Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.
Диаметр резьбы и проходное отверстие должны соответствовать стандартам, иначе канавки выйдут слишком маленькие и резьбовое соединение будет ненадежным
Разновидности и параметры резьбы
Параметрами, по которым резьбу разделяют на различные типы, являются:
- единицы исчисления диаметра (метрическая, дюймовая и др.);
- количество заходов ниток (одно-, двух- или трехзаходная);
- форма, в которой выполнены элементы профиля (треугольная, прямоугольная, круглая, трапециевидная);
- направление подъема витков (правая или левая);
- место размещения на изделии (наружная или внутренняя);
- форма поверхности (цилиндрическая или коническая);
- назначение (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая).
Параметры метрической резьбы
В зависимости от вышеперечисленных параметров различают следующие виды резьбы:
- цилиндрическая, которая обозначается буквами MJ;
- метрическая и коническая, обозначаемые соответственно M и MK;
- трубная, для обозначения которой используются буквы G и R;
- с круглым профилем, названная в честь Эдисона и маркируемая буквой E;
- трапецеидальная, обозначаемая Tr;
- круглая, используемая для монтажа сантехнической арматуры, – Кр;
- упорная и упорная усиленная, маркируемые как S и S45 соответственно;
- дюймовая резьба, которая также может быть цилиндрической и конической, – BSW, UTS, NPT;
- используемая для соединения труб, монтируемых в нефтяных скважинах.
Типы резьбы по ГОСТ-ам
Применение метчика
Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.
Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.
Метчик: конструкция и параметры
Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.
Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.
Разновидности метчиков для резьбы и их отличия
Минимальный комплект метчиков
Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.
Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.
Некоторые разновидности воротков для метчиков
При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.
- Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
- Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
- Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.
Комплект из трех метчиков
Метчики используются преимущественно для нарезания резьбы метрического типа. Значительно реже, чем метрические, применяются метчики, предназначенные для обработки внутренних стенок труб. Они в соответствии со своим назначением называются трубными, а отличить их можно по букве G, присутствующей в их маркировке.
Технология нарезания внутренней резьбы
Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.
Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.
Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу
Таблица 2. Диаметры отверстий под дюймовые резьбы
Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.
Ознакомиться с положениями ГОСТ, регламентирующими нарезание метрической резьбы, можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:
До = Дм х 0,8, где:
До – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,
Дм – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.
Схема нарезания внутреней резьбы метчиком
Воротки, в которые вставляется резьбовой метчик, могут иметь простейшую конструкцию или оснащаться трещоткой. Работать такими приспособлениями с зафиксированными в них инструментами следует очень аккуратно. Чтобы получить качественную и чистую резьбу, вращение метчика по часовой стрелке, совершаемое на пол-оборота, необходимо чередовать с его проворачиванием на одну четвертую оборота против хода резьбы.
Резьба будет нарезаться значительно легче, если в процессе выполнения этой процедуры использовать смазку. Роль такой смазки при нарезании резьбы в изделиях из стали может играть олифа, а при обработке алюминиевых сплавов – спирт, скипидар или керосин. Если таких технических жидкостей нет под рукой, то для смазки метчика и нарезаемой резьбы можно использовать обычное машинное масло (однако оно обладает меньшим эффектом, чем перечисленные выше вещества).
При изготовлении резьбовых отверстий под метрические болты, винты, шпильки сначала в материале просверливается отверстие, а затем при помощи метчика в нем нарезается резьба. Но прежде чем приступить к сверлению, необходимо подобрать оптимальный диаметр сверла под планируемую внутреннюю резьбу, воспользовавшись специальной таблицей соответствия. Приведенные в ней значения применимы для чугуна, сталей, алюминиевых сплавов и меди.
Если размер отверстия будет больше положенного, то есть риск получить недостаточно глубокую резьбовую канавку и как следствие ослабленное соединение. Если размер отверстия слишком мал, то будут трудности при работе с метчиком, так как возникает большое сопротивление резанию, нагревание инструмента, налипание стружки на режущие кромки, заклинивание и даже поломка метчика.
