется или рассверливается для увеличения диаметра;
• для точной и качественной резьбы рекомендуется хвостовик метчика крепить в патронах с реверсивными, самоцентрующимися и плавающими свойствами;
• со всех обрабатываемых заготовок предварительно снимается фаска;
• в процессе нарезания обязательно применяются охлаждающие и смазывающие растворы.

Типы резьбы: метрическая, дюймовая и трубная.

Метрическая – параметры резьбы измеряются в мм, с соответствующей маркировкой «М».
Дюймовая – используется для конической формы метчиков, измеряется в дюймах.
Трубная – для цилиндрических метчиков, резьба наносится на трубные соединения.

Лерка для нарезки резьбы. Раскрываем особенности работы

Классификация лерок

Лерки для нарезки резьбы различают по следующим признакам:

По способу получения резьбы – машинному или вручную.
По материалам, из которых изготавливается данная оснастка.
По профилю резьбовой части на конечном изделии.
По характеристикам нарезаемой резьбы: её диаметру и шагу.

Часто лерками называют и инструмент для получения внутренних резьб, но это неверно – такую оснастку именуют метчиками.

Лерка для нарезки резьбы всегда используется в паре с плашкодержателем – оснасткой, где производится закрепление резьбообразующего инструмента. Внешний вид таких приспособлений определяется конструкцией лерки.

В частности, для ручного нарезания резьбы плашкодержатели снабжаются ручкой и тремя-четырьмя фиксирующими лерку гужонами, которые равномерно распределяются по дуге посадочной поверхности.

При машинном формообразовании резьбовых профилей плашкодержатели имеют вид плоской призмы.

Для универсализации конструкций плашкодержателей инструментальные предприятия, которые производят лерки, выполняют их внешнюю поверхность одинаковой для смежной группы резьб (например, М10 и М12). Также унифицируются по своим посадочным местам лерки, предназначенные для получения резьбы с одним диаметром, но разному шагу резьбы.

Стандартная маркировка лерки включает в своё обозначение букву, определяющую вид резьбы – дюймовая (Д) или метрическая (М). Редко, но применяются также лерки с левым направлением резьбы (например, в посадочных местах приспособлений для стяжки грузовых тросов и канатов, в радиаторах отопления и пр.). Тогда к обозначению лерки добавляют латинские буквы LН.

Для лерок, формирующих резьбу на трубах, к обозначению добавляют букву G. Такие лерки могут иметь конический профиль резьбообразующей части, и используются при получении резьбовых частей на трубах, в частности, на сгонах, переходниках и т. д.

Параметры и характеристики лерок отечественного производства регламентируются требованиями ГОСТ 9740.

Лерки для ручного нарезания резьбы

При ручном нарезании резьбы заготовка (стержень, труба) неподвижна, а вращается сам инструмент. Окружная скорость скольжения при этом отсутствует, поэтому лерки для нарезки резьбы практически не нагреваются до высоких температур.

Для снижения механического износа резьбообразующего профиля, и уменьшения усилия необходимый под нарезку участок заготовки смазывают.

При больших разницах между диаметром исходной заготовки и диаметром резьбы смазывать необходимо и внутреннюю поверхность лерки.

Диаметр нарезаемой резьбы	М6	М8	М10	М12	М16	М20
Диаметр исходного стержня (или трубчатой заготовки),мм	5,80…5,95	7,75…7,90	9,70…9,95	11,80…11,95	15,80…15,95	19,80…19,95

Примечание. Приведённые в таблице данные могут использоваться также и для определения диаметра исходной заготовки под последующее формообразование резьбы на автоматах с плоскими плашками.

Важным элементом для правильного выбора лерки является материал, из которого она изготовлена.

Особенность процесса резьбонарезания – постепенное нарастание усилия, с резким его снижением к концу процесса – предопределяет повышенную вязкость материала лерки, в противном случае резьбовый профиль интенсивно выкрашивается.

Поэтому оптимальным выбором будут лерки из легированной инструментальной стали Х12Ф1 или 9ХС, при твёрдости 59…61HRC. Для нарезания резьб на жаропрочных и легированных сталях подойдёт инструмент из быстрорежущей стали марок Р6М5 или Р9К6, с твёрдостью 60…63 HRC.

Цена таких лерок будет высокой, поэтому их использование оправдано лишь при больших объёмах производства резьбовых деталей. Для бытовых целей вполне допустимо использовать лерки, изготовленные из углеродистых инструментальных сталей У10 или У12.

Наиболее высокий рейтинг из предприятий, которые производят подобную инструментальную оснастку, имеют предприятия Ижевска, Челябинска, Владивостока, Самары, Брянска, Нижнего Новгорода (Россия), Орши, Минска (Белоруссия), Львова (Украина). В эксплуатации отлично зарекомендовали себя лерки зарубежного производства от UFC (Италия) и CM Tools (Финляндия).

