Прочность крепления деталей между собой обеспечивается за счет ввинчивания носителя внешней резьбы во внутреннюю второго изделия. Важно, чтобы параметры их были выдержаны в соответствии со стандартами, тогда такое соединение не нарушится в ходе эксплуатации и обеспечит необходимую герметичность. Потому существуют нормы выполнения резьбы и отдельных ее элементов.
Перед нарезкой внутри детали выполняют отверстие под резьбу, диаметр которого не должен превышать ее внутренний. Выполняется это с помощью сверл по металлу, габариты которых приведены в справочных таблицах.
Параметры отверстия
Различают следующие параметры резьбы:
- диаметры (внутренний, внешний и так далее);
- форму профиля, его высоту и угол;
- шаг и вхождение;
- прочие.
Условием соединения деталей между собой является полное совпадение показателей внешней и внутренней резьбы. В случае, если какая-то из них выполнена без соблюдения требований, то крепление будет ненадежным.
Крепление может быть болтовым или шпилечным, которые кроме основных деталей включают в себя гайки и шайбы. В скрепляемых деталях перед соединением формируют отверстия, а затем проводят нарезание.
Чтобы выполнить ее с максимальной точностью, следует предварительно сформировать отверстие сверлением, равное величине внутреннего диаметра, то есть образуемого вершинами выступов.
При сквозном выполнении диаметр отверстия должен быть на 5-10% больше размера болта или шпильки, тогда выполняется условие:
- dотв = (1,05..1,10)×d,
где d – номинальный диаметр болта или шпильки, мм.
Для определения размера отверстия второй детали расчет ведут так: из значения номинального диаметра (d) вычитают величину шага (Р) – полученный результат является искомым значением:
- dотв = d — P,.
Результаты расчетов наглядно демонстрирует таблица диаметров отверстий под резьбу, составленная по данным ГОСТ 19257-73, для размеров 1-1,8 мм с малым и основным шагами.
| Диаметр номинальный, мм | Шаг, мм | Размер отверстия, мм |
| 1 | 0,2 | 0,8 |
| 1 | 0,25 | 0,75 |
| 1,1 | 0,2 | 0,9 |
| 1,1 | 0,25 | 0,85 |
| 1,2 | 0,2 | 1 |
| 1,2 | 0,25 | 0,95 |
| 1,4 | 0,2 | 1,2 |
| 1,4 | 0,3 | 1,1 |
| 1,6 | 0,2 | 1,4 |
| 1,6 | 0,35 | 1,25 |
| 1,8 | 0,2 | 1,6 |
| 1,8 | 0,35 | 1,45 |
Немаловажным параметром является глубина сверления, которая вычисляется из суммы таких показателей:
- глубины ввинчивания;
- запаса внешней резьбы ввинчиваемой детали;
- ее недореза;
- фаски.
При этом 3 последних параметра справочные, а первый вычисляется через коэффициенты учета материала изделия, которые равны для изделий из:
- стали, латуни, бронзы, титана – 1;
- чугунов серого и ковкого – 1,25;
- легких сплавов – 2.
Таким образом, глубина ввинчивания составляет произведение коэффициента учета материала на номинальный диаметр, и выражается в миллиметрах.
Разновидности резьбы
Резьбы по системе измерения подразделяют на метрические, выражаемые в миллиметрах, и дюймовые, измеряемые в соответствующих единицах. Оба этих вида могут выполняться как в цилиндрической, так и в конической формах.
Они могут иметь профили различных форм: треугольные, трапецидальные, круглые; делиться по признаку применения: для крепежных деталей, сантехнических элементов, трубные и прочие.
Диаметры подготовительных отверстий под нарезание резьбы зависят от ее вида: метрическая, дюймовая или трубная, — это нормировано соответствующими документами.
Отверстия в трубных соединениях, выраженные в дюймах, прописаны в ГОСТ 21348-75 для цилиндрической формы и ГОСТ 21350-75 – для конической. Данные справедливы в случае использования меди и безникелиевых стальных сплавов. Нарезку осуществляют внутри вспомогательных деталей, в которые будут ввинчиваться трубы – сланцев, хомутов и прочих.
