Нарезка резьбы: способы, инструменты и параметры¶
Нарезка резьбы — технологическая операция формирования на поверхности тела винтовой канавки (резьбы) с заданным профилем, шагом и диаметром. Резьбу получают снятием материала резанием (нарезная), деформированием металла (накатной), литьём, гну́ткой или электрическим разрядом. Нарезная резьба применяется для соединения деталей, преобразования вращательного движения в поступательное (винт, домкрат) и точного позиционирования.
¶Классификация резьб
Резьбы классифицируют по нескольким признакам:
- Назначение: крепёжные (метрическая, дюймовая, трубная), ходовые (трапецеидальная), специальные (круглая, упорная).
- Расположение: наружная (на цилиндрической или конической поверхности) и внутренняя (в отверстии).
- Профиль: треугольный (метрическая — 60°, дюймовая — 55°), трапецеидальный, прямоугольный, круглый, упорный.
- Направление: правая (при вращении по часовой стрелке винт вворачивается) и левая.
- Число заходов: однозаходная и многозаходная.
В России основной является метрическая резьба с углом профиля 60°, обозначаемая, например, М12×1,75 (диаметр 12 мм, шаг 1,75 мм). Дюймовая резьба (55°, шаг в дюймах) применяется в трубных соединениях и старом оборудовании.
¶Способы нарезки
¶Резьба резанием
Основной способ получения точных резьб. Материал снимается резцом, метчиком, плашкой или фрезой.
Резцом наружную резьбу на токарном станке нарезают в несколько проходов: черновой, получистовой и чистовой. Резец устанавливают строго перпендикулярно оси детали, вершина профиля — на уровне центра. Шаг задают величиной подачи суппорта, равной шагу резьбы. При каждом возврате резца суппорт отводят, чтобы не повредить профиль. Для нарезки длинных резьб применяют делительную головку или ходовой винт станка с отключённой подачей суппорта.
Метчиком нарезают внутреннюю резьбу. Комплект включает черновой, средний (направляющий) и чистовой метчики. Отверстие перед нарезкой сверлят с диаметром, близким к диаметру сверла по таблице (для М10 — 8,5 мм). Метчик вставляют в отверстие и вращают ключом или на станке, периодически выводя стружку. Для алюминия и чугуна применяют метчики с соответствующим углом резцов (8–10° для чугуна, 15–20° для алюминия).
Плашкой нарезают наружную резьбу на прутках и шпильках. Плашку закрепляют в плашкодержателе и вращают с лёгким нажимом, периодически отводя назад для снятия стружки. Для получения точного размера применяют раздвижные плашки.
Фрезой нарезают крупные резьбы на резьбофрезерном станке, например на винтовых шестернях и ходовых винтах.
¶Накатка
Резьбу формируют давлением двух или трёх катков (роликов) с профилем резьбы. Преимущества: высокая производительность, упрочнение поверхности, отсутствие стружки. Накатывают на прессах, резьбонакатных станках и автоматах. Ограничение — мягкие и средние стали диаметром до 25–30 мм.
¶Литьё и другие способы
Резьбы на болтах и гайках массового производства отливают или штампуют. Специальные резьбы получают гну́ткой, электроискровым методом, химическим и электрохимическим травлением.
¶Инструмент для нарезки
| Инструмент | Применение | Особенности |
|---|---|---|
| Резьбовой резец | Наружная резьба на станке | Требует точной установки и синхронизации подачи |
| Метчик | Внутренняя резьба | Комплект из 2–3 штук |
| Плашка | Наружная резьба на прутке | Раздвижные — для точного размера |
| Резьбонарезной патрон | Метчики на станке | С предохранительной муфтой |
| Резьбовые ролики | Накатка | Для серийного производства |
¶Основные параметры
Для нарезки необходимо знать:
- Диаметр наружной резьбы (d) и внутренней (D).
- Шаг P — расстояние между одноимёнными точками соседних витков.
- Глубина профиля h — для метрической резьбы h ≈ 0,6134 P.
- Угол профиля — 60° для метрической, 55° для дюймовой.
- Диаметр отверстия под резьбу — для метрической резьбы примерно d − P (для М10×1,5 — 8,5 мм).
¶Техника безопасности и смазка
При нарезке резьбы метчиком или плашкой необходимо применять смазочно-охлаждающие жидкости: для стали — машинное масло, для чугуна — скипидар с маслом, для алюминия — керосин. Резьба без смазки перегревается, метчик ломается, а забитая стружка повреждает профиль. Извлечение сломанного метчика — трудоёмкая операция, требующая сверления и вытаскивания осколков.
При работе на станке запрещается трогать вращающуюся деталь руками, необходимо использовать щётку для снятия стружки и защитные очки.
Источники: ГОСТ 9150-2016 «Резьбы метрические. Профили»; ГОСТ 24737-81; Справочник конструктора машиностроения, т. 3; Косилова И. П., Мещеряков Р. К. «Справочник технолога-машиностроителя».