Нарезка резьбы: как правильно сделать внешнюю и внутреннюю в металле под болт

Резьбовые соединения нашли широкое применение при создании узлов различных механизмов. Обусловлено данное явление надежностью сформированного сопряжения и простотой его создания путем обыкновенного вкручивания стержневой детали в соответствующее отверстие. Однако встречаются ситуации, связанные с необходимостью выполнения самостоятельной ручной нарезки резьбовой нити. И здесь без специализированного инструментария не обойтись. Более подробно поговорим о его разновидности, получившей название плашка.

Как производится операция и в чем ее суть

Основная задача слесаря – создать техотверстие в металлической толще с последующим образованием ложбинок изнутри. Их требуется сделать так, чтобы витки подходили к болту, шпильке или иному крепежу.

Резьбовой элемент может понадобиться в быту для максимально прочного соединения двух частей. Здесь необходимо добиться абсолютной чистоты – чтобы не оставалось стружек, деформаций, сбитых нитей. Также очень важно следовать стандартам ГОСТ по размеру приспособления. Диаметр должен совпадать с винтом, который будет входить внутрь.

Важность имеют многие параметры – тип материала, его плотность, а также состояние, например, температура, наличие коррозии. Сперва следует подготовить заготовку – убрать лишние загрязнения. Затем нужно верно подобрать инструмент, только после этого приступать к металлообработке в два или три этапа – от черновой до финишной.

Значительны несколько параметров:

• диаметр отверстия;
• глубина нарезки;
• количество ниток (это заходы, самое распространенное – наличие трех полостей);
• шаг, то есть расстояние между двумя бороздами.

Классификация лерок

Лерки для нарезки резьбы различают по следующим признакам:

1. По способу получения резьбы – машинному или вручную.
2. По материалам, из которых изготавливается данная оснастка.
3. По профилю резьбовой части на конечном изделии.
4. По характеристикам нарезаемой резьбы: её диаметру и шагу.

Часто лерками называют и инструмент для получения внутренних резьб, но это неверно – такую оснастку именуют метчиками.

Лерка для нарезки резьбы всегда используется в паре с плашкодержателем – оснасткой, где производится закрепление резьбообразующего инструмента. Внешний вид таких приспособлений определяется конструкцией лерки. В частности, для ручного нарезания резьбы плашкодержатели снабжаются ручкой и тремя-четырьмя фиксирующими лерку гужонами, которые равномерно распределяются по дуге посадочной поверхности. При машинном формообразовании резьбовых профилей плашкодержатели имеют вид плоской призмы.

Для универсализации конструкций плашкодержателей инструментальные предприятия, которые производят лерки, выполняют их внешнюю поверхность одинаковой для смежной группы резьб (например, М10 и М12). Также унифицируются по своим посадочным местам лерки, предназначенные для получения резьбы с одним диаметром, но разному шагу резьбы.

Стандартная маркировка лерки включает в своё обозначение букву, определяющую вид резьбы – дюймовая (Д) или метрическая (М). Редко, но применяются также лерки с левым направлением резьбы (например, в посадочных местах приспособлений для стяжки грузовых тросов и канатов, в радиаторах отопления и пр.). Тогда к обозначению лерки добавляют латинские буквы LН.

Для лерок, формирующих резьбу на трубах, к обозначению добавляют букву G. Такие лерки могут иметь конический профиль резьбообразующей части, и используются при получении резьбовых частей на трубах, в частности, на сгонах, переходниках и т. д.

Параметры и характеристики лерок отечественного производства регламентируются требованиями ГОСТ 9740.

Чем нарезается внутренняя резьба на стержне – общая информация

Приспособление называется метчик. Он может быть двух разновидностей – ручным и машинным, в соответствии со способами нанесения борозд. Материал, который подвергается обработке, – это металл, но не только он. Также есть облегченные модели, они создают нарезку в пластике или дереве. Последний вариант нельзя назвать самым распространенным.

На заводах применяется механизированная техника – металлические сверла делают сквозные отверстия (или несквозную полость), после лезвия наносят несколько витков с заранее определенным шагом. Достоинство такого прима – высокая точность. Расчеты производятся с применением компьютерных программ для автоматизированного проектирования, затем данные вводятся в модуль управления – руками или с помощью ЧПУ. Второе преимущество – фактически невозможен перекос угла спирали, ошибки.

Но в домашних условиях и на мелких производствах чаще применяют более простую, но менее точную процедуру – нарезание внутренней резьбы метчиком вручную (нарезать ровно вы сможете даже своими руками). Работу можно проводить на месте, для этого нужно купить само приспособление и сверло, чтобы сделать предварительное отверстие.