Разновидности и сферы применения метчиков

Нарезание внутренней резьбы может выполняться вручную или с использованием станков различного типа (сверлильных, токарных и др.). Рабочими инструментами, которые выполняют основную работу по нарезанию внутренней резьбы, являются машинно-ручные или машинные метчики.

На различные виды метчики делят в зависимости от целого ряда параметров. Общепринятыми считаются следующие принципы классификации метчиков.

По способу приведения во вращение различают машинно-ручные и машинные метчики, при помощи которых осуществляется нарезка внутренней резьбы. Машинно-ручные метчики, оснащенные квадратным хвостовиком, используют в комплекте со специальным приспособлением с двумя ручками (это так называемый вороток, держатель метчиков). При помощи такого приспособления метчик приводится во вращение и нарезает резьбу. Нарезка резьбы метчиком машинного типа осуществляется на металлорежущих станках различного типа, в патроне которых такой инструмент и фиксируется.
По способу, которым нарезают внутреннюю резьбу, различают универсальные (проходные) и комплектные метчики. Рабочая часть первых разделена на несколько участков, каждый из которых отличается от остальных своими геометрическими параметрами. Участок рабочей части, который первым начинает взаимодействовать с обрабатываемой поверхностью, выполняет черновую обработку, второй – промежуточную, а третий, расположенный ближе к хвостовику, – чистовую. Для нарезки резьбы комплектными метчиками требуется использование нескольких инструментов. Так, если комплект состоит из трех метчиков, то первый из них предназначен для выполнения черновой обработки, второй – для промежуточной, третий – для финишной. Как правило, комплект метчиков для нарезания резьбы определенного диаметра включает в себя три инструмента, но в отдельных случаях, когда обработке подвергаются изделия, изготовленные из особо твердого материала, могут использоваться наборы, состоящие из пяти инструментов.
По типу отверстия, на внутренней поверхности которого необходимо нарезать резьбу, различают метчики для сквозных и глухих отверстий. Инструмент для обработки сквозных отверстий характеризуется удлиненным конусным кончиком (заходом), который плавно переходит в рабочую часть. Такую конструкцию чаще всего имеют метчики универсального типа. Процесс нарезания внутренней резьбы в глухих отверстиях осуществляется метчиками, конусный кончик которых срезан и выполняет функцию простейшей фрезы. Такая конструкция метчика позволяет нарезать с его помощью резьбу на всю глубину глухого отверстия. Для нарезания резьбы данного типа, как правило, используется комплект метчиков, приводимых во вращение вручную, при помощи воротка.
По конструкции рабочей части метчики могут быть с прямыми, винтовыми или укороченными стружкоотводящими канавками. Следует иметь в виду, что использовать метчики с канавками различного типа можно для нарезания резьбы в изделиях из относительно мягких материалов – углеродистых, низколегированных стальных сплавов и др. Если же резьбу необходимо нарезать в деталях, изготовленных из очень твердых или вязких материалов (нержавеющих, жаропрочных сталей и др.), то для этих целей используют метчики, режущие элементы которых располагаются в шахматном порядке.

Хороший метчик сделан из качественной инструментальной стали, выглядит аккуратно и имеет ровно проточенные витки и канавки

Метчики, как правило, применяются для нарезания метрической резьбы, но есть инструменты, с помощью которых нарезают трубную и дюймовую внутреннюю резьбу. Кроме того, различаются метчики и по форме своей рабочей поверхности, которая может быть цилиндрической или конической.

Что такое плашка?

Плашка — инструмент для создания резьбы на внешней поверхности цилиндрических заготовок. На обрабатываемой стороне появляются равномерные закрученные канавки, на которые накручивается соединительная деталь. Ровная резьба получается благодаря сложному устройству граней, расположенных на внутренней стороне оснастки. При вращении инструмента острые кромки создают равномерные витки.

Конструкция плашки — цилиндрическая форма с точным расположением резцов на внутренней стороне. Диаметр различается зависимо от размера обрабатываемых заготовок. На оснастке присутствуют отверстия, которые нужны для закрепления воротка. С его помощью на оснастку передаётся усилие.

Что такое метчик

Метчик – инструмент цилиндрической формы, предназначенный для нарезания резьбы внутри крепежных элементов, в том числе гаек и труб.

Различные конструкции метчиков делают их универсальным инструментом для нарезания внутренней резьбы. Фото, размещенные на страницах интернет-ресурсов, позволяют судить об этом. Многообразие конструктивных решений метчиков обусловлено материалом подвергаемых обработке заготовок, а также характером и условиями самого процесса. При всем модельном разнообразии основной принцип работы и строения метчиков остается одинаковым. Инструмент прокладывает резьбу в результате вкручивания.

