Метчик для нарезки резьбы

Крепёжные соединения в виде резьбы считаются самыми надежными из клиновых соединений. Первый раз были применены в античном мире, и с той поры ощутимо улучшались. До изобретения токарно-винторезного станка в семнадцатом веке каждая пара «болт-гайка» изготавливалась персонально, они не были взаимозаменяемыми. В девятнадцатом веке, во время развития металлических дорог в Англии, изобретатель господин Джозефа Уитворта предложил и внедрил стандарт нарезки резьбы, носящий с той поры его имя. Для нарезки внешней резьбы применяют токарно-винторезный станок или специализированные плашки, для нарезки внутренней резьбы используют метчики – разновидность фрез.

Особенности конструкции

Сначала внутреннюю резьбу нарезали нехитрыми устройствами в виде заточенного под конус четырехгранного стержня. На коническом конце выпиливали режущие зубы, которые при закручивании стержня в отверстие процарапывали в нем резью. В ходе дальнейших усовершенствований у метчика возник позитивный передний угол, канавки для выброса стружки и лучшее соответствие режущих кромок профилю резьбы.

В сегодняшнем метчике присутствуют следующие обязательные конструктивные детали:

• Головная (или заборная) часть в форме пологого конуса, служащая для начала формирования профиля резьбы.
• Определённое число (2-6) боковых канавок, которые обеспечивают отвод стружки и поступление смазки (СОЖ).
• Калибрующая часть, в форме протяженного цилиндра, окончательная точное формирование профиля.
• Хвостовик, служащий для закрепления метчика в зажимном устройстве патрона или ворота.

В поперечном разрезе форма канавки обуславливается 2-мя ее поверхностями: фронтальной гранью режущего зубца метчика и спинкой этого зубца.

Отличают канавки для стружки следующих типов:

• Однорадиусные – поперечный разрез собой представляет дугу окружности, используются на калибровочных инструментах.
• Прямолинейные — поперечное сечение U-образное, применяются для нарезки гаечной резьбы.
• Смешанные — откровенная передняя и дугообразная задняя. Так делают немалую часть многофункционального инструмента.

Разновидности канавок метчика

Более того, канавки разделяют на:

• Прямолинейные. Применяются в универсальном инструменте.
• Левые спиральные. Левозаходные используют для нарезания резьбы на проход. Стружка выталкивается в пространство перед метчиком, предохраняя, аналогичным образом, уже сформированный профиль от повреждения.
• Правые спиральные. Правозаходными снабжают метчики для нарезки глухих отверстий, такими канавками стружка выталкивается наружу и не забивает отверстие.

Конусообразная форма головной части делает легче центровку метчика в отверстии и заход на нарезку первых ниток резьбы. Наклонный угол конуса может меняться между 3° и 20°, определенное значение формируют, исходя из назначения инструмента — чернового, промежуточного или чистового прохода.

Цилиндрическая часть на самом деле собой представляет обратный конус с мелким углом конусности . Занижение может достигать 0,1 мм, это дает возможность уменьшить трение в ходе нарезки.

Оновные размеры метчиков:

• шаг резьбы;
• высота профиля;
• полная высота профиля;
• внешний диаметр резьбы;
• длина заборной части;
• угол заборного конуса;
• величина затылования.

Помимо всего, инструменты разделяют на метчики с левой и с правой резьбой.

Виды по назначению

По собственному назначению есть такие виды метчиков:

• Слесарные. Предназначаются для ручного использования, имеют хвостовик в форме квадрата. Они идут в комплектации с воротком, которым и обеспечивается вращение инструмента и нарезание резьбы. Применяются в составе комплекта из 2-ух или трех метчиков, несколько друг от друга отличающихся по диаметру. Каждый снимает с поверхности отверстия собственную часть припуска. В середине комплекта инструменты отличают по числу черточек, выгравированных или отштампованных на хвостовике, самый грубый, черновой имеет одну черточку, переходный — две и чистовой — три.
• Машинные или машинно-ручные. Такими метчиками нарезку проводят как ручным способом, так с применением оборудования. Используются токарные, сверлильные станки или обрабатывающие центры. Отличие от слесарных, имеют более короткую заборную часть, потому как соосность обеспечивается конструкцией станка. Делаются из очень качественной инструментальной стали, термостойкой и стойкой к нагрузкам механическим путем.
• Гаечные. Предназначаются для нарезки резьбы в гайках в станках-автоматах. Конструктивно отличительны более длинным хвостовиком гладкой формы цилиндра. После прохождения резьбы гайки друг за другом передвигается на хвостовик, и ожидаются там выполнения всей серии. По завершении групповой операции хвостовик достается из патрона, и все гайки стряхиваются в приемный лоток.

