Опубликовано: 27.08.2018
Резьбовые соединения являются самыми надежными из разъемных соединений. Впервые были применены в античности, и с тех пор заметно усовершенствовались. До изобретения токарно-винторезного станка в 17 веке каждая пара «болт-гайка» изготавливалась индивидуально, они не были взаимозаменяемыми. В 19 веке, во время развития железных дорог в Англии, изобретатель сэр Джозефа Уитворта предложил и внедрил стандарт нарезки резьбы, носящий с тех пор его имя. Для нарезки внешней резьбы используют токарно-винторезный станок или специальные плашки, для нарезки внутренней резьбы применяют метчики – разновидность фрез.
Вначале внутреннюю резьбу нарезали нехитрыми приспособлениями в виде заточенного под конус четырехгранного стержня. На коническом конце выпиливали режущие зубы, которые при завинчивании стержня в отверстие процарапывали в нем резью. В ходе дальнейших усовершенствований у метчика появился положительный передний угол, канавки для выброса стружки и лучшее соответствие режущих кромок профилю резьбы.
Устройство метчика
В современном метчике присутствуют следующие обязательные конструктивные элементы:
Головная (или заборная) часть в форме пологого конуса, служащая для начала формирования профиля резьбы. Некоторое число (2-6) боковых канавок, обеспечивающих отведение стружки и поступление смазки (СОЖ). Калибрующая часть, в форме протяженного цилиндра, завершающая точное формирование профиля. Хвостовик, служащий для закрепления метчика в зажимном устройстве патрона или ворота.В поперечном разрезе форма канавки обуславливается двумя ее поверхностями: фронтальной гранью режущего зубца метчика и спинкой этого зубца.
Различают канавки для стружки следующих типов:
Однорадиусные – поперечный разрез представляет собой дугу окружности, применяются на калибровочных инструментах. Прямолинейные — поперечное сечение U-образное, используются для нарезки гаечной резьбы. Смешанные — прямолинейная передняя и дугообразная задняя. Так делают большую часть универсального инструмента.Разновидности канавок метчика
Кроме того, канавки делятся на:
Прямолинейные. Используются в универсальном инструменте. Левые спиральные. Левозаходные применяют для нарезания резьбы на проход. Стружка выталкивается в пространство перед метчиком, предохраняя, таким образом, уже сформированный профиль от повреждения. Правые спиральные. Правозаходными снабжают метчики для нарезания глухих отверстий, такими канавками стружка выталкивается наружу и не забивает отверстие.Коническая форма головной части облегчает центровку метчика в отверстии и заход на нарезку первых ниток резьбы. Угол наклона конуса варьируется между 3° и 20°, конкретное значение определяют, исходя из назначения инструмента — чернового, промежуточного или чистового прохода.
Цилиндрическая часть в действительности представляет собой обратный конус с очень маленьким углом конусности . Занижение достигает 0,1 мм, это позволяет снизить трение в ходе нарезки.
Оновные размеры метчиков:
шаг резьбы; высота профиля; полная высота профиля; наружный диаметр резьбы; длина заборной части; угол заборного конуса; величина затылования.Кроме всего, инструменты делятся на метчики с левой и с правой резьбой.
По своему назначению различают следующие виды метчиков:
Слесарные. Предназначены для ручного применения, имеют хвостовик квадратной формы. Они поставляются в комплекте с воротком, которым и обеспечивается вращение инструмента и нарезание резьбы. Используются в составе комплекта из двух или трех метчиков, несколько отличающихся друг от друга по диаметру. Каждый снимает с поверхности отверстия свою часть припуска. Внутри комплекта инструменты различают по числу черточек, выгравированных или отштампованных на хвостовике, самый грубый, черновой имеет одну черточку, промежуточный — две и чистовой — три. Машинные или машинно-ручные. Такими метчиками нарезку проводят как вручную, так с использованием оборудования. Применяются токарные, сверлильные станки или обрабатывающие центры. Отличие от слесарных, имеют более короткую заборную часть, поскольку соосность обеспечивается конструкцией станка. Выполняются из более качественной инструментальной стали, термостойкой и устойчивой к механическим нагрузкам. Гаечные. Предназначены для нарезки резьбы в гайках в станках-автоматах. Конструктивно отличаются более длинным хвостовиком гладкой цилиндрической формы. После прохождения резьбы гайки одна за другой перемещается на хвостовик, и ожидаются там выполнения всей серии. По окончании групповой операции хвостовик извлекается из патрона, и все гайки стряхиваются в приемный лоток.Отдельно также производятся и применяются метчики дюймовые и метрические.