В ГОСТ 19257-73 приведены диаметры отверстий под нарезание метрической резьбы, где в таблицах показаны размерные ряды номинальных диаметров и шагов, а также параметры отверстий под метрическую резьбу с учетом значений предельных отклонений.
Данные, приведенные в таблице ГОСТ19257-73 подтверждают расчет, приведенный выше, в которых параметры отверстий под метрические виды рассчитывают из номинального диаметра и шага.
ГОСТ 6111-52 нормирует диаметры отверстий под дюймовую коническую резьбу. В документе указаны два диаметра с расхождением на конус и один – без развертывания, а также глубины сверления, все величины, кроме номинального значения, выражены в миллиметрах.
Приспособления
Ручные или автоматические способы нарезания обеспечивают результаты различных классов точности и шероховатости. Так, основным инструментом остается метчик, представляющий собой стержень с режущими кромками.
Метчики бывают:
- ручными, для выполнения метрической (М1-М68), дюймовой – ¼-2ʺ, трубной – 1/8-2ʺ;
- машинно-ручными – насадки на сверлильные и прочие станки, используются для тех же размеров, что и ручные;
- гаечными, которые позволяют нарезать сквозной вариант для тонких деталей, с номинальными размерами 2-33 мм.
- Под нарезание метрической резьбы используют комплект стержней – метчиков:
- черновой, имеющий удлиненную заборную часть, состоящую из 6-8 витков, и маркирующийся одной риской у основания хвостовика;
- средний – с заборной частью средней длины в 3,5-5 витков, и маркировкой в виде двух рисок;
- чистовой имеет заборную часть всего в 2-3 витка, без рисок.
При ручной нарезке, если шаг превышает 3 мм, то используют 3 метчика. Если шаг изделия менее 3 мм – достаточно двух: чернового и чистового.
Метчики, применяемые к малой метрической резьбе (М1-М6), имеют 3 канавки, по которым отводится стружка, и усиленный хвостовик. В конструкции остальных – 4 канавки, а хвостовик проходной.
Диаметры всех трех стержней под метрическую резьбу увеличиваются от чернового к чистовому. Последний стержень под резьбу должен иметь диметр равный ее номинальному.
Метчики крепятся в специальные приспособления – держатель инструментов (если он небольшого размера) или вороток. С помощью них осуществляется вворачивание режущего стержня в отверстие.
Подготовку отверстий к нарезке проводят с помощью сверл, зенкеров и токарных станков. Сверлением его образуют, а зенкерованием и растачиванием увеличивают его ширину и повышают качество поверхности. Приспособления используются для цилиндрических и конических форм.
Сверло представляет собой металлический стержень, состоящий из цилиндрического хвостовика и винтовой режущей кромки. К их основным геометрическим параметрам относятся:
- угол винтового подъема, как правило, составляющий 27°;
- угол заострения, который может быть 118° или 135°.
Сверла бывают катанные, вороненные темного цвета, и блестящие – шлифованные. Зенкеры для цилиндрических форм называют цековками. Они представляют собой металлические стержни с двумя, закрученными в спираль резцами и неподвижной направляющей цапфой, чтобы ввести зенкер в полость.
Методика нарезания
Ручным метчиком проводить нарезку можно соблюдая следующие этапы:
- высверлить проем под резьбу соответствующих диаметра и глубины;
- провести его зенкование;
- закрепить метчик в держателе или воротке;
- выставить его перпендикулярно рабочей полости, в которой будет осуществляться нарезание;
- ввинчивать метчик с легким нажимом по часовой стрелке в отверстие, подготовленное заранее под нарезание резьбы;
- через каждый полуоборот выворачивать метчик назад, чтобы срезать стружку.
Для охлаждения и смазывания поверхностей в процессе резки важно использовать смазочные материалы: машинное мало, олифу, керосин и тому подобные. Неправильно подобранная смазка может привести к некачественному результату нарезки.
Выбор размера сверла
Диаметр сверла для отверстия под метрическую резьбу определяется так же формуле (2), с учетом ее основных параметров.
