Приёмы нарезания резьбы и особенно применяемый при этом режущий инструмент во многом зависят от вида и профиля резьбы. Резьба представляет собой винтовую канавку постоянного сечения на наружной (наружная резьба) или внутренней (внутренняя резьба) цилиндрической или конической поверхности.
5.1. Виды резьбы
Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой), или многозаходные, образованные двумя и более нитками. По направлению винтовой линии резьбы подразделяются на правые и левые. Профилем резьбы называется сечение её витка в плоскости, проходящей через ось цилиндра или конуса, на котором выполнена резьба. Для нарезания резьбы важно также знать основные её элементы: шаг, наружный и внутренний диаметры (рис. 1) и форму профиля резьбы. Шагом резьбы (t) называют расстояние между двумя одноимёнными точками соседних профилей резьбы, измеренное параллельно оси резьбы. Наружный диаметр (d1) - расстояние между крайними наружными точками резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы. Внутренний диаметр (d2) - расстояние между крайними внутренними точками резьбы в направлении, перпендикулярном оси. По форме профиля резьбы подразделяют на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, упорные (профиль в виде неравнобокой трапеции) и круглые (рис. 2). В зависимости от системы размеров резьбы делятся на метрические, дюймовые и трубные. В метрической резьбе угол треугольного профиля равен 60°, элементы резьбы выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М20х1,5 (М - резьба метрическая, первое число - наружный диаметр, второе - шаг). В дюймовой резьбе угол треугольного профиля равен 55°, диаметры резьбы выражают в дюймах (1 дюйм = 25,4 мм), а шаг - числом витков на один дюйм. Пример обозначения: 1 1/4" (наружный диаметр резьбы в дюймах). Обозначение трубной резьбы отличается от дюймовой тем, что её исходным размером является не наружный диаметр резьбы, а диаметр отверстия трубы, на наружной поверхности которой нарезана резьба. Пример обозначения: труба 3/4" (цифры - внутренний диаметр трубы в дюймах).
Рис. 1. Элементы резьбы.
Рис. 2. Формы профиля резьбы.
5.2. Нарезание внутренней резьбы
Внутреннюю резьбу в отверстиях нарезают специальным режущим инструментом - метчиком. Для нарезания резьбы вручную применяют комплекты ручных метчиков, состоящие обычно из трёх или двух метчиков. В комплект из трёх метчиков входят черновой, получистовой (средний) и чистовой метчики. Первым и вторым метчиками нарезают резьбу предварительно, а третьим придают ей окончательный размер и форму. Номер каждого метчика в комплекте отмечен числом рисок на хвостовой части. В комплект из двух метчиков входят черновой и чистовой метчики. При нарезании резьбы метчики закрепляют в специальном приспособлении для нарезания резьбы - воротке.
При нарезании внутренней и наружной резьбы важно правильно выбрать диаметр сверла для получения отверстия под внутреннюю резьбу и диаметр стержня под наружную. Диаметр сверла (или стержня) должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы, так как материал при нарезании резьбы будет частично выдавливаться по направлению к оси отверстия (от оси стержня). В таблице указаны диаметры свёрл и стержней под наиболее распространённые размеры метрической резьбы. Диаметр отверстия (сверла) под внутреннюю резьбу можно определить и без таблицы: приближённо он равен диаметру резьбы за вычетом её шага. Чтобы узнать шаг резьбы, с помощью штангенциркуля или измерительной линейки определяют высоту 10 ниток метчика и полученный результат делят на 10. Нарезание внутренней резьбы выполняют в следующей последовательности. Деталь с предварительно просверленным в ней отверстием закрепляют в тисках таким образом, чтобы ось отверстия была строго вертикальна. В резьбовое отверстие вставляют заборную часть чернового метчика. Проверяют установку метчика по угольнику. Чтобы резьба получилась чистой (а не рваной, грязной), режущую часть метчика и поверхность отверстия смазывают смазочно-охлаждающей жидкостью (например, для стали обычно используют машинное масло, для твёрдого чугуна - керосин). На хвостовую часть метчика надевают подходящий вороток.