Инструмент напоминает по форме елочку из-за того, что рабочая поверхность – ребристое лезвие. Конструктивно изделие представляет собой довольно сложную конфигурацию из инструментальной стали. Такой материал используется из-за его прочности и возможности обрабатывать большинство сплавов, даже чугун. Не очень хорошо получается работать только с каленым металлом – он имеет напряжения внутри, поэтому считается хрупким и может крошиться в процессе.

Рекомендации по работе

Перед тем, как нарезать резьбу — следует знать определенные правила работы с инструментом.

Если их не соблюдать, то виток может получиться некачественной, а резьбонарезной инструмент не прослужит долго или даже повредится при нарезке. Есть ряд требований не только к инструменту, но и к проведению работ такого вида:

• работа всегда должна выполняться только с помощью исправного и достаточно острого инструмента;
• перед началом работ металлическая труба предварительно подготавливается – с места нарезки удаляется старая краска, ржавчина и грязь. Поверхность очищается до «голого» металла;
• с помощью напильника или болгарки на торце трубы делается наружная фаска;
• при создании витков необходимо проводить периодическую смазку резцов и рабочей поверхность трубы. С этой целью применяется смазка или специальный состав. Наносятся они как перед началом работ, так и во время процесса.

Способ применения лерки (видео)

Порядок работы

Лерка позволяет быстро и достаточно качественно выполнить формирование витков на любой разновидности трубы. Для того чтобы это сделать нужно знать, как правильно нарезать резьбу:

1. Трубу следует надежно зажать с помощью тисков или другого приспособления.
2. С уже подготовленной и зачищенной трубы необходимо снять наружную фаску.
3. Вставить в держатель лерку с заранее определенным диаметром.
4. Тщательно смазать трубу и резьбонарезной инструмент смазкой.
5. Лерка таким образом присоединяется к трубе, чтобы ее положение было перпендикулярно оси изделия. Если резьбонарезной инструмент буде установлен даже с незначительным перекосом, то может произойти срыв витков или изменение значения ее диаметра.
6. Держатель инструмента необходимо вращать по направлению часовой стрелки. Это обеспечит создание правой нарезки на изделии.
7. После изготовления 3-5 витков устройство раскручивают в обратном направлении, в процессе металлическая стружка будет удаляться.
8. Крутить инструмент нужно очень плавно, и не совершая резких рывков.
9. Важно помнить о периодической смазке резцов и внутренней поверхности соединения смазкой.
10. После того, как последний виток будет создан, лерка возвращается к верху, а потом проходиться по уже готовым виткам еще раз.

Следует учитывать, что показатель длины соединения не должен быть больше 10 мм. Это расстояние является стандартным для подавляющего большинства бытовых трубопроводных систем.

Разновидности и сферы применения метчиков

По способу привода разграничивают на:

• Ручные – они отличаются хвостиком квадратного сечения, который вставляется в вороток. Есть две ручки, за которые удобно поворачивать изделие. Важно не допускать перекос. Такой результат можно будет исправить только рассверливанием и нарезанием большего диаметра.
• Машинные – применяются на металлорежущих станках. Они крепко фиксируются в держателе, точные, не предполагают отклонений.

По способу нарезки:

• Универсальные. Их конструкцию можно назвать классической. Инструмент с ходовой частью (ее длина определяет глубину вхождения винта впоследствии, если отверстие не сквозное), которая разделена на участки. Каждый из них имеет определенные геометрические параметры – угол, направление, расстояние, шаг. Обычно их три, каждый предназначен для черновой металлообработки, промежуточной и финишной. Таким образом, можно одним движением добиться максимально точного показателя.
• Комплектные. Название говорит само за себя. Потребуется комплект из 3 метчиков, так как сделать внутреннюю резьбу нужно с высокой точностью. Сперва используется наиболее грубый инструмент, затем тонкий, а в конце – со шлифовкой и оттачиванием самых мелких углов. Покупать набор дороже, но результат намного более высокого качества.

По типу отверстия:

• Для сквозных. Они отличаются длинной рабочей частью. Она постепенно расширяется, переходя в тот участок, который и отвечает за точную нарезку.
• Для глухих. На нарезающем отрезке сразу начинаются калибрующие витки. Поэтому их очень важно затачивать или своевременно менять набор по мере износа.

По конструкции канавок:

• прямые – прекрасно работаю с мягкими сплавами;
• винтовые, их участок располагается в шахматном порядке, они могут с легкостью пройти даже через чугун;
• укороченные – хорошо отводят стружки.

