Ювелирное обозрение

Нарезание резьбы на стальных водопроводных трубах и соединительных деталях

Внутреннюю резьбу нарезают метчиками.

Метчик изготавливается из твердосплавного металла и имеет:

• рабочую часть (1);
• заборную часть (2), которая служит для нарезки резьбы;
• калибрующую часть (3), которая служит для направления метчика и для калибровки нарезанного отверстия;
• хвостовую часть (4) с головкой квадратного сечения (5), которая вставляется в вороток во время работы;
• три или четыре продольные канавки (6) для образования режущих кромок и вывода стружки нарезаемого металла.

Полный цикл нарезания резьбы предполагает проход отверстия тремя метчиками:

• черновым(клеймо "1");
• промежуточным(клеймо "2");
• чистовым (клеймо "3").

3.2 Подготовка трубы и инструмент для нарезания трубы

Прежде, чем Вы приступите к нарезанию резьбы:

• измерьте внутренний диаметр трубы для того, чтобы правильно подобрать метчик;
• закрепите трубу в тисках и раззенкуйте её (снимите внутреннюю фаску изнутри под кглом 25-40 градусов на длину 3-4 мм от торца нарезаемой части трубы),использую круглый напильник или коническую развертку;
• вставьте хвостовик чернового метчика (клеймо "1") в вороток.

3.3 Нарезание резьбы

ВНИМАНИЕ!

Самой трудной фазой является начальная фаза нарезания резьбы. Следите за тем, чтобы метчик врезался в трубу без перекосов (ось метчика должна совпадать с осью трубы). При перекосе метчика резьба будет косой.

Нарезание резьбы производите в следующей последовательности:

• смажьте нарезаемую часть трубы и метчик жидким машинным маслом, вставьте заборную часть метчика в трубу;
• вращайте вороток с легким нажимом, слева направо (по часовой стрелке) при нарезании правой резьбы и справа налево (против часовой стрелки) при нарезании левой резьбы.
• нажим прекратите, когда метчик "схватит" нарезаемый металл и продолжайте вращение воротка;
• на один-два рабочих оборота (нарезки) делайте пол-оборота в обратном направлении, чтобы раздробить стружку нарезаемого металла и облегчить работу;
• нарезку продолжайте, пока не нарежете резьбу глубиной 40 мм;
• измерения производите штангенциркулем, металлической линейкой или рулеткой (в зависимости от диаметра нарезаемой трубы).

После чернового метчика используйте средний (клеймо "2") и чистовой (клеймо "3") метчики.

После окончания нарезки чистовым (клеймо "3") метчиком, зачистите резьбу жесткой щеткой и ветошью.

Проверьте качество произведенной Вами работы, ввернув в трубу соответствующую соединяемую деталь.

Обычно эту процедуру делают на заводе на специализированном оборудовании, но иногда приходится заниматься металлообработкой в домашних условиях. В статье расскажем, как и чем правильно нарезать внутреннюю резьбу в металле, а также поговорим об особенностях метчиков на 6, 8, 12 и 10 мм.

Как производится операция и в чем ее суть

Основная задача слесаря – создать отверстие в металлической толще с последующим образованием ложбинок изнутри. Их требуется сделать так, чтобы витки подходили к болту, саморезу или иному крепежному инструменту.

Резьбовой элемент может понадобиться в быту для максимально прочного соединения двух частей. Здесь необходимо добиться максимальной чистоты – чтобы не оставалось стружек, деформаций, сбитых нитей. Также очень важно следовать стандартам ГОСТ по размеру приспособления. Диаметр должен совпадать с винтом, который будет входить внутрь.

Важность имеют многие параметры – тип материала, его плотность, а также состояние, например, температура, наличие коррозии. Сперва следует подготовить заготовку – убрать лишние загрязнения. Затем необходимо верно подобрать инструмент, только после этого приступать к металлообработке в два или три этапа – от черновой до финишной.

Имеют значение несколько параметров:

• диаметр отверстия;
• глубина нарезки;
• количество ниток (это заходы, самое распространенное – наличие трех полостей);
• шаг, то есть расстояние между двумя бороздами.

Чем нарезается внутренняя резьба – общая информация

Приспособление называется метчик. Он может быть двух разновидностей – ручным и машинным, в соответствии со способами нанесения борозд. Материал, который подвергается обработке, – это металл, но не только он. Также есть облегченные модели, они создают нарезку в пластике или дереве. Последний вариант нельзя назвать самым распространенным.

На заводах применяется механизированная техника – металлические сверла делают сквозные отверстия (или несквозную полость), после лезвия наносят несколько витков с заранее определенным шагом. Достоинство такой обработки – высокая точность. Расчеты производятся с помощью компьютерных программ для автоматизированного проектирования, затем данные вводятся в модуль управления – вручную или с помощью ЧПУ. Второе преимущество – фактически невозможен перекос угла спирали, ошибки.

Но в домашних условиях и на мелких производствах чаще применяют более простую, но менее точную процедуру – нарезание внутренней резьбы метчиком вручную. Работу можно проводить на месте, для этого нужно купить само приспособление и сверло, чтобы сделать предварительное отверстие.

Инструмент напоминает по форме елочку из-за того, что рабочая поверхность – ребристое лезвие. Конструктивно изделие представляет собой довольно сложную конфигурацию из инструментальной стали. Такой материал используется из-за его прочности и возможности обрабатывать большинство сплавов, даже чугун. Не очень хорошо получается работать только с каленым металлом – он имеет внутренние напряжения, поэтому считается хрупким и может крошиться в процессе нарезки.

Разновидности и сферы применения метчиков

По способу привода разграничивают:

• Ручные – они имеют квадратный хвостик с полостью, в которую вставляется вторая часть – вороток. Есть две ручки, за которые удобно поворачивать изделие. Результат может не удовлетворять слесаря, если появится перекос.
• Машинные – применяются на металлорежущих станках. Они крепко фиксируются в держателе, точные, не предполагают скоса.

По способу нарезки:

• Универсальные. Их конструкцию можно назвать классической. Инструмент с ходовой частью (ее длина определяет глубину вхождения винта впоследствии, если отверстие не сквозное), которая разделена на участки. Каждый из них имеет определенные геометрические параметры – угол, направление, расстояние, шаг. Обычно их три, каждый предназначен для черновой металлообработки, промежуточной и финишной. Таким образом, можно одним движением добиться максимально точного результата.
• Комплектные. Название говорит само за себя. Потребуется комплект из 3 метчиков, так как сделать внутреннюю резьбу нужно с высокой точностью. Сперва используется наиболее грубый инструмент, затем более тонкий, а в конце – со шлифовкой и оттачиванием самых мелких углов. Покупать набор дороже, но результат намного более высокого качества.

По типу отверстия:

• Для сквозных. Они характеризуются длинным концом. Он обязан плавно входить в заготовку и постепенно расширяться, переходя в рабочий участок.
• Для глухих. Без этого кончика, сразу начинаются витки. Поэтому очень важно затачивать или своевременно менять набор.

По конструкции канавок:

• прямые – прекрасно работаю с мягкими сплавами;
• винтовые, их рабочий участок располагается в шахматном порядке, они могут пройти даже через чугун;
• укороченные – хорошо отводят стружки.

По форме изделие напоминает конус (полный или усеченный) или цилиндр. Также все они различаются по диаметру.

Технология: как пользоваться метчиком для резьбы

Есть несколько этапов, каждый из которого важен. Это подготовительные процедуры, 1, 2, 3 и более подходов вращения, финишная шлифовка. О подготовке подробнее поговорим ниже. Сама манипуляция с инструментом условно проста. Необходимо направить кончик, установить его ровно, а затем с помощью воротка делать вращательные движения.

• Мы не советуем приступать к нарезке неподготовленной заготовки. Если у вас уже есть лист металла, где сквозное отверстие получено путем штамповки или другой металлообработки, необходимо срезать края, то есть зенкеровать или рассверлить.
• Для более плавного захода снимите с образца фаски на верхних 0,5 см. Делать это требуется под углом 60 градусов.
• Инструмент необходимо смазывать и охлаждать в процессе, иначе получится дополнительная термальная обработка, в ходе которой металлическая поверхность может приобрести дополнительную прочность.
• Делайте обратный ход через каждый 1-2 витка. Это позволяет очистить рабочую зону от налипания стружки.

Посмотрим видеоролик. На нем показана не только работа с метчиком для нарезания внутренней резьбы, но и с плашкой – для наружней:

Подготовительные процедуры

Начало любой работы – выбор материала и инструмента. Заготовка должна иметь отверстие. Хуже всего подвергаются обработки те, которые получены путем литья или штамповки. Лучше – если было применено давление или выплавление. Но в любом случае самые подходящие условия создаются при свежей металлообработке с помощью сверления или зенкерования.

Сверло и его сечение подбирают в соответствии с необходимым результатом по нормативному документу – ГОСТ 19257 – 73. Это российский стандарт, но он соответствует международным нормам. Оно должно быть новым или иметь хорошую заточку. В рабочем инструменте (или в патроне станка) его необходимо крепко закрепить, чтоб не было биений или шатаний.

Как правильно определить диаметр и нарезать резьбу метчиком – таблица

Для определения сечения есть специальные нормативы. Представим все данные в виде табличных значений. Сразу оговоримся, что они подходят не для любых задач, а только для стандартных. К ним относятся в том числе все гайки в продаже, которые подходят к шурупам. Поэтому если вам требуется соединение с определенным крепежным элементом, обратите внимание на его маркировку.

Вопрос о том, как нарезать резьбу метчиком, возникает в тех случаях, когда предварительно выполненное отверстие необходимо подготовить для размещения в нем болта, винта, шпильки и резьбового крепежного элемента любого другого типа. Именно метчик в подобных ситуациях является основным инструментом, позволяющим быстро и точно нарезать внутреннюю резьбу с требуемыми геометрическими параметрами.

Ручная нарезка внутренней резьбы выполняется слесарными метчиками в комплекте с воротком

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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

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

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.