Пользоваться таблицей очень просто. Для этого важно знать основные параметры метрической резьбы – это ее шаг (Р) и номинальный диаметр (d), которые измеряются в долях метра. Под шагом понимают расстояние между двумя вершинами соседних витков. За номинальный диаметр принимают наружный диаметр резьбы, который равен расстоянию между крайними точками наружных выступов винтовой линии.
Таблица рекомендуемых диаметров отверстий под резьбу, мм
| d резьбы | Шаг | d сверла | Шаг | d сверла | Шаг | d сверла | Шаг | d сверла | Шаг | d сверла | Шаг | d сверла |
| 2 | 0.4 | 1.6 | 0.25 | 1.75 | ||||||||
| 3 | 0.5 | 2.5 | 0.35 | 2.65 | ||||||||
| 4 | 0.7 | 3.3 | 0.5 | 3.5 | ||||||||
| 5 | 0.8 | 4.2 | 0.5 | 4.5 | ||||||||
| 6 | 1 | 5 | 0.75 | 5.2 | 0.5 | 5.5 | ||||||
| 7 | 1 | 6 | 0.75 | 6.2 | 0.5 | 6.5 | ||||||
| 8 | 1.25 | 6.7 | 1 | 7 | 0.75 | 7.2 | 0.5 | 7.5 | ||||
| 9 | 1.25 | 7.7 | 1 | 8 | 0.75 | 7.2 | 0.5 | 8.5 | ||||
| 10 | 1.5 | 8.5 | 1.25 | 8.7 | 1 | 9 | 0.75 | 9.2 | 0.5 | 9.5 | ||
| 11 | 1.5 | 9.5 | 1 | 10 | 0.75 | 10.2 | 0.5 | 10.5 | ||||
| 12 | 1.75 | 10.2 | 1.5 | 10.5 | 1.25 | 10.7 | 1 | 11 | 0.75 | 11.2 | 0.5 | 11.5 |
| 14 | 2 | 12 | 1.5 | 12.5 | 1.25 | 12.6 | 1 | 13 | 0.75 | 13.2 | 0.5 | 13.5 |
| 16 | 2 | 14 | 1.5 | 14.5 | 1 | 15 | 0.75 | 15.2 | 0.5 | 15.5 | ||
| 18 | 2.5 | 15.4 | 2 | 16 | 1.5 | 16.5 | 1 | 17 | 0.75 | 17.2 | 0.5 | 17.5 |
| 20 | 2.5 | 17.4 | 2 | 18 | 1.5 | 18.5 | 1 | 19 | 0.75 | 19.2 | 0.5 | 19.5 |
| 22 | 2.5 | 19.4 | 2 | 20 | 1.5 | 20.5 | 1 | 21 | 0.75 | 21.2 | 0.5 | 21.5 |
| 24 | 3 | 20.8 | 2 | 22 | 1.5 | 22.5 | 1 | 23 | 0.75 | 23.2 | ||
| 27 | 3 | 23.9 | 2 | 25 | 1.5 | 25.5 | 1 | 26 | 0.75 | 26.2 | ||
| 30 | 3.5 | 26.4 | 3 | 26.9 | 2 | 28 | 1.5 | 28.5 | 1 | 29 | 0.75 | 29.2 |
| 33 | 3.5 | 29.4 | 3 | 29.9 | 2 | 31 | 1.5 | 31.5 | 1 | 32 | 0.75 | 32.2 |
| 36 | 4 | 31.9 | 3 | 32.9 | 2 | 34 | 1.5 | 34.5 | 1 | 35 | ||
| 39 | 4 | 34.9 | 3 | 35.9 | 2 | 37 | 1.5 | 37.5 | 1 | 38 | ||
| 42 | 4.5 | 37.4 | 4 | 37.9 | 3 | 38.9 | 2 | 34 | 1.5 | 40.5 | 1 | 41 |
| 45 | 4.5 | 40.4 | 4 | 40.9 | 3 | 41.9 | 2 | 43 | 1.5 | 43.5 | 1 | 44 |
| 48 | 5 | 42.8 | 4 | 43.9 | 3 | 44.9 | 2 | 46 | 1.5 | 46.5 | 1 | 47 |
Из таблицы видно, что диаметр сверла меньше наружного диаметра резьбы примерно на величину шага, то есть:
На практике многие домашние мастера постоянно пользуются этой простой формулой, когда нет возможности обратиться к таблице.
Например, для М10х1.5: Dотв = 10 – 1.5 = 8.5 мм
Этот способ вполне приемлем, когда резьбонарезание выполняется ручным способом в условиях слесарной мастерской. Если планируемое резьбовое соединение в процессе эксплуатации не будет подвергаться серьезным нагрузкам, то можно допустить незначительное увеличение величины отверстия. На сборочном производстве, где требуется высокая точность размеров резьбового профиля, любые отклонения неприемлемы. Диаметры отверстия под резьбу с полем допуска устанавливает ГОСТ 19257-73.
Цветом выделен основной шаг резьбы
| Метрическая резьба, М | |||
| Метчик | Сверло | Метчик | Сверло |
| М1.4х0.3 | 1.1 | М14х1.25 | 12.8 |
| М1.6х0.35 | 1.25 | М14х1 | 13 |
| М2х0.4 | 1.6 | М16х2 | 14 |
| М2.5х0.45 | 2.05 | М16х1.5 | 14.5 |
| М3х0.5 | 2.5 | М16х1.25 | 14.8 |
| М3.5х0.6 | 2.9 | М16х1 | 15 |
| М4х0.7 | 3.3 | М18х2.5 | 15.5 |
| М4х0.5 | 3.5 | М18х2 | 16 |
| М5х0.8 | 4.2 | М18х1.5 | 16.5 |
| М5х0.5 | 4.5 | М18х1 | 17 |
| М6х1 | 5 | М20х2.5 | 17.5 |
| М6х0.5 | 5.5 | М20х2 | 18 |
| М7х1 | 6 | М20х1.5 | 18.5 |
| М7х0.5 | 6.5 | М22х2.5 | 19.5 |
| М8х1.25 | 6.8 | М22х2 | 20 |
| М8х1 | 7 | М22х1.5 | 20.5 |
| М8х0.75 | 7.2 | М24х3 | 21 |
| М8х0.5 | 7.5 | М24х2 | 22 |
| М9х1.25 | 7.8 | М24х1.5 | 22.5 |
| М9х1 | 8 | М27х3 | 24 |
| М10х1.5 | 8.5 | М27х2 | 25 |
| М10х1.25 | 8.8 | М27х1.5 | 25.5 |
| М10х1 | 9 | М30х3.5 | 26.5 |
| М11х1.5 | 9.5 | М30х3 | 27 |
| М11х1.25 | 9.8 | М30х2 | 28 |
| М11х1 | 10 | М30х1.5 | 28.5 |
| М12х1.75 | 10.2 | М33х3.5 | 29.5 |
| М12х1.5 | 10.5 | М33х3 | 30 |
| М12х1.25 | 10.8 | М33х2 | 31 |
| М12х1 | 11 | М33х1.5 | 31.5 |
| М14х2 | 12 | М36х4 | 32 |
| М14х1.5 | 12.5 | М42х4.5 | 37.5 |
Скачать таблицу "Диаметр сверла под метрическую резьбу"
| Трубная резьба, G | |||
| Метчик | Сверло | Метчик | Сверло |
| G 1/8 | 8.8 | G 1 1/4 | 39.5 |
| G 1/4 | 11.8 | G 1 3/8 | 42 |
| G 3/8 | 15.25 | G 1 1/2 | 45.5 |
| G 1/2 | 19 | G 2 | 57.5 |
| G 5/8 | 21 | G 2 1/4 | 63.5 |
| G 3/4 | 24.5 | G 2 1/2 | 72.5 |
| G 7/8 | 28.25 | G 2 3/4 | 78.5 |
| G 1 | 30.75 | G 3 | 85.5 |
| G 1 1/8 | 35.5 | ||
| Дюймовая резьба UNC | |||
| 1/4х20 | 5.1 | 7/8х9 | 19.5 |
| 5/16х18 | 6.5 | 1х8 | 22.25 |
| 3/8х16 | 8 | 1 1/8х7 | 25 |
| 7/16х14 | 9.4 | 1 1/4х7 | 28.25 |
| 1/2х13 | 10.8 | 1 3/8х6 | 30.75 |
| 9/16х12 | 12.2 | 1 1/2х6 | 34 |
| 5/8х11 | 13.6 | 1 3/4х5 | 39.5 |
| 3/4х10 | 16.5 | 2х4 | 45 |
| Дюймовая мелкая резьба UNF | |||
| 1/4х28 | 5.5 | 3/4х16 | 17.5 |
| 5/16х24 | 6.9 | 7/8х14 | 20.5 |
| 3/8х24 | 8.5 | 1х12 | 23.25 |
| 7/16х20 | 9.9 | 1 1/8х12 | 26.5 |
| 1/2х20 | 11.5 | 1 1/4х12 | 29.75 |
| 9/16х18 | 12.9 | 1 3/8х12 | 33 |
| 5/8х18 | 14.5 | 1 1/2х12 | 36 |
| Трапецеидальная резьба Tr | |||
| Tr 8х1.5 | 6.6 | Tr 14х3 | 11.25 |
| Tr 10х1.5 | 8.6 | Tr 14х4 | 10.25 |
| Tr 10х2 | 8.2 | Tr 16х4 | 12.25 |
| Tr 10х3 | 7.5 | Tr 18х4 | 14.25 |
| Tr 12х2 | 10.2 | Tr 20х4 | 16.25 |
| Tr 12х3 | 9.25 | Tr 22х3 | 19.25 |
| Tr 14х2 | 12.2 | Tr 22х5 | 17.25 |
Чтобы нарезать внутреннюю резьбу метчиком, сначала необходимо просверлить отверстие определенного диаметра. В таблице указаны самые популярные резьбы и диаметры сверл, необходимые для сверления отверстий под резьбу.
Как найти какое сверло под резьбу без таблицы ?
Предположим, требуется нарезать резьбу М10х1.5.
- Узнаем номинальный диаметр резьбы: 10 мм.
- Узнаем номинальный шаг резьбы: 1.5 мм
- Вычитаем из первого значения второе: 10-1.5=8.5 мм
- Результат — 8.5 мм !
Усвоив этот метод можно легко и просто выбрать правильное сверло для нарезания резьбы.
Как использовать фильтр на сайте для выбора сверла под резьбу ?
В разделе Сверла по металлу реализован фильтр с параметром "Под резьбу", благодаря которому можно найти нужное сверло буквально в 2 клика мышки:
- Выбираем резьбу.
- Жмем "Применить".
- Получаем подходящие сверла.
Для каких материалов указаны значения в таблице ?
Указанные диаметры отверстий обеспечивают нарезание метрической резьбы в:
- сером чугуне
- сталях углеродистых обыкновенного качества
- сталях конструкционных качественных
- сталях конструкционных легированных
- сталях высоколегированных
- сплавах корозионностойких, жаростойких и жаропрочных
- сталях теплоустойчивых
- алюминиевых литейных сплавах
- меди
Полный список резьб и диаметров можно посмотреть в ГОСТ 19257-73 — официальном техническом документе со всеми нюансами и подробностями.
Перед тем, как приступить к работе рекомендуем озакомиться с практическими советами в статье Как правильно нарезать резьбу метчиком. А еще там можно найти подходящую СОЖ для разных материалов.