По форме изделие напоминает конус (полный или усеченный) или цилиндр. Также все они различаются по диаметру.

Некоторые технические характеристики

Для начала отметим, что рассматриваемый тип инструмента может применяться только вместе со специальным держателями. Это связано с тем, что плашке следует передавать большое усилие во время механической обработки. Один держатель может использоваться для работы одновременно с различными типами лерок.
Следует также учитывать нижеприведенную информацию:

1. Левые плашки применяют для получения левонаправленной резьбы. Сегодня они используются крайне редко. Для обозначения инструмента наносится обозначение «LH». Подобная резьба требуется в том случае, когда элемент постоянно находится во вращении при эксплуатации.
2. Трубные варианты исполнения отличаются от метрических, для обозначения на поверхность корпуса наносится символ «G».
3. Для получения резьбы под конус применяется инструмент трубный конический. Чаще всего применяется на производственных линиях по выпуску станков или топливных трубопроводов. Обозначается путем нанесения на поверхность корпуса буквы «К».

При выборе инструмента следует уделить внимание и понятию шага — расстояние, образующееся между двумя соседними витками. Стоить учитывать, что плашка имеет основной и дополнительный шаг

Технология: как пользоваться метчиком для резьбы

Есть несколько этапов, каждый из которого важен. Это подготовительные процедуры, 1, 2, 3 и более подходов вращения, финишная шлифовка. О подготовке подробнее поговорим ниже. Сама манипуляция с инструментом условно проста. Необходимо направить кончик, установить его ровно, а затем с помощью воротка совершать вращательные движения.

Особые рекомендации:

• Мы не советуем приступать к нарезке неподготовленной заготовки. Если у вас уже есть лист металла, где сквозное отверстие получено путем штамповки или другой металлообработки, нужно его рассверлить, а затем отзенковать – срезать края.
• Снимите с образца фаски на верхних 0,5 см. Делать это требуется под углом 60 градусов.
• Прибор надо смазывать и охлаждать в процессе, иначе получится термальная обработка, в ходе которой металлическая поверхность может приобрести дополнительную прочность.
• Применяйте обратный ход через каждый 1—2 витка. Это позволяет очистить рабочую зону от налипания стружки.

Посмотрим видеоролик. На нем показано как сделать отверстие не только метчиком для нарезания внутренней резьбы, но и с плашкой, чтобы резать наружную:

Нарезание резьбы плашкой

Эта процедура включает несколько этапов. Рассмотрим их.

• Подготовка заготовки. Прежде всего обрабатываемую стержневую деталь нужно надежно закрепить в строго вертикальном направлении в тисках.
• Плашка вставляется в плашкодержатель и в нем центрируется.
• Потом рекомендуется обточить отрезок стержня, на котором будет формироваться резьбовая накатка, наждачной бумагой либо плоским напильником на глубину до 0,4 миллиметра.
• Далее на торце стержня снимается фаска под углом к его продольной оси, равным 40°. Так будет облегчена центровка инструмента и выполнение начала резьбы.
• Затем на стержень насаживается плашка и нарезаются начальные витки. Этот момент является наиболее важным с точки зрения финишного качества резьбовой нити. Помимо центрирования нужно контролировать строгую горизонтальность расположения плашки по отношению к плоскости верстака.
• Собственно, процедура формирования резьбы предполагает принудительное вдавливание инструмента в заготовку с его одновременным плавным вращением посредством ручек плашкодержателя. Ось лерки должна совпадать с продольной осью детали. При этом нужно отслеживать величину поступательной подачи. Она должна соответствовать резьбовому шагу. Перекос плашки недопустим, особенно когда формируются начальные витки.
• После вхождения стержня в плашку где-то на половину ее толщины, можно прекратить оказывать давление на инструмент. Но отрезок заготовки, на котором будет формироваться резьба, обязательно нужно смазывать машинным маслом.
• В дальнейшем осуществляется самозатягивание лерки. Нанесение резьбовой накатки продолжается под воздействием вращающего усилия. Оно должно носить возвратно-поступательный характер: несколько оборотов вправо, после чего примерно пол-оборота назад, то есть влево. В результате таких действий стружка переламывается и удаляется через имеющиеся в плашке специальные отверстия.

Подготовительные процедуры

Начало любой работы – выбор материала и инструмента. У заготовки должно быть отверстие. Хуже всего подвергаются преобразованию те, которые получены путем литья или штамповки. Лучше – если было применено давление или выплавление. Но в любом случае самые подходящие условия создаются при свежей металлообработке с помощью сверления или зенкерования.