Метчики сильно различаются по своей конструкции:
Бесканавочные имеют очень короткие канавки, используются для работы с вязкими материалами: сплавами легких металлов и некоторыми низкоуглеродистыми высоколегированными сталями. Винтовые — канавки расположены по восходящей спирали, такими нарезают резьбу в глухих отверстиях на высокопроизводительных станках. Ступенчатые. Рабочая часть разделена на две зоны, первая режет, а вторая выглаживает. Комбинированные — перед заходной частью находится сверло, за один проход делается отверстие и нарезается в нем резьба. Протяжки. Служат для нарезки резьбы в проходных отверстиях с помощью токарного станка. С внутренней полостью для подачи СОЖ. Колокольного типа. Применяются при нарезке большого диаметра (до полуметра), состоят из нескольких режущих систем, закрепленных в общей оправке.Метчики-протяжки
Существуют и другие конструкции метчиков для редких и специальных применений.
Для нарезания каждого типа и размера резьбы существуют свои наборы метчиков. Они не взаимозаменяемы, как и резьбовые элементы разных типов. Различают следующие основные типы:
Метрическая. Профиль в виде равнобедренного треугольника углом у вершины 60°, все размеры профиля выражены в миллиметрах. Маркируется литерой М. Дюймовая. Профиль имеет более острый угол – 55°. Диаметр выражается в дюймах и их долях в виде простых дробей, а шаг – числом витков на дюйм. Некоторые маркируются литерой W(в честь Дж. Уитворта). Трубная. Отличается разным наклоном передней и задней части профиля для обеспечения надежности соединения и предотвращения его самопроизвольного раскручивания. Существуют как цилиндрические, так и конические трубные резьбы.Виды резьбы
Существуют и другие типы резьбы для специальных применений
Элементы метчика испытывают большие механические и термические нагрузки, он должен быть способен за время своей эксплуатации нарезать несколько сотен, а машинный — много тысяч отверстий. Поэтому для их изготовления применяют высококачественные инструментальные стали:
Для ручных моделей — высокоуглеродистые У10А или У 12А. Для машинных – быстрорежущие РМ5 и др. Для автоматического оборудования высокой производительности — твердосплавные с повышенной термостойкостью.Нарезание резьбы метчиком
Кроме преимуществ в виде высокой производительности и долговечности, такие материалы имеют и один недостаток — в случае поломки метчик для нарезки резьбы невозможно высверлить.
Технологический процесс нарезки резьбы разбивается на несколько операций.
Подготовка. По таблице соответствий подобрать сверло нужного диаметра и точно просверлить отверстие, не допуская увода сверла. Сверло должно быть правильно заточено, иначе материал перегреется, и прочность резьбы снизится. Отверстие зазенковать. В случае глухого отверстия дать припуск по глубине. Для нарезания резьбы использовать метчики только стандартных типоразмеров. Нарезка. Движения должны быть аккуратные и размеренные. Не пропускать номера, следует использовать последовательно все три — от грубого до финишного. После каждого полного оборота воротка следует давать пол-оборота в обратном направлении для скола стружки и ее выталкивания из канавок. Очистка. Проходные отверстия очищаются проволочным ершиком, глухие — промышленным пылесосом или потоком сжатого воздуха. Проверка. Закрутить в отверстие винт. Он должен заходить без перекоса и идти по резьбе плавно и без усилий.Последовательность нарезания резьбы метчиком
В народном фольклоре существуют и другие секреты ручной нарезки, однако для получения качественной резьбы достаточно четко соблюдать вышеперечисленные
Метчик, как и любой другой инструмент, не вечен и подвержен естественному износу и старению. Чтобы это не случилось раньше времени, следует соблюдать вышеизложенные рекомендации. Самые распространенные причины, приводящие к поломке:
Перекос. Слишком маленькое отверстие. Излишние усилия, прикладываемые к воротку. Несоблюдение правила обратного пол-оборота после каждого полного оборота воротка.Сломанный метчик
Не надо торопиться, стараться прогнать резьбу побыстрее или пытаться пропустить метчик из набора. Все это обернется большим потерями времени при извлечении сломанного инструмента и при повторном прохождении резьбы.