Стоит отметить, что при нарезке в пластичных материалах, таких как сталь или латунь, происходит повышение витков, потому необходимо под резьбу выбирать диаметр сверла больший, чем для хрупких материалов, таких как, чугун или бронза.
На практике размеры сверл, как правило, немного меньше нежели необходимое отверстие. Так, в таблице 2 показаны соотношение номинального и наружного резьбовых диаметров, шага, диаметров отверстия и сверла для него под нарезание метрической резьбы.
Таблица 2. Соотношение основных параметров метрической резьбы с нормальным шагом и диаметров отверстия и сверла
| Номинальный диаметр, мм | Наружный диаметр, мм | Шаг, мм | Наибольший диаметр отверстия, мм | Диаметр сверла, мм |
| 1 | 0,97 | 0,25 | 0,785 | 0,75 |
| 2 | 1,94 | 0,4 | 1,679 | 1,60 |
| 3 | 2,92 | 0,5 | 2,559 | 2,50 |
| 4 | 3,91 | 0,7 | 3,422 | 3,30 |
| 5 | 4,9 | 0,8 | 4,334 | 4,20 |
| 6 | 5,88 | 1,0 | 5,153 | 5,00 |
| 7 | 6,88 | 1,0 | 6,153 | 6,00 |
| 8 | 7,87 | 1,25 | 6,912 | 6,80 |
| 9 | 8,87 | 1,25 | 7,912 | 7,80 |
| 10 | 9,95 | 1,5 | 8,676 | 8,50 |
Как видно из таблицы, существует некий размерный предел, который рассчитан с учетом допусков для резьбы.
Размер сверла при этом значительно меньше, чем отверстие. Так, например, под резьбу М6, наружный диаметр которой 5,88 мм, а ее наибольшее значение отверстия не должно превышать 5,153 мм, стоит использовать сверло на 5 мм.
Отверстие под резьбу М8 с наружным диаметром 7,87 мм составит только 6,912 мм, значит, для него сверло будет 6,8 мм.
Качество резьбы зависит от множества факторов при ее нарезании: от выбора инструмента до правильно рассчитанного и подготовленного отверстия. Слишком малое оно приведет к повышенной шероховатости и даже поломке метчика. Большие усилия, приложенные к метчику – способствуют несоблюдению допусков и, как результат, не выдерживаются размеры.
Источник: https://stankiexpert.ru/tehnologii/diametr-otverstiya-pod-rezbu.html
Таблицы размеров сверла и отверстий под резьбу: метрические, дюймовые
Выполнение внутренней резьбы обычно не вызывает сложностей. Но некоторые особенности использования инструмента и подбора отверстий под нарезание метрической резьбы существуют.
Виды резьбы
Различаются по основным характеристикам:
- системе исчисления диаметра (дюймовая, метрическая, другие);
- количество заходов (двух-, трех- или однозаходная);
- форма профиля (прямоугольный, трапециевидный, треугольный, круглый);
- направление вращения винта (левая или правая);
- размещение на детали (внутренняя или наружная);
- форма детали (конус или цилиндр);
- назначение (ходовая, крепежно-уплотнительная или крепежная).
Согласно перечисленным признакам выделяют следующие виды:
- цилиндрическая (MJ);
- метрическая и коническая (M, MK);
- трубная (G, R);
- Эдисона круглая (E);
- трапецеидальная (Tr);
- круглая для сантехнического крепежа (Kp);
- упорная (S, S45);
- дюймовая, в том числе цилиндрическая и коническая (BSW, UTS, NPT);
- нефтяного сортамента.
Инструменты для выполнения внутренней резьбы
Чтобы сделать внутреннюю нарезку, необходим метчик — винтообразный инструмент с острыми канавками. Стержень может иметь форму конуса либо цилиндра. Канавки идут вдоль и разбивают резьбу на участки, именуемые гребенками. Именно края гребенок и являются рабочими поверхностями.
Чтобы канавка получилась чистой, металл снимается постепенно, слоями. Для этого нужен один очень длинный инструмент или набор.