Сверло и его сечение подбирают в соответствии с необходимым результатом по нормативному документу – ГОСТ 19257 – 73. Это российский стандарт, но он соответствует международным нормам. Оно должно быть новым или иметь хорошую заточку. В рабочем инструменте (или в патроне станка) его важно крепко закрепить, чтоб не было биений или шатаний.

Базовые понятия

Резьбовое соединение является неотъемлемым, если необходимо установить запорную арматуру, переходной тройник или муфту на металлическую трубу. Очень часто стыки приходят в негодность, и их приходится переделывать. Резьба характеризуется:

• глубиной;
• шагом;
• профилем;
• углом профиля;
• местом расположения.

• Дюймовую. Имеет форму треугольника. Получила свое название благодаря единицам, в которых измеряется внешний диаметр. Применяется при сборке деталей водопровода и отопления. Условно выделяют трубную и крепежную. Вторая имеет более крупный шаг для обеспечения лучшей фиксации.
• Коническую. Основное применение этого вида сводится к тому, чтобы соединение получилось герметичным без применения различных уплотняющих материалов.
• Цилиндрическую. Это разновидность дюймовой резьбы с более мелким шагом. Верхняя кромка профиля сглажена и напоминает часть цилиндра. Обычно шаг резьбы совпадает с дюймовым у подходящих по диаметру деталей.
• Трапециевидную. Имеет угол при вершине в 30°. Чаще всего применяется в болтовых соединениях для придания большей надежности при фиксации. Резьбу, стороны витка которой напоминают неравнобедренную трапецию, называют упорной.
• Прямоугольную. Применяется для тех же целей, что и предыдущий вид.

Обратите внимание!
Последние две разновидности относят к классу метрических. Они могут нарезаться на патрубках небольшого диаметра, которые используются в специфических инструментах.

По месту расположения нарезки выделяют:

• внешнюю;
• внутреннюю.

Каждый из этих видов требует индивидуального подхода и предназначен для определенных целей.

Как правильно определить диаметр и нарезать резьбу метчиком вручную – таблица

Для определения сечения есть специальные нормативы. Представим все данные в виде табличных значений. Сразу оговоримся, что они подходят не для любых задач, а только для стандартных. К ним относятся в том числе все гайки в продаже, которые подходят к шурупам. Поэтому, если вам требуется соединение с определенным крепежным элементом, обратите внимание на его маркировку.

Маркировка	Шаг витков	Диаметр 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

Таблицу можно продолжать, она большая, но мы не будем это делать в рамках этой статьи. За более подробными значениями рекомендуем обратиться к документу – ГОСТ 19257 – 73.

Это стандартные размеры, но есть специальные цели, уникальные соединения. Для них все очень просто рассчитывается самостоятельно. Если резьба имеет маркировку М10, а шаг 0,3, то от 10 мм необходимо вычесть 0,3 мм. Результат будет равен диаметру отверстия – 9,7 мм.

Если его сделать меньше, то метчику будет трудно проходить, будут образовываться участки с плохой обработкой. А если больше, то канавки будут неглубокими, винт будет шататься внутри или даже выпадать со временем.

Представим также международную систему маркировки в дюймах:

Обозначение, дюймы	Внешний	Внутренний	Резьба, мм	Шаг
G 1/8	9,37	8,858,8	28	28
G 1/4	13,16	11,89	11,8	19
G 3/8	16,66	15,39	15,25	19
G 1/2	20,95	19,17	19,00	14
G 5/8	22,91	21,13	21,00	14
G 3/4	26,44	24,66	24,50	14
G 7/8	30,20	28,42	28,25	14
G 1	33,25	30,93	30,75	11
G 1, 1/8	37,90	35,58	35,30	11
G 1, 1/4	41,91	25,59	39,25	11
G 1, 3/8	44,32	45,00	41,70	11
G 1, 1/2	47,80	45,48	45,25	11
G 1, 3/4	53,74	51,43	51,10	11
G 2	29,61	57,29	57,00	11
G 2, 1/4	25,17	62,96	63,10	11
G 2, 1/2	75,18	72,86	72,60	11
G 2, 3/4	81,53	79,21	78,90	11
G 3	87,88	58,56	85,30	11
G 3, 1/4	93,98	91,66	91,50	11
G 3, 1/2	100,33	98,01	97,70	11
G 3, 3/4	106,68	104,3	104,00	11
G 4	113,03	110,71	110,40	11

Лерки для машинного формообразования резьбы

В отличие от ручного инструмента, плашки при получении резьбы на специализированных автоматах совершают возвратно-поступательно перемещение, в то время как заготовка – винтовое. Такие лерки подразделяются на подвижную, которая закрепляется в ползуне станка, и неподвижную, устанавливаемую на его столе.

Рабочая зона неподвижных лерок состоит из трёх основных частей:

• Заборной, при помощи которой выполняется захват стержневой заготовки;
• Профилирующей, где и осуществляется само накатывание резьбы;
• Калибрующей, на участке которой выполняется калибровка основных параметров резьбы и плавный выход изделия из зоны резьбообразования.

Такая конструкция исключает резкое колебание усилия, неизбежное ввиду особенностей работы оборудования: высокая производительность (до 400 оборотов в минуту) и наличие стадии холостого хода, когда ползун с плашкодержателем возвращается в исходное положение за следующей заготовкой.

Подвижная плашка обладает более простой конструкцией. Её приёмная часть по длине составляет примерно 30…35% от диаметра исходной заготовки, при этом подъём профиля до основного уровня профилирования происходит под углом 4…7 °, При этом длина подвижной лерки всегда больше: это исключает случайный захват накатанной заготовки при обратном ходе ползуна.

Машинными лерками можно нарезать не только обычные виды резьб, но и специальные профили, например, для головок пресс-маслёнок, а также резьбу под саморезы и шурупы. С этой целью на формообразующей части лерки выполняют специальный гребень, в канавках которого формируется необходимое заострение конца крепёжной детали.

С целью исключения трещин при продолжительной эксплуатации лерок для машинного формообразования резьбы их твёрдость должна быть несколько ниже, чем ручных – в пределах 56…58 HRC.

Машинные лерки изготавливаются обычно теми же компаниями, которые производят и само резьбонакатное оборудование. Котируются инструменты итальянского (от торговых марок Sima и Sacma) японского (Sakamura) и бельгийского производства (Malmedie). Имеющегося в продаже инструмента производства КНР и Тайваня лучше избегать: хотя его цена и намного ниже, но стабильность эксплуатационных характеристик и механических свойств вызывают большие сомнения.

Полезные советы

• Определите ровный угол и сверяйтесь с угольником после каждого витка первые 3—4 вращения.
• Совершайте повороты в обратную сторону, чтобы избавиться от металлической стружки. Она может налипать.
• Используйте для смазки льняное масло или олифу, керосин, скипидар, животное сало или обычное мыло. Но если работаете с чугуном или бронзой, лучше проводить процедуру на сухую.

В статье мы рассказали, как и чем делают нарезку внутренней резьбы метчиком вручную, представили правила нарезания и вспомогательные таблицы, чтобы вы смогли не перерезать изделие. В качестве завершения темы посмотрим видео, как создавать метизы с помощью плашки:

Обращайтесь в ООО «Роста», если вы решили купить приспособления для промышленного пользования. У нас в наличии и на заказ имеются ручные и полуавтоматические ленточнопильные станки, а также маятниковые, вертикальные и двухстоечные агрегаты. Цена на товары снижена в 1.5 — 2 раза по сравнению с зарубежными аналогами. Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с менеджерами, мы с радостью поможем в выборе оборудования.

Оснастка и инструмент для нарезки резьбы

Не стоит пугаться слова «оснастка» потому что, по сути, это приспособление где крепится режущий инструмент: метчики и плашка (лерка). В скобках приведено старое название плашки, однако его еще можно встретить. К оснастке относятся воротки довольно простой конструкции куда вставляется метчик для нарезки резьбы в гайках и другой вид приспособление где крепится плашка для нарезки резьбы болта.

Метчики, как, впрочем, и плашки изготавливаются из высоко углеродистого чугуна поэтому они хрупки и боятся сильной нагрузки. Нарезка резьбы в гайках в основном осуществляется двумя метчиками: N 1 и N 2. Первый имеет неполную резьбу для предварительной проходки, по следу которой нарезку производит второй метчик.

В результате чего резьба получается полной и качественной, а значить будет прочно держать соединение с гайкой. Используется еще один тип метчика, называемого «машинным», который совмещает два номера метчиков.

Казалось бы, удобно, однако этот тип метчика имеет большую длину и неудобен в работе. Используется для нарезки резьбы большой длины. Что касается плашек, то они имеют один номер.

Еще один вид оснастки, без которой процесс нарезки резьбы практически невозможен – это слесарные тиски среднего размера. Что это такое, наверное, объяснять никому не нужно. Единственно, что нужно помнить так это то, что тиски должны быть надежно закреплены.