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.
Чтобы резьба нарезалась без проблем, необходимо тщательно подготовить отверстие.
Таблица соответствий диаметров сверла конкретному метчику для метрических, дюймовых, трубных и трапецеидальных резьб приведена по ссылке.
Скачать таблицу диаметров отверстий под резьбу
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.Правила нарезания трубной резьбы в целом совпадают с вышеизложенными, лишь для нарезания больших диаметров используется специальная оснастка для более точной центровки
Последовательность действий при прохождении внутренней резьбы при помощи метчика следующая:
Разметить отверстие. Накернить его молотком и керном. Смазать деталь и сверло. Закрепить деталь в тисках или прижать ее к рабочему столу струбциной. Закрепить сверло в патроне станка, выставить самые малые обороты и начать сверление, после того, как головка сверла погрузится в металл, обороты можно добавлять. По окончании сверления убрать стружку и раззенковать отверстие. Смазать метчик №1 и деталь, выставить метчик строго по оси отверстия. Аккуратно начать первые витки нарезки резьбы метчиком. После каждого полного оборота делать пол-оборота в обратном направлении. Добавлять смазку каждые несколько оборотов. Если усилие на воротке резко возрастает, необходимо сдать назад, чтобы сбросить стружку. После прохождения №1, пройти отверстие №2 и №3 тем же способом.Самая главная особенность при нарезании резьбы — это тщательность, аккуратность, отсутствие спешки и излишних прикладываемых усилий. Лучше потратить несколько секунд на лишние пол-оборота назад, чем часами возиться со сломанным и заклинившим метчиком, извлекать его с риском повредить деталь и потом заново оказаться перед тем же отверстием.
Маркировка метчиков начинается с буквы, обозначающей тип резьбы. М для метрической; G для трубной; Tr для трапецеидальной. Метчики для дюймовой резьбы маркируются без буквы.
Особенности маркировки метчика для нарезки резьбы
Далее идет диаметр в миллиметрах для метрической и в дюймах с целыми долями для дюймовой
Если резьба имеет нестандартный шаг — следующим идет обозначение шага в миллиметрах или в витках на дюйм.
Если метчик выполнен из закаленной нержавеющей стали — к маркировке добавляют HSS (Hardened Stainless Steel)
Для метчиков левой резьбы в конце маркировки добавляют LH (Left Hand).
Конструкция и параметры метчиков для нарезания резьбы описаны в ГОСТ 3266-81,: «Метчики машинные и ручные. Конструкция и размеры».
Скачать ГОСТ 3266-81
Отдельно стандартизованы:
Машинные метчики для метрической резьбы – ГОСТ 8859-74. Гаечные метчики для метрической резьбы – ГОСТ 1604-71 Гаечные метчики с изогнутым хвостовиком для метрической резьбы – ГОСТ 6951-71.Скачать ГОСТ 1604-71
Скачать ГОСТ 6951-71
Зарубежные стандарты DIN 352, ISO 529 и другие не противоречат ГОСТ за исключением меньшей на 1 см длины хвостовой части
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Разделы
» Ваз
» Обзор
» Новости
Календарь
Архив
О сайте
ПОПУЛЯРНОЕ
РЕКЛАМА
www.school4mama.ru © 2016. Запчасти для автомобилей Шкода