Диаметры свёрл и стержней для получения резьбы
| Диаметр резьбы, мм | Диаметр сверла, мм | Диаметр стержня, мм | ||
| твёрдые металлы | мягкие металлы | твёрдые металлы | мягкие металлы | |
| М4 | 3,3 | 3,3 | 3,9 | 3,9 |
| М5 | 4,1 | 4,2 | 4,9 | 4,8 |
| М6 | 4,9 | 5,0 | 5,9 | 5,8 |
| М8 | 6,6 | 6,7 | 7,9 | 7,8 |
| М10 | 8,3 | 8,4 | 9,9 | 9,8 |
| М12 | 10,0 | 10,1 | 11,9 | 11,8 |
Прижимая левой рукой вороток к метчику, правой проворачивают его до врезания на несколько витков в металл.
Взяв вороток двумя руками (рис. 3), начинают медленно и попеременно его вращать (1...1,5 оборота по часовой стрелке, 0,5 оборота - против). Делается это для того, чтобы ломалась образующаяся стружка и тем самым облегчался процесс резания.
Рис. 3. Нарезание внутренней резьбы метчиком.
Закончив нарезание черновым метчиком, его вывёртывают из отверстия, на его место ставят средний, а затем чистовой метчик и повторяют те же операции до полного нарезания резьбы. В процессе резания, как и при установке метчика, угольником регулярно контролируют положение оси метчика по отношению к поверхности детали.
Деталь с нарезанной резьбой освобождают от смазочно-охлаждающей жидкости и стружки, тщательно протирают и затем проверяют резьбу на качество; для этого в отверстие ввёртывают эталонный винт или резьбовой калибр - пробку.
5.3. Нарезание наружной резьбы
Нарезание наружной резьбы вручную осуществляется с помощью плашек - круглых (цельных или разрезных) либо призматических. Круглые плашки при нарезании резьбы закрепляют в специальном приспособлении - плашкодержателе, призматические - в клуппе.
При нарезании наружной резьбы, как и внутренней, важно определить диаметр стержня под резьбу, так как и в этом случае происходит некоторое выдавливание металла и увеличение наружного диаметра образовавшейся резьбы по сравнению с диаметром стержня.
Последовательность операций при нарезании наружной резьбы плашкой: вертикально закрепляют стержень в тисках, напильником снимают на его конце фаску; устанавливают на конец стержня плашку с плашкодержателем таким образом, чтобы маркировка на плашке была внизу, а плоскость плашки была перпендикулярна оси стержня; правой рукой слегка нажимают на плашкодержатель, а левой поворачивают его (рис. 4) до надёжного врезания плашки в металл; смазав стержень и плашку соответствующей смазочно-охлаждающей жидкостью, медленным попеременным вращением (как и при нарезании внутренней резьбы) продолжают нарезание резьбы до тех пор, пока не «прогонят» плашку по требуемой длине стержня; плашку свёртывают со стержня; очищают плашку и стержень от смазочно-охлаждающей жидкости и стружки; нарезанную резьбу проверяют эталонной гайкой.
Рис. 4. Нарезание наружной резьбы плашкой.
При нарезании резьбы могут возникнуть следующие виды брака: нечистая или рваная резьба (причины - отсутствие или недостаточная смазка, перекос метчика или плашки, диаметр отверстия меньше или диаметр стержня больше требуемого); резьба неполного профиля (причины - диаметр отверстия больше или диаметр стержня меньше требуемого). При несоответствии диаметра отверстия или стержня размеру нарезаемой резьбы, перекосах в установке метчика или плашки может произойти поломка инструмента.
Очищая инструмент от стружки, следует пользоваться щёткой, а не смахивать стружку руками, так как можно поранить руки о режущие кромки метчика или плашки. Нельзя также трогать нарезанную резьбу пальцами, проверяя её качество, во избежание ранения рук о заусенцы и рваные края резьбы.