Отдельно также производятся и используются метчики дюймовые и метрические.

Виды по конструкции

Метчики сильно отличаются по собственной конструкции:

• Бесканавочные имеют очень короткие канавки, применяются для работы с вязкими материалами: сплавами легких металлов и некоторыми низкоуглеродистыми высоколегированными сталями.
• Винтообразные — канавки размещены по восходящей спирали, такими нарезают резьбу в глухих отверстиях на очень производительных станках.
• Ступенчатые. Рабочая часть разделена на две зоны, первая режет, а вторая выглаживает.
• Комбинированные — перед заходной частью находится сверло, в один проход выполняется отверстие и режется в нем резьба.
• Протяжки. Служат для нарезки резьбы в проходных отверстиях при помощи токарного станка.
• С внутренней полостью для подачи СОЖ.
• Колокольного типа. Используются при нарезании крупного диаметра (до полуметра), состоят из нескольких режущих систем, закрепленных в общей оправке.

Есть и иные конструкции метчиков для редких и специализированных применений.

Типы нарезаемой резьбы

Для нарезки каждого типа и размера резьбы есть собственные наборы метчиков. Они не взаимозаменяемы, как и элементы с резьбой различных типов. Отличают следующие главные типы:

• Метрическая. Профиль в виде равнобедренного треугольника углом у вершины 60°, все размеры профиля выражены в миллиметрах. Отмечается литерой М.
• Дюймовая. Профиль имеет более острый угол – 55°. Диаметр обозначается в дюймах и их долях в виде обычных дробей, а шаг – числом витков на дюйм. Некоторые маркируются литерой W(в честь Дж. Уитворта).
• Трубная. Выделяется различным уклоном задней и передней части профиля для обеспечения качественного соединения и устранения его самопроизвольного раскручивания. Есть как цилиндрические, так и конусообразные трубные резьбы.

Есть и иные типы резьбы для специализированных применений

Материалы для изготовления метчиков

Детали метчика испытуют высокие механические и термические нагрузки, он обязан быть способен за время собственной эксплуатации порезать пару сотен, а машинный — много тысяч отверстий. По этому чтобы их сделать используют высокого качества инструментальные стали:

• Для ручных моделей — высокоуглеродистые У10А или У 12А.
• Для машинных – быстрорежущие РМ5 и др.
• Для автоматизированного оборудования большой производительности — твердосплавные с очень высокой термической устойчивостью.

Нарезание резьбы метчиком

Помимо положительных качеств в виде большой производительности и долговечности, такой материал имеют и единственный минус — в случае неполадки метчик для нарезки резьбы невозможно засверлить.

Как правильно и без потерь инструмента порезать резьбу ручным способом

Тех. процесс нарезки резьбы разбивается на несколько операций.

• Подготовка. По таблице соответствий выбрать сверло необходимого диаметра и точно сделать отверстие, не допуская увода сверла. Сверло должно быть правильно заточено, иначе материал перегреется, и крепость резьбы уменьшится. Отверстие зазенковать. В случае глухого отверстия дать припуск по глубине.
• Для нарезки резьбы применять метчики только типовых типоразмеров.
• Нарезка. Движения обязаны быть аккуратные и размеренные. Не пропускать номера, необходимо применять постепенно все три — от грубого до завершального.
• После любого полного оборота воротка следует давать пол-оборота в обратном направлении для скола стружки и ее выталкивания из канавок.
• Очистка. Проходные отверстия чистятся проволочным ершиком, глухие — промышленным пылесосом или потоком сжатого воздуха.
• Проверка. Завинтить в отверстие винт. Он должен заходить без перекашивания и идти по резьбе медленно и без особых проблем.

Очередность нарезания резьбы метчиком

В народном фольклоре есть и иные секреты ручной нарезки, однако для получения хорошей резьбы весьма четко исполнять перечисленные выше

Если что-то пошло не так или что сделать со сломанным метчиком

Метчик, как и любой иной инструмент, не вечен и подвергается естественному изнашиванию и старению. Чтобы это не произошло до недавнего времени времени, нужно выполнять вышеизложенные советы. Самые популярные причины, которые приводят к неисправности:

• Перекос.
• Чрезмерно малюсенькое отверстие.
• Излишние усилия, прикладываемые к воротку.
• Несоблюдение правила обратного пол-оборота после любого полного оборота воротка.

Не нужно спешить, пытаться прогнать резьбу поскорее или пытаться пропустить метчик из набора. Все это обернется большим потерями времени при извлечении сломанного инструмента и при повторном прохождении резьбы.

Как выкрутить поломанный метчик

Если вы все же нарушили советы и сломали метчик — не нужно отчаиваться. Не обращая внимания на то, что засверлить обломавшийся метчик как правило невозможно — его крепость выше прочности обыкновенного сверла, есть способы спасения ситуации.

