Нарезание резьбы на токарных станках

Геометрические параметры

Параметрами определяется назначение геометрической метрической нарезки для соединения материалов. Основные обозначения:

• Номинальный диаметр резьбы имеет обозначение буквой D. Внутренняя вид крепежа определяется, как d, наружная с заглавной буквы.
• В зависимости от расположения существует определение среднего диаметра резьбы. Обозначается буквами с применением цифр, например D2.
• На чертежах существует параметр резьбы, как внутренний диаметр, обозначение производится цифрой 1, к примеру d
• Для расчета сопряжений, в структуре соединения, используется внутренняя окружность изделия.
• Определение промежутка между верхними точками близко расположенных витков называется шаг резьбы. Чтобы отличить на представленном чертеже детали с повторяющийся величиной диаметра, применяют разделение на основной и шаг с меньшими геометрическими параметрами, обозначение устанавливается буквой Р.
• Ход резьбы и его параметры соответствует перемещению линейной величины винтового крепежного соединения за полный оборот, а также расстояние между вершинами и впадинами, сформированных на поверхности.
• Высота треугольника формирует размеры, параметры соединения, профиль, к обозначению применяется буква Н.

Таблица размеров метрической резьбы Такие параметры, как средний диаметр резьбы должен представляться с использованием сопутствующей документации. Для стандартизированного отображения используются ГОСТы. Стандартами оговорено отображение основных размеров соединяющих изделий и параметров, ГОСТ 24705-2004 применяется ко всем видом нарезных соединений.

Метрические нарезки соединения используются при изготовлении предметов, путем нанесения параметров на чертежи. Размеры резьб описаны в таблице, с номинальным диаметром при диапазоне от 1 до 600 миллиметров. Шаг определяется в таблице от 0,25 до 6 мм, условное обозначение при отображении через «х», например М8×1,5.

Для производства внутренней нарезки — применяют инструмент (резцы, метчики, раздвижные метчики, групповые фрезы, накатные ролики), выпускаемый на серийных инструментальных заводах. Изготовление специального режущего инструмента осуществляют в инструментальных цехах крупных производственных объединений.

Самый распространенный способ это нарезание с помощью метчиков. Резьбу можно нарезать в ручную и на станках разного типа. В серийном производстве применяют автоматы для нарезания в гайках, примером такого оборудования может стать станок МН 63. Его применяют для нарезания резьбы от М12 до М20 с разными шагами. В качестве режущего инструмента применяют метчики с изогнутым хвостовиком. Мощность установленного двигателя позволяет обрабатывать и цветные металлы, и высоколегированные стали.

В условиях массового производства гаек применяют так называемые автоматы для накатки. Они сконструированы таким образом, что позволяют выполнять нарезку на гайках разного размера от М5 до М60 с разной производительностью, от нескольких до десятков штук в минуту, и назначения, например, предназначенных для фиксации анкеров.

Для нарезания в корпусных деталях применяют многошпиндельные агрегаты, позволяющие обрабатывать несколько отверстий сразу. Подобное оборудование применяют при обработке двигательных установок для автомобильной и тракторной техники.

Нарезание внутренней резьбы это довольно тяжелый процесс, во время которого и инструмент, заготовка испытывают серьезные нагрузки, приводящие к повышению температуры. Для этого применяют смазывающе – охлаждающие жидкости (СОЖ).

При ручном получении применяют, например, касторовое масло.

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.

READ Перфоратор

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

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:

1. Приготовленную к нарезке трубу зажимают в тиски в горизонтальном положении.
2. Болгаркой делают торец трубы ровным.
3. При помощи штангенциркуля замеряют наружный диаметр трубы.
4. Сверяются со специальными таблицами, узнавая необходимый (минимальный) диаметр для нарезки резьбы.
5. При помощи болгарки наружную поверхность трубы зачищают до необходимого диаметра.
6. Напильником снимают фаску с торца.
7. Вставленную в плашкодержатель плашку одевают на трубу ее заборной частью.
8. Придавливая плашку к трубе начинают вращать медленно ручки плашкодержателя до тех пор, пока гребёнки нарезного инструмента не начнут «цепляться» за металл и появится стружка.
9. 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.
10. 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:

1. Трубу зажимают в тиски в горизонтальном положении.
2. Производят замер наружного диаметра трубы, сверяются.
3. При помощи болгарки, напильника участок для нарезки резьбы очищают от ржавчины старой краски, излишек металла.
4. Трубу смазывают маслом или свиным жиром.
5. Клупп вставляют в оправу с трещоткой.
6. При помощи направляющей клупп устанавливают на трубе.
7. Прижимая оправу с клуппом к торцу трубы, начинают вращать ручку до появления стружки и увеличения усилия.
8. 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:

1. Трубу зажимают в шпиндель станка.
2. Обтачивают простым резцом до необходимого диаметра.
3. Торец трубы выравнивают, снимают с него фаску.
4. Отключают станок, на поверхность трубы наносят масло или специальную смазку.
5. Одевают на трубу заборной зафиксированную в плашкодержателе плашку.
6. 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:

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

Как правильно определить диаметр отверстия?

Перед тем как нарезать резьбу, изготавливают отверстие, диаметр которого определяют по стандартизированным таблицам. Если подготовить отверстие, сечение которого меньше рекомендованной величины, инструмент выйдет из строя, если больше – результат будет некачественным.

Обозначение резьбы	Диаметр, мм	Обозначение резьбы	Диаметр, мм	Обозначение резьбы	Диаметр, мм
М 2	1,6	М 8	6,7	М 22	19,4
М 2.2	1,75	М 9	7,7	М 24	20,9
М 2.5	2,05	М 10	8,5	М 27	23,9
М 3	2,5	М 11	9,5	М 30	26,4
М 3.5	2,9	М 12	10,2	М 33	29,4
М 4	3,3	М 14	12,0	31,9
М 5	4,2	М 16	14,0	М 39
М 6	5,0	М 18	15,4	М 42	37,4
М 7	6,0	М 20	17,4	М 45	40,4

Размер резьбы, дюймы	Диаметр, мм	Размер резьбы, дюймы	Диаметр, мм
1/8	8,8	7/8	28,1
1/4	11,7	1	30,5
3/8	15,2	1 1/8	35,2
1/2	18,9	1 1/4	39,2
5/8	20,7	1 3/8	41,6
3/4	24,3	45,2

Особенности изделий

Резьбонарезная головка имеет ряд преимуществ (по сравнению с круглыми плашками). В их числе:

1. Автоматическое разведение гребенок на головке. 2. Быстрый отвод головки без обратного свинчивания. 3. Повышенная производительность. 4. Высокая чистота поверхности и точность работ.

Головки более долговечны, чем плашки, и позволяют точно регулировать размеры резьбы, при необходимости выполнять ее нарезку в 2 прохода.

Предлагаемые головки также отличаются:

• разборной конструкцией; • высокой точностью посадки; • безупречным центрированием труб с помощью длинных направляющих.

Принципы нарезки

При нарезке нужно учитывать ряд особенностей:

• точность нарезания определяется параметрами отверстий: диаметр, перпендикулярность осевой линии к поверхности заготовки, длина;
• дюймовая нарезается с углом профиля 60 градусов, а метрическая — 55;
• вершины и впадины дюймовой резьбы, в отличие от метрической, имеют больше притуплений и обладают лучшей герметичностью;
• для упрощения процесса требуется сверление отверстия цилиндрическим сверлом, его подбирают по наименьшему диаметру;
• обязательно требуется снятие фаски;
• при работе инструмент нужно смазывать, чтобы не допустить перегрева;
• при нарезке производится 2 оборота вперёд, а потом 1 назад;
• усилие на режущий инструмент можно ослабить после проходки до середины расчётной длины;
• по достижении нужной длины снять плашку можно путём вращения в обратном направлении;
• перед чистовой нарезкой, нужно сделать черновую.

Конические метчики отличаются удлинённой формой заборной части и неполной резьбой, которая дополнительно выполняет калибрующую роль. В верхней части они имеют квадратное сечение, на режущей части сделаны продольные канавки для удаления стружки.

Нарезка:

1. Заготовка вертикально закрепляется в тисках.
2. На инструмент наносится смазка.
3. Инструмент прикладывается перпендикулярно осевой линии для резки резьбы, то есть строго в горизонтальной плоскости.
4. Выполняется нарезка нескольких витков.
5. Проверяется правильность работ. В случае перекоса нужно убрать режущий инструмент, обстучать деталь и повторить этапы 3–4.
6. Дальнейшая нарезка проводится при условии правильного расположения первых витков. Проверить можно обычным уровнем.
7. Формируется резьба на необходимую длину.
8. По окончании работ удаляют стружку и очищают инструмент от смазки.

Для нарезки на токарных станках применяют головки с резьбонарезными плашками. Особенностью конструкции инструмента является автоматическое раздвигание плашек в процессе работы. Благодаря этому достигается высокая точность обработки и обеспечивается оптимальная производительность.

В некоторых случаях применяют накатные ролики. Точность нарезки ниже, чем в случае применения головок, а сложность работ выше.

Для настройки токарного станка достаточно выставить низкие обороты вращения шпинделя и связать с ними смещение суппорта. Правило настройки: один оборот шпинделя должен соответствовать перемещению суппорта на расстояние шага резьбы.

На токарно-винторезных станках выполнить настройку просто, поскольку доступно много комбинаций сцепления на коробке передач. При необходимости возможна нарезка резьбовых канавок нестандартных размеров.

Нарезаю коническую резьбу двумя способами.

Как вручную нарезать резьбу. Метчиком, плашкой. Видео

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 провести нарезку резьбы на токарном станке?

При массовом производстве метизов используется накатка нити на автоматах. Изготовление единичных деталей выполняют нарезкой резьбы на токарных станках. Шаг выдерживается специально установленным ходовым винтом. Настройка выполняется по таблицам.

Резьбы диаметров до 40 мм выполняются метчиками и плашками, независимо от типа рельефа выступа.

На больших деталях, весом от 500 кг, с диаметром, превышающим длину детали, нарезка может производиться на токарно-карусельных станках, имеющих в своей конструкции гитару.

Методы получения резьб

Резьбы на токарном танке нарезают разными способами в зависимости от типа соединения и размера детали:

• накаткой роликом;
• с применением плашек и метчиков;
• резцами.

При накатывании профильный твердый ролик выдавливает в теле метиза канавку, приподнимая металл выступа. Способ отличается высокой производительностью. Сама нить прочная за счет образующегося на поверхности наклепа.

Таким способом можно изготавливать метизы из низкоуглеродистых пластичных сталей на автоматических линиях. Для накатки при изготовлении малых партий деталей, профильный ролик может устанавливаться на токарный станок.

Диаметр ограничен 24–30 мм.

Нарезание резьбы на токарных станках осуществляется специальным инструментом: метчиками и плашками. Метод высокопроизводительный. Не зависимо от типа резьбы и количества заходов, она изготавливается за один проход. Повышение прочности и точности достигается использованием на диаметрах более 14 мм пары инструментов: чернового и чистового.

Резцом выполняются резьбы любого профиля. Диаметр и вес детали ограничивается техническими характеристиками станка.

Для точения конических резьб на конусе резьбового соединения применяется специальный инструмент и резец. Станок должен иметь все узлы, необходимые для настройки нарезки конических резьб.

По таблицам, расположенным на передней бабке или верхней панели коробки передач, выставляется шаг резьбы. Деталь стачивается на конус по наружному размеру резьбы. Угол заточки 120⁰. Глубина резания регулируется салазками. После касания резца выставляется по лимбу.

Коническая резьба измеряется и обозначается в дюймах. Шаг определяется количеством нитей в 1⁰ параллельно оси трубы. Работать необходимо по таблицам. Проверять резьбы шаблонами и калибрами. Прямое измерение дает большие погрешности.

В отдельных конически соединениях применяется нарезка метрической резьбы по конусу. Ход резца параллельно обрабатываемой поверхности выставляется поворотом салазок.

Классификация резьб

Деление резьб по типу поверхности:

• конические;
• цилиндрические.

По направлению витка:

Без указания направленности, нарезается нить с левым направлением. Она считается стандартной. Инструмент применяется одинаковый. Изменяется на обратное вращение, и режущая кромка переворачивается на 180⁰ — суппорт подводится с противоположной стороны.

Профиль зуба в разрезе имеет разные формы. Используемые виды резьб, изготавливаемых на токарных станках:

• метрические;
• метрические-конические;
• трубные цилиндрические;
• трубные конические;
• дюймовые;
• трапецеидальные;
• упорные;
• круглые.

Для использования метчиков и плашек, деталь крепится в патроне. Резьбовой режущий инструмент поджимается центром задней бабки. При нарезке резцом, длинная деталь поджимается задней бабкой, короткая грибом. Инструмент устанавливается на суппорте и выставляется в оси детали.

Инструмент для нарезания резьб

Производительность работы увеличивается за счет применения резьбонарезных головок. Они имеют 4 сегмента с резцами. Нарезав до конца, устройство раскрывается, освобождая деталь. Инструмент не надо скручивать. Резьба нарезается быстро, как метчиком. Могут обрабатываться диаметры до 100 мм.