Процесс нарезания

диаметры отверстий для резьбы в зависимости от вида металла

Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.

Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы. Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла. При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.

Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:

До=Дм * 0,8;

здесь: Дм — диаметр метчика.

Тип	Диаметр	Шаг
М1	0,75	0,25
М1,2	0,95	0,25
1,4	1,1	0,3
1,7	1,3	0,36
2,6	1,6	0,4
2,8	1,9	0,4
М3	2,1	0,46
М3	2,5	0,5
М4	3,3	0,7
М5	4,1	0,8
М6	4,9	1
М8	6,7	1,25
М10	8,4	1,5

Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия

Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца

Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие. Выполняется так: 1\2 оборота по ходу чередуется с 1\4 оборота против хода винта для разрушения стружки

Резьба в дюймах	Наружный Д, мм	Диаметр, в мм	Шаг, мм
1\8″	2,095	0,74	1,058
1\4″	6,35	4,72	1,27
3\16″	4,762	3,47	1,058
5\16″	7,938	6,13	1,411
7\16″	11,112	8,79	1,814
3\8″	9,525	7,49	1,588

Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы

Технология нарезки

Технология нарезки резьбовых частей ручным и автоматическим способом существенно отличается.

Плашкой

Плашка

Для того чтобы нарезать резьбу на водопроводной трубе своими руками плашкой, выполняют следующие операции:

Приготовленную к нарезке трубу зажимают в тиски в горизонтальном положении.
Болгаркой делают торец трубы ровным.
При помощи штангенциркуля замеряют наружный диаметр трубы.
Сверяются со специальными таблицами, узнавая необходимый (минимальный) диаметр для нарезки резьбы.
При помощи болгарки наружную поверхность трубы зачищают до необходимого диаметра.
Напильником снимают фаску с торца.
Вставленную в плашкодержатель плашку одевают на трубу ее заборной частью.
Придавливая плашку к трубе начинают вращать медленно ручки плашкодержателя до тех пор, пока гребёнки нарезного инструмента не начнут «цепляться» за металл и появится стружка.
В дальнейшем медленно вращая плашкодержатель с плашкой по часовой стрелке, нарезают необходимую длину резьбовой части. При этом делая 2-3 оборота по часовой стрелке, чтобы сбросить стружку плашку поворачивают на 1-2 оборота против часовой стрелки.
Для того чтобы нарезка шла с меньшим усилием и лезвия инструмента не тупились на трубу периодически наносят небольшое количество машинного масла.

После завершения резьбонарезных работ плашку очищают от стружки. Трубу вынимают из тисков и при помощи изделия с гайки или специального калибра проверяют качество проделанной работы.

Клуппом

Ручной клупп

Резьбонарезные работы клуппом производятся следующим образом:

Трубу зажимают в тиски в горизонтальном положении.
Производят замер наружного диаметра трубы, сверяются.
При помощи болгарки, напильника участок для нарезки резьбы очищают от ржавчины старой краски, излишек металла.
Трубу смазывают маслом или свиным жиром.
Клупп вставляют в оправу с трещоткой.
При помощи направляющей клупп устанавливают на трубе.
Прижимая оправу с клуппом к торцу трубы, начинают вращать ручку до появления стружки и увеличения усилия.
После того как резцы клуппа зацепились за металл, руку, прижимающую инструмент к трубе убирают и нарезают необходимую длину резьбовой части.

В ходе нарезки на каждые 2-3 оборота клуппом по часовой стрелке, делают 1-2 против – это позволяет сбрасывать образовавшуюся стружку, избегать забивания резцов инструмента.

На токарном станке

Современный токарный станок

Работы на токарном станке могут производиться с помощью специальной плашки или резьбонарезного резца:

Нарезка резьбовой части на станке производится следующим образом:

Трубу зажимают в шпиндель станка.
Обтачивают простым резцом до необходимого диаметра.
Торец трубы выравнивают, снимают с него фаску.
Отключают станок, на поверхность трубы наносят масло или специальную смазку.
Одевают на трубу заборной зафиксированную в плашкодержателе плашку.
Включают малые обороты станка и, придерживая инструмент, медленно нарезают на трубе резьбу.

После того как резьбовая часть нарезана станок останавливают, включают реверс, на медленных обратных оборотах аккуратно снимают плашку.

Резьбонарезные работы с помощью специального резца производятся следующим образом:

При помощи простого резца труба обтачивается до необходимого диаметра, ее торец выравнивается, с него снимается фаска.
Резьбонарезной резец устанавливается в резцовой головке.
При помощи специального шаблона режущая кромка инструмента выравнивается относительно установленной, после чего он надежно фиксируется в резцовой головке.
При помощи специальных таблиц настраивают станок.
Производят нарезку резьбовой части в 2-3 приема, углубляя ее канавки за один проход резца на 0,5-0,7 мм.

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.