• Экстрактор. Для метчиков применяется специализированный экстрактор с закаленными выгнутыми тонкими шпильками, которые одним концом вводятся в канавки, а иным зажимаются в специализированной цилиндрической оправке. Осторожно вращая оправку воротком, можно выкрутить потерпевший инструмент.
• Точечная сварка. К обломку варится L-образный стержень, за который конструкция и выкручивается пассатижами.
• Вытравливание кислотами. Подбирается кислота, сильнее действующая на материал метчика, чем на материал детали. Способ небезопасный и не рекомендуют для использования в домашних мастерских.
• Электроискровой способ. На деталь подают минус, а плюсовым электродом контактной сварки бережно прикасаются к обломку. В ходе электроискрового разряда он теряет очень мелкие частицы металла в виде раскаленных брызг. Через несколько разрядов, в основном, заклинивание исчезает, и обломок можно выкрутить.

Но самый оптимальный способ — это абсолютно не ломать метчик.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Чтобы резьба нарезалась легко, следует внимательно приготовить отверстие.

Таблица соответствий диаметров сверла определенному метчику для метрических, дюймовых, трубных и трапецеидальных резьб приведена по ссылке.

Скачать таблицу диаметров отверстий под резьбу

Сверло обязано отвечать материалу детали, быть правильно и отлично заточено. Угол заточки должен быть не больше 140°. Это дает возможность избежать перегрева и невольной термические обработки материала детали, приводящей к ухудшению качества резьбы.

Сверло должно быть тщательно закреплено, необходимо убрать биение как сверла в патроне, так и самого патрона.

При высверливании глухих отверстий необходимо тщательно контролировать глубину и в первую очередь дать припуск по глубине относительно заданной глубины нарезки — даже очень лучший метчик не нарежет резьбу до конца.

Понадобятся такие инструменты и принадлежности:

• Низкооборотный сверлильный станок. Применение ручных дрелей не рекомендуется.
• Подобранное по таблице сверло.
• Сверло большего размера (приблизительно вдвое) для зенковки.
• Набор метчиков с воротком.
• Тиски для закрепления детали.
• Керн и молоток.
• Минеральное масло для смазки метчика и отверстия в рабочий период.
• Протирочный материал.

Правила нарезания трубной резьбы в общем совпадают с вышеизложенными, лишь для нарезки больших диаметров применяется специализированная оснастка для более точной центровки

Технологические особенности

Очередность действий при прохождении внутренней резьбы с помощью метчика следующая:

• Наметить отверстие.
• Накернить его молотком и керном.
• Промазать деталь и сверло.
• Зафиксировать деталь в тисках или прижать ее к столу для работы струбциной.
• Зафиксировать сверло в патроне станка, выставить самые низкие обороты и начать сверление, после того, как головка сверла погрузится в металл, обороты можно добавлять.
• По завершении высверливания убрать стружку и раззенковать отверстие.
• Промазать метчик №1 и деталь, выставить метчик строго по оси отверстия.
• Бережно начать первые витки нарезки резьбы метчиком. После любого полного оборота делать пол-оборота в обратном направлении. Добавлять смазку каждые несколько оборотов.
• Если усилие на воротке резко увеличивается, нужно сдать назад, чтобы скинуть стружку.
• После прохождения №1, пройти отверстие №2 и №3 тем же способом.

Самая основная особенность при нарезании резьбы — это аккуратность, аккуратность, отсутствие спешки и излишних прикладываемых усилий. Лучше потратить пару секунд на лишние пол-оборота назад, чем часами копаться со сломанным и заклинившим метчиком, извлекать его с риском повредить деталь и затем по новому оказаться перед тем же отверстием.

Маркировка

Маркировка метчиков начинается с буквы, обозначающей вид резьбы. М для метрической; G для трубной; Tr для трапецеидальной. Метчики для дюймовой резьбы маркируются без буквы.

Характерности маркировки метчика для нарезки резьбы

Дальше идет диаметр в миллиметрах для метрической и в дюймах с целыми долями для дюймовой

Если резьба имеет оригинальный шаг — следующим идет обозначение шага в миллиметрах или в витках на дюйм.

Если метчик сделан из закаленной нержавейки — к маркировке добавляют HSS (Hardened Stainless Steel)

Для метчиков левой резьбы в конце маркировки добавляют LH (Left Hand).

Действующие нормы

Конструкция и параметры метчиков для нарезки резьбы описаны в ГОСТ 3266-81,: «Метчики машинные и ручные. Конструкция и размеры».

• 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.

Заграничные нормы DIN 352, ISO 529 и остальные не противоречат ГОСТ кроме меньшей на 1 см длины хвостовой части

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.