Единичные метчики тоже встречаются в продаже, их чаще используют для исправления сорванной резьбы. Для нарезки новой покупают комплект. Поэтому обычно продаются метчики парами: для черновой и для чистовой работы.
Первый прорезает неглубокую канавку, второй зачищает и углубляет ее. Существуют и трехпроходные инструменты. Тонкие, до 3 миллиметров метчики продаются по два, более широкие — по три. Трехпроходные метчики вставляются в воротки. Устройство воротков различно, но размер их должен совпадать с размером резака.
В наборе инструменты различают по рискам, нанесенным на хвостовом конце. Если присмотреться внимательно, можно заметить отличия формы:
- первый метчик с сильно обрезанными верхушками зубьев, внешний диаметр чуть меньше других инструментов в наборе;
- второй метчик с более коротким заборным сегментом, более длинными гребнями. Его диаметр чуть больше, нежели у первого;
- третий метчик обладает полными гребнями зубцов, а его диаметр должен совпадать с размерами будущей резьбы.
Метчики делятся на трубные (отмечаются маркировкой «G») для нарезки резьбы внутри трубы и метрические — более распространенные.
Качество напрямую зависит от свойств метчика: он должен быть из хорошего металла и острым. Чтобы продлить срок использования инструмента и повысить качество резьбы, применяют смазку. Обычно для приобретения устойчивого навыка нарезки требуется сделать 3 — 5 попыток.
Процесс нарезания
Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.
Во время нарезки часть металла не выпадает со стружками, а продавливается по рабочим поверхностям метчика, формируя на заготовке профиль канавки. Учитывая эту особенность, размер сверла, которым делается отверстие под резьбу, подбирают немного меньше, чем номинальный поперечник будущей резьбы.
Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы.
Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла.
При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.
Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:
- До=Дм * 0,8;
здесь: Дм — диаметр метчика.
| Тип | Диаметр | Шаг |
| М1 | 0,75 | 0,25 |
| М1,2 | 0,95 | 0,25 |
| 1,4 | 1,1 | 0,3 |
| 1,7 | 1,3 | 0,36 |
| 2,6 | 1,6 | 0,4 |
| 2,8 | 1,9 | 0,4 |
| М3 | 2,1 | 0,46 |
| М3 | 2,5 | 0,5 |
| М4 | 3,3 | 0,7 |
| М5 | 4,1 | 0,8 |
| М6 | 4,9 | 1 |
| М8 | 6,7 | 1,25 |
| М10 | 8,4 | 1,5 |
Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия
Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца.
Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие.
Выполняется так: 12 оборота по ходу чередуется с 14 оборота против хода винта для разрушения стружки.
| Резьба в дюймах | Наружный Д, мм | Диаметр, в мм | Шаг, мм |
| 18″ | 2,095 | 0,74 | 1,058 |
| 14″ | 6,35 | 4,72 | 1,27 |
| 316″ | 4,762 | 3,47 | 1,058 |
| 516″ | 7,938 | 6,13 | 1,411 |
| 716″ | 11,112 | 8,79 | 1,814 |
| 38″ | 9,525 | 7,49 | 1,588 |
Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы
Пара капель смазки значительно облегчают работу над глухими резьбовыми отверстиями. Хотя иногда используют в качестве смазки машинное масло, для работы со сталью оптимальна олифа. С алюминиевыми сплавами предпочтительнее использовать керосин, спирт или скипидар. Можно применять и техническое масло, но с меньшим эффектом.
Самодельный метчик для алюминиевых сплавов
Для создания внутренних резьб в латунных или легкосплавных деталях можно использовать самодельный инструмент и свёрла из обычного набора. Подойдет калиброванная стальная проволока.
С помощью плашки на ней нарезается внешняя резьба, после чего заготовка закаляется. После закалки необходимо отпустить деталь до цвета спелой соломы.
Режущие кромки затачиваются с помощью бруска или точила, предварительно зажав деталь в цанговый патрон.
Источник: http://StanokGid.ru/osnastka/diametr-otverstij-pod-rezbu.html
Загрузка...
