Дюймовая коническая резьба

Нарезание резьбы. Необходимые понятия

Этот процесс представляет собой обработку стержня или отверстия при помощи специального инструмента для нарезки резьбы на трубах с целью получения наружных либо внутренних поочерёдных выступов-витков и спиральных канавок.

Основными характеристиками резьбы являются:

  • шаг. Это расстояние между вершинами или основаниями соседних витков;
  • профиль. Поперечное сечение у витка может быть трапецеидальным, треугольным, прямоугольным и др. В деталях санитарно-технических систем используется исключительно треугольный профиль;
  • угол профиля. Он образуется пересекаемыми сторонами (боковыми гранями) витков;
  • глубина. Это расстояние от вершины до основания резьбы;
  • наружный, средний и внутренний диаметры.

Наружный равен расстоянию между точками двух противоположных сторон резьбы. Средний диаметр ˗ это расстояние между вершиной и основанием профилей, которые находятся на противоположных сторонах детали. Внутренний представляет собой расстояние между противоположными впадинами.

Любая резьба имеет свои технические характеристики

Как и чем выполняется?

Перед тем как детально ознакомится с методиками и инструментами для нарезки, следует разобраться, что подразумевается под этим процессом.

Нарезание внутренней резьбы – это специальная механическая обработка заготовки с целью получения нарезки во внутренней ее части. Заготовкой может быть труба или цилиндр. Для создания внутренней резьбы применяется специальный резьбой инструмент – метчик.

В процессе нарезки трубка или цилиндр приобретают выступы-витки и специальные канавки, которые закручиваются в спираль и чередуются друг с другом.

Для того, чтобы цилиндр или трубка с нарезами была правильно закреплена, применяются:

  • гайки;
  • болты;
  • трубопроводные элементы, отличающиеся разъемным соединением;
  • прочие детали механизмов и техники.

При создании резьбы используется специальный резьбовой инструмент. При начертании схематического изображения внутренней резьбы на чертежах обозначение точного количества витков затруднительно, и занимает много времени.


Муфта с внутренней резьбой

Поэтому в рамках чертежа цилиндр или трубка с внутренней нарезкой изображаются условно в независимости от особенностей профиля:

  • расположенная на стержне – обозначение с помощью сплошных основных линий;
  • расположенная во внутреннем диаметре – обозначение с помощью сплошных тонких линий с учетом всей длины с фаской;
  • если цилиндр или трубка с внутренней резьбой проецируются в рамках чертежа на плоскость, то обозначение внутреннего диаметра выполняется тонкой линией или дугой равной ¾ окружности цилиндра;
  • сплошная тонкая линия, пересекающая цилиндр или трубку на схематическом изображении наносится на расстоянии не менее 0,6 мм от основной линии. Правильно выполненное обозначение – это когда тонкая линия не превышает размер шага резьбы;
  • сбег обозначается с помощью тонких линий, которые проводятся под углом в 30° по отношению к центру оси;
  • если внутренняя резьба, которой обладает цилиндр или трубка должна быть обозначена на схематическом изображении как невидимая, она обозначается штриховыми линиями с ориентировкой на внутренний диаметр;
  • длина внутренней резьбы включает в себя сбег и фаску, как правило, на чертеже указывается только один параметр длины с учетом всего профиля;
  • при обозначении многоходной резьбы обозначению подвергается ход, при этом в скобках указывается размер шага и его значение.

Виды инструмента

Выполнять нарезку можно, используя инструменты различных типов. Это может быть:

  1. Внутренний резьбовой инструмент может правильно нарезать квадратную, треугольную, круглую или трапецеидальную нарезку. Инструмент отличается скошенными гранями, что при осуществлении нарезки помогает избежать трения боковых граней со стенками создаваемой резьбы.
  2. Токарный резец также может быть использован для нарезки трубного соединения внутреннего типа. Он включает в себя главную и вспомогательную режущую кромку. Резьбовой инструмент отличается простотой крепежа и может быть проходным, отрезным, фасонным и расточным.
  3. Резец фасочного типа предназначается для снятия внутренней фасочной нарезки со сложной формой.
  4. Мечник предназначается для внутренней нарезки в домашних условиях. Работа выполняется с помощью специальной плашки, изготовленной с применением твердого сплава и выполненной в виде гайки, оснащенной режущими канавками

Электролобзик

Для резки полиметилметакрилата применяется электрический лобзик со специальными пилочками для органического стекла. Пилочки для оргстекла имеют особую маркировку – буквы латинского алфавита MP.S.


Для нарезки оргстекла в домашних условиях часто используют электролобзик с пилами маркировки MP.S

Во время распила полотна нужно контролировать скорость работы инструмента. Чем больше количество оборотов, тем выше скорость работы электролобзика. При высокой скорости резания синтетический полимер начинает плавиться. Место среза становится белым и запаянным – такой материал непригоден для эксплуатации.

Скорость подачи и количество оборотов пилочки подбираются экспериментальным путем. Перед началом резки рабочего полотна рекомендуется потренироваться на ненужных фрагментах полиметилметакрилата.

Электрический лобзик используется для создания прямой и криволинейной линий среза.

Создание резьбы с помощью резца

Для нарезки на токарном станке применяются специальные резцы. Они бывают следующих видов:

  • призматические;

  • дисковые;

  • стержневые.

Их характеристики должны соответствовать ГОСТу 18876-73. Верхняя часть резца, которая непосредственно соприкасается с обрабатываемым металлом, должна в точности по своей форме соответствовать создаваемой канавке.

С помощью призматических и стержневых прорезают внешнюю резьбу. Существуют дисковые, предназначенные как для внешней, так и для внутренней резьбы. На токарном станке применяются многопрофильные резцы, которые сразу прорезают несколько канавок.

На стержневых устанавливаются резцы из твёрдых сплавов. Они долго сохраняют остроту и практически не нуждаются в проведении заточки. Если они теряют остроту, обычно производят замену режущей части. Призматические отличаются от стержневых тем, что они контактируют с металлом на значительной поверхности. При работе они быстро теряют остроту и нуждаются в периодической заточке.

Резцы могут иметь конструктивные отличия. Они могут относиться к следующим типам:

  • прямые;

  • изогнутые;

  • отогнутые;

  • оттянутые.

Прямая форма на токарном станке используется редко. Чаще всего для нарезания резьбы применяют изогнутые резцы.

  1. Сделанные из легированной быстрорежущей стали.

  2. Использующие напаянные твёрдосплавные пластины.

  3. Возможно использование сменных многогранных пластин. После того, как режущая часть стачивается, может быть использована другая рабочая грань резца.

  4. Существуют резцы, для изготовления которых применяется металлокерамика.

В первом случае обычно обрабатывают детали из стали, пластикатаке или цветных металлов. Резцы характеризуются особенно высокой прочностью и большой теплопроводностью. Однако они имеют такие недостатки: слабую износостойкость, недостаточно высокую твёрдость. Эти качества ограничивают скорость обработки деталей при создании резьбы на станке.

Резцы с твёрдосплавными режущими пластинами применяются наиболее часто. Они известны высокой твёрдости и длительным сроком работы без необходимости выполнения заточки. По сравнению с резцами из быстрорежущей стали максимальная скорость работы у них выше в 2-3 раза. Такие резцы выпускаются в широкой номенклатуре, позволяя легко выбрать подходящий для конкретной работы.

Резцы из керамометалла являются более дешёвыми. Основным их недостатком является хрупкость. Их основное применение состоит в создании мелкой резьбы на заготовках из стали и чугуна.

Резцы с режущей частью из поликристаллических алмазов или кубического нитрида бора являются высокопрочными. Их применяют для точной нарезки резьбы на заготовках из высокопрочных деталей. Основным недостатком таких инструментов является высокая стоимость. В первом случае такой инструмент применяют для обработки деталей из алюминия, меди или карбида вольфрама. Во втором — работают таким резцом на заготовках из упрочнённого чугуна или закалённой стали.

При работе резцом необходимо принимать во внимание следующие особенности:

Важное значение имеет выбор переднего угла. Его величина зависит от твёрдости обрабатываемого материала

Величина находится в пределах от 0 до 25 градусов от перпендикуляра к обрабатываемой поверхности. Для обычной стали выбирают нулевой угол, а для высоколегированной обычно требуется 5-10 градусов. Его величина зависит не только от твёрдости, но и от вязкости обрабатываемого материала.

При выборе подходящего резца важно учитывать, что форма режущей кромки должна точно соответствовать профилю резьбы.

Задние боковые углы должны быть достаточно узкими для того, чтобы не воздействовать на сделанную резцом канавку. При этом с обеих сторон они должны быть одинаковыми.

Для того, чтобы сделать нарезание внутренней резьбы, деталь предварительно сверлят и растачивают.

Выполнение нарезки происходит с высокой скоростью. Работу можно также производить на станке с ЧПУ.

Параметры конической трубной резьбы

Для правильного соединения двух труб проводят нарезку резьбы на каждой из них. Для этого на одной трубе создается наружная резьба, а на другой внутренняя. Угол наклона конуса имеющего резьбу составляет 1°47’24″, что соответствует конусности этой резьбы на трубе 1:16. А также этот угол профиля при котором трубная коническая дюймовая резьба на его вершине составляет 55°.

На всех чертежах трубная коническая резьба имеет свои различные буквенные обозначения, например, такие как: R для наружной конической резьбы трубы, Rs — для внутренней конической, а LH — это обозначение используемое для левой резьбы, которая применяется намного реже.

Размеры трубной конической резьбы могут быть двух типов. Раньше были распространены только дюймовые конусные резьбы, но в последнее время все чаще стали использоваться и метрические.

Существующие в настоящее время отечественные, а также международные стандарты:

  • ГОСТ 6211-81, в котором обозначены основные нормы взаимозаменяемости различных видов конической резьбы.
  • ISO R7, BS 21, DIN 2999, JIS B 0203

Каждая резьба обладает определенными параметрами которые строго регламентируются нормативами ГОСТа 6211 81:

  • резьба трубная коническая имеет выступ резьбы, это возвышающееся «ребро» резьбы
  • канавка резьбы, это пространство между выступами. У каждого выступа имеются две боковые стороны, которые сходятся на вершине выступа.
  • линия условна проведенная по середине выступов называется профилем резьбы.

Виды и классификация: дюймовая Fanuc и другие

По форме поверхности трубы, на которой выполняется резьба, она может быть:

  • Цилиндрической – традиционная нарезка на прокате постоянного диаметра;
  • Конической – здесь основанием выступает конусная труба, то есть та, у которой наружный диаметр к торцу постепенно уменьшается.

При этом различают внутреннюю и наружную винтовую нарезку в соответствии с ее расположением на стенках. Назначение же может быть только одно: трубная внутренняя коническая резьба, как и наружная, образует крепежно-уплотняющие соединения.

  • Метрическая (с углом профиля 60º) – наиболее распространенный вид соединений, применяемых в нашей стране при производстве нового оборудования.
  • Дюймовая (α=55º), чей наружный диаметр и прочие параметры привязаны к английской системе мер, то есть выражаются в дюймах. Коническая дюймовая резьба отличается тем, что не имеет привязки к шагу нарезки. Вместо этого используется количество витков на единицу длины.

Направление витков может быть правым, реже – левым. Также следует учитывать количество их заходов.

Нормальная

Для диаметров от 1ʺ до 6ʺ чаще используют нарезку в 11 ниток на дюйм.

Мелкая

Отличается большим количеством витков на единицу длины благодаря сокращенному шагу нарезки. Делается это для сохранения толщины и прочности стенок, максимальной герметичности соединений или тонкой регулировки взаимного расположения деталей.

Для труб диаметром не больше дюйма (½ʺ и ¾ʺ) принимают 14 витков, но возможна нарезка 19 и 28 ниток при d от 1/16ʺ до 3/8ʺ.

1 Метчики – основные виды инструмента для нарезки внутренних резьб

Метчиками называют специализированный металлорежущий инструмент, единственное назначение которого заключается в нарезании различных внутренних резьб диаметром до 50 мм в глухих и сквозных отверстиях. Изготавливают их из быстрорежущей стали (Р9, Р18, Р6М5) или инструментальной (9ХС, У11А, У12А), а иногда используют твердый сплав.

Метчик состоит из хвостовика и рабочей части, которая делится на режущую (конической формы) и калибрующую. Хвостовик предназначен для фиксации инструмента в воротке или патроне станочного оборудования. Он цилиндрической формы, а для установки в соответствующий приводной инструмент имеет квадрат на конце у ручных метчиков и поводок или лыску – у машинных.

Существуют следующие основные виды метчиков:

  • Ручные – служат для нарезки резьб вручную.
  • Машинные – предназначены для изготовления резьб машинным способом (на токарных станках). Отличаются от ручных особой геометрией, обеспечивающей возможность существенно ускорить процесс резания резьбы.
  • Машинно-ручные – могут использоваться как для машинного, так и ручного нарезания.
  • Гаечные – с удлиненным или изогнутым хвостовиком. Используются для нарезки резьб в гайках, их конструкция позволяет не выворачивать инструмент после завершения рабочей операции. С изогнутым хвостовиком применяют в гайконарезных автоматах.

По направлению формируемой резьбы все метчики делятся на:

  • обычные – для правосторонней резьбы;
  • специальные – для нарезки левосторонней резьбы, маркируются LH.

По геометрии резьбы:

  • метрические – М;
  • трубные, с резьбой:
    • цилиндрической дюймовой – G;
    • конической – K;
    • конической дюймовой – RC.

Стандартная для труб резьба – цилиндрическая (G 1″ – на дюйм, G 1/2″ – на полдюйма и другие по аналогии). У метрических метчиков для каждого диаметра несколько шагов резьбы (стандартный, мелкий, средний), увеличивающихся с возрастанием диаметра. В маркировке инструмента указывают диаметр и шаг (кроме стандартного). М10×0,75 (диаметр 10 мм, шаг 0,75 мм) или М10 (шаг 1,5 мм – основной).

Изготовляются метчики одинарными и в комплекте из 2 или 3 штук. Последние в основном используют при работе с деталями, которые изготовлены из вязких или твердых материалов. Первые номера в комплекте предназначены для черновой нарезки, а последний – для чистового прохода. Если комплект метчиков состоит из 2-х инструментов, то №1 прорезает резьбу на 75 %, а №2 снимает оставшиеся 25 % металла. Для трех – 60 %, 30 % и 10 % соответственно.

Способы проведения нарезки

Для создания наружной резьбы можно воспользоваться метчиком. При такой технологии перед началом выполнения поверхность детали проходит дополнительную обработку. Диаметр детали должен быть немного больше по сравнению с внутренним диаметром метчика.

Нарезание начинается с того, что снимается фаска, величина которой соответствует глубине профиля резьбы плашки. После этого плашку закрепляют в специальном патроне и непосредственно переходят к созданию резьбы. Скорость вращения детали должна соответствовать шагу резьбы. Если размер детали превышает несколько дюймов, то для создания резьбы используются специальные резцы.

Чтобы сделать трубную внутреннюю резьбу применяются метчики. Они изнутри прорезают трубу с нужными параметрами. Обычно нарезание такой резьбы делают на токарном станке в течение одного прохода. Если обрабатывается металл обладает повышенной твёрдостью или вязкостью, то используется комплект из двух или трёх метчиков.

При этом первый делает основную часть работы, а второй и третий делают резьбу, которая полностью соответствует заданным параметрам. В комплекте из двух инструментов при подаче первого выполняется 75%, а в комплекте из трёх — 60% работы.

Также для нарезания применяются резьбонарезные головки. На них крепится одновременно четыре резца, между которыми помещается деталь. Нарезка происходит аналогично тому, как это делается с помощью метчика.

При работе с метчиком на токарном станке также могут использоваться метчики, состоящие из двух участков. Первый из них является режущим, второй — калибровочным. В задачу режущей части входит создание профиля, а калибровочной — точная обработка для того, чтобы резьба соответствовала необходимым нормам.

Коническая резьба

Конической называется трубная резьба с диаметрами — внутренним, внешним и средним — уменьшающимся к концу резьбы. Конец трубы с нарезанной резьбой представляет собой в профиль не цилиндр, а конус.

Основных применения у такой резьбы два.

В случае изношенной или частично сорванной внутренней резьбы резьбового соединения, которое не может быть в силу каких-либо причин заменено полностью.
Коническая резьба с чуть большим максимальным диаметром может обеспечить на какое-то время герметичность соединения.

Глава государства предостерегает

По тексту ГОСТ 6211 81 резьба трубная коническая используется в случае, когда нужно обеспечить герметичность трубопровода, находящегося под очень большим давлением. Типичный случай — гидравлические системы, приводящие в действие тяжелую технику.

Стандарты

Упомянем и существующие стандарты.

  1. Резьба трубная коническая ГОСТ 6211 81 должна обладать профилем с углом 55 градусов. Ее вершины и впадины, как и у цилиндрической трубной резьбы, обязательно скругляются.

Здесь отлично виден профиль резьбы

  1. По ГОСТ резьба коническая трубная различается шагом резьбы, причем для каждого диаметра характерен свой шаг. Под шагом понимается количество витков на один дюйм.
  2. Трубная коническая резьба ГОСТ 6211 81 имеет, независимо от диаметра, фиксированный угол, на который поверхность конуса отклоняется от оси трубы. Он берется равным 1°47’24». Это соответствует уклону 1:16.
  3. Диаметр труб, для которых используются конические резьбы, ограничен шестью дюймами. Для труб большего диаметра используется сварка или фланцевые соединения.
  4. По тексту ГОСТ резьба трубная коническая должна обладать фиксированным соотношением среднего, внешнего и внутреннего диаметра с длиной резьбы. При этом разделяются рабочая и полная длина наружной резьбы. Однако допустимы и резьбы меньшей длины. При этом соотношение рабочей длины резьбы к полной длине, которую имеет наружная  резьба коническая трубная ГОСТ регламентирует жестко. Логично, в общем — резьбовое соединение, которое держится лишь на двух-трех крайних нитках, может обеспечить герметичность, но явно не будет обладать достаточной прочностью.
  5. Обозначение трубной конической резьбы тоже определяется ГОСТом. Туда входит буква R, собственно, и обозначающая, что мы имеем дело с наружной конической трубной резьбой, и размер резьбы. Левые резьбы, как и в случае цилиндрических резьбовых соединений, помечаются буквами LH.
    Внутренняя коническая резьба помечается буквой Rc, внутренняя цилиндрическая — Rp. При чем здесь цилиндрическая? Дело в том, что часто наружные конические резьбы используются в паре именно с цилиндрическими внутренними соответствующего шага.

Давайте остановимся чуть подробнее на том, какое может иметь резьба трубная коническая обозначение  в разных случаях.

Обозначения

Резьбовое соединение здесь, поскольку могут соединяться резьбы разных типов, обозначается дробью, в котором числитель — внутренняя резьба, а знаменатель — внешняя. Так, Rp/R 3/4 LH — это левое резьбовое соединение, включающее трубную цилиндрическую внутреннюю резьбу и коническую наружную диаметром три четверти дюйма.

Разумеется, при соединении резьб разных типов всегда стоит ограничивать свой энтузиазм в области приложения силы, чтобы не получилось так:

Сила не всегда права

Выполнение работ

Нарезание внутренней резьбы представляет собой технологический процесс, который проводится в несколько этапов. Пошаговая инструкция:

  1. Перед тем как правильно нарезать резьбу метчиком, нужно подготовить электроинструмент. Закрепить сверло в патроне дрели или станка. Выставить невысокие обороты. На поверхность сверла нанести специальную смазку.
  2. Сделать углубление на месте будущего отверстия с помощью молотка, керна, чтобы более точнее расположить сверло. Небольшие заготовки нужно закреплять неподвижно, используя тиски. Перед началом сверления нужно убедиться в том, что сверло расположено перпендикулярно относительно рабочей поверхности.
  3. После создания отверстия нужно сделать фаску. Для этого используется сверло чуть большего диаметра. Достаточно опустить его на 1 мм.
  4. Когда отверстие с фаской готово, можно приступать к нарезанию резьбы. Для этого изначально используется метчик 1. С его помощью мастер проводит грубую обработку. Движения не должны быть быстрыми, хаотичными. Нужно делать 2 оборота по ходу резьбы, один против. Движения назад обязательны. Они нужны для удаления металлической стружки.

После проведения работы метчиком 1, нужно переходить ко 2, 3. Процедура повторяется. Нельзя выполнять движения вперед после появления сложностей с поворотом инструмента.

Нарезка внутренней резьбы метчиком

Типы резьбы

Для создания резьбы на токарном станке используются различные виды классификации:

  1. По месту расположения отличают внутреннюю или наружную разновидности.

  2. Могут использоваться различные формы профиля: круглая, прямоугольная, трапецеидальная, метрическая, дюймовая и другие.

  3. В соответствии с направлением вращения её разделяют на правую и левую.

  4. Величина шага может использоваться обычная или мелкая.

  5. Можно разделять по способу создания: с помощью нарезания или накатывания.

  6. По форме поверхности, используемой в качестве основы: цилиндрическая или коническая.

  7. В зависимости от используемого количества заходов на резьбу: однозаходная или многозаходная.

В соответствии с эксплуатационными целями она делится на крепёжную, ходовую, крепёжно-уплотнительную и специальную. Они могут предназначаться для цилиндрических или конических резьб.

Технические характеристики

Согласно государственному стандарту трубная коническая резьба должна непосредственно отвечать таким требованиям, как:

  • Профильный угол обязательно должен отвечать 55 градусам.
  • К разным диаметрам используется свой шаг нарезки.
  • Обязательное соблюдение угла отклