Знакомимся с процессом нарезания резьбы метчиками и плашками

Несмотря на то, что история резьбового соединения деталей насчитывает много столетий, данный способ разъёмного крепежа продолжает лидировать во всех технических сферах. Секрет популярности – простота и надежность крепления, удобство регулировки затяжки, возможность свободной разборки и сборки. В данной статье мы рассмотрим основные типы резьбонарезных инструментов и их особенности.

Основная классификация резьбонарезного инструмента

В первую очередь резьбонарезной инструмент подразделяется на следующие категории:

  • Машинный или ручной – для применения исключительно на станках автоматах или для нарезки резьб вручную. Большинство инструмента универсальное, пригодное как для машинной, так и ручной нарезки.
  • Для нарезания внутренней резьбы или наружной.
  • Для правой или левой резьбы.
  • Для метрической, трубной и прочих стандартов резьб.

Кратко перечислим основные типы резьбонарезных инструментов:

  • Резьбовые резцы и гребенки.
  • Метчики.
  • Круглые плашки.
  • Резьбовые фрезы.
  • Резьбонарезные регулируемые и самооткрывающиеся головки.

Резьбовые резцы и гребенки

Резьбовые резцы – это резьбонарезной инструмент для точной машинной нарезки наружной и внутренней резьб. Являются оснасткой токарных станков или обрабатывающих центров. По конструкции резьбы подразделяются на:

  • стержневые;
  • призматические;
  • круглые.

Также они могут быть одно- или многониточными (гребенками). Стержневые резьбовые резцы при малом угле подъёма (не более 4°) имеют задние углы на боковых кромках в пределах 4-6° для предварительной нарезки и 8 – 10° для окончательной. При угле подъёма резьбы более 4° задние углы выбираются разными в зависимости от направления обработки – для правой больший угол имеет правая часть профиля, для левой – левая.

Призматические и круглые резцы имеют большее количество переточек и, соответственно, большую долговечность благодаря заточке только по передней поверхности. Призматический резец размещается в специальных державках с постоянным задним углом 15°, передний принимается в зависимости от материала. Круглый резьбонарезной резец также крепится в специальной державке при заднем угле 10-12°, передний обычно равен нулю. Преимуществом резцов является и применение сменных пластин, что позволяет уменьшить расходы на приобретение оснастки.

Метчики и плашки

Метчики и плашки – это резьбонарезной инструмент для, соответственно, нарезки внутренней и наружной резьб.  В зависимости от способа нарезки – машинного, ручного, машинно-ручного, метчик различается по конструкции хвостовика и длине, а также по наличию покрытий и напылений. Для повышения твердости и износостойкости поверхности  в машинном инструменте часто используются такие покрытия как TiN, TiAlN, TiCN, VAP и другие. Важным отличием машинного метчика от ручного является количество проходов для нарезки. В ручных – это 2-3 прохода, в машинных, как правило один.

Читайте также:  Автомобили, признанные лучшими в 2020 году

В зависимости от твердости материала и типа отверстия необходимо подбирать и соответствующий метчик. Для глухих отверстий необходим метчик с винтовыми канавками для отвода стружки и упрощения работы. Работать же с мягкими металлами более удобно метчиком с разреженными зубьями. От параметров материала зависит размер переднего угла метчика:

  • Твердая сталь, чугун, бронза – передний угол от 0 до 5°.
  • Латунь и средние по твердости марки стали – от 8 до 10°.
  • Мягкие и вязкие марки стали – от 12 до 15°.
  • Легкие сплавы – от 20 до 30°

Плашки – представляют собой закаленные гайки с отверстиями образующими режущие кромки используемые для нарезания внутренней резьбы. Данный резьбонарезной инструмент универсальный, подходит для ручной и машинной нарезки. Изготавливаются, как правило, из инструментальной стали 9ХС. Более удобным и дешевым вариантом является клупп, представляющий собой режущую гаечную часть плашки с универсальным креплением.

Метчики и плашки используются преимущественно для резьбы диаметром до 2,5″ или 60 мм. Для более габаритных заготовок применяются резьбонарезные резцы, позволяющие нарезать резьбы любого диаметра и любого шага.

Резьбовые фрезы и другой инструмент

Ещё одним видом резьбонарезного инструмента, используемого в качестве оснастки фрезерных станков, являются гребенчатые и дисковые резьбовые фрезы. Гребенчатые фрезы используются для многониточной нарезки, дисковые – для однониточной.  В гребенчатом инструменте используются затылованные зубья с задним углом 8-12°. Передний угол фрез подбирается в пределах 5 – 10°. Заточка резьбовых фрез производится только по передней поверхности.

Популярным резьбонарезным инструментом является и резьбонарезная головка. В отличие от плашки здесь имеется возможность замены зубьев, установки нужного диаметра нарезки. Широко применяются и самораскрывающиеся головки, срабатывающие при возврате в исходное положение. Такое конструктивное решение позволяет сэкономить значительное количество времени, что особо важно при серийном производстве.

Классификация резьбы

  1. Метрическая. Самая распространенная крепежная резьба. Диаметр деталей измеряется в мм.
  2. Трубная. Используется при монтаже трубопроводов и запорно – регулирующей арматуры (смесители, краны, вентили). Диаметр измеряют в дюймах и долях дюйма, поэтому ее называют еще и дюймовой.
  3. Резьбы на наружной поверхности деталей: болтов, шпилек, труб, называют наружными, а гаек, глухих гнезд и муфт – внутренними.
  4. По направлению вращения различаются левые и правые.
  5. По количеству заходов – одно и многозаходные.
  6. В сечении бывает треугольной, прямоугольной трапецеидальной и др.
  7. Может быть прямой (цилиндрической) или конической.

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.

Читайте также:  Механическая лопата со шнеком для уборки снега

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.

Читайте также:  Изготавливаем трубогиб для профиля своими руками

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

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

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

Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу

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

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

Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу

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

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

При высверливании глухих отверстий контролируем глубину сверления

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

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

Схема нарезки резьбы метчиком