Резьбонарезные головки имеют сложную конструкцию и применяются при массовом производстве деталей.

Заточка резца производится по плоскому шаблону, независимо от типа резьбы. Угол должен точно соответствовать впадине, повторяя ее контуры. После нарезки вершины ниток следует зачистить и слегка притупить.

В трапецеидальных профилях углы вершин и впадин закругляются до R 0,3–0,5 мм. В противном случае резьба будет плохо закручиваться и упираться вершинами. С зачищенными верхушками при закручивании резьбы скользят по боковой поверхности, создавая прочное соединение.

Величина максимальной нагрузки и герметичность соединения увеличивается.

Наибольшую производительность при обработке отверстий дает метчик для нарезки внутренних резьб. Выставленные в оси детали, он прорезает все витки, не зависимо от количества заходов.

Особенности нарезания внутренней резьбы

Резьба – надежный способ соединения двух деталей, данный показатель существенно увеличивается, если резьба внутренняя. Нарезание метчиками – снятие металлического материала при помощи режущих кромок с различной шаговостью. Операция проводится за один проход. В зависимости от целевого предназначения мечники подразделяются на: слесарные (метрические и дюймовые резьбы), гаечные, маточные и плашечные. По типу резьбы – левые для создания левосторонней резьбы и соответственно правые.

• способ обработки метчиком

Внутреннюю резьбу наносят метчиком, который изготавливается из углеродистой или высоколегированной стали. Инструмент состоит из хвостовика, крепящегося к патрону стакана и рабочей области – режущая часть с продольными и винтовыми канавками. Заборная часть – верхняя часть конуса, проводит работы по нарезанию резьбы. Калибрующая часть – калибрует направление процесса. Общие правила работы:

• • не рекомендуется сразу наносить резьбу на изделия, изготовленные литьем или штамповкой. Необходимо предварительно рассверлить отверстие, тем самые убирая нагар и окалину;
• • на сверлильных станках метчик должны закреплять в реверсивных патронах, чтобы исключить возможность поломки;
• • обязательное снятие фаски в тех местах, где планируются работы.

Независимо от способа резки: ручная или автоматическая (на станках), применение охлаждающей жидкости является важной составляющей для получения качественного результата

• метод нарезки на токарном станке

Основная проблема использования метчиков – отвод стружки в отверстиях 6 мм и свыше 16 мм. Из-за ограниченного пространства выведение стружки затрудняется, что может стать причиной поломки инструмента. На станках токарного типа резьбу наносят с помощью расточного резца и твердосплавных пластин с полным или частичным профилем.

Контроль качества

Чтобы удостовериться в том, что заготовка была обработана правильно, необходимо воспользоваться резьбовыми шаблонами. С их помощью проверяется шаг резьбы.

Но для комплексной оценки применяется резьбовой калибр. Для удобства его устанавливают в стойке, и настраивают по эталону или шаблону, затем проверяется ход самой детали.

Также можно воспользоваться самым простым и часто используемым методом. Берётся гайка или болт, и прокручивается по выполненной детали.

Если походу движения на резьбе заметны задиры, или нужно прикладывать больше усилий, тогда вы допустили погрешность в работе. Теперь вы уже знаете, как пользоваться токарным станком для выполнения различных гаек, болтов или резьбовых соединений.

Как выкрутить сломанный метчик

Если вы все же нарушили рекомендации и сломали метчик — не отчаивайтесь. Несмотря на то, что высверлить обломанный метчик практически невозможно — его прочность выше прочности обычного сверла, существуют способы спасения ситуации.

Экстрактор. Для метчиков применяется специальный экстрактор с закаленными изогнутыми тонкими шпильками, которые одним концом вводятся в канавки, а другим зажимаются в специальной цилиндрической оправке

Осторожно вращая оправку воротком, можно выкрутить пострадавший инструмент.
Точечная сварка. К обломку приваривается L-образный стержень, за который конструкция и выкручивается пассатижами.
Вытравливание кислотами

Выбирается кислота, сильнее действующая на материал метчика, чем на материал детали. Способ опасный и не рекомендован для применения в домашних мастерских.
Электроискровой способ. На деталь подают минус, а плюсовым электродом контактной сварки аккуратно прикасаются к обломку. В ходе электроискрового разряда он теряет мельчайшие частицы металла в виде раскаленных брызг. Через несколько разрядов, как правило, заклинивание пропадает, и обломок можно выкрутить.

Но самый лучший способ — это вовсе не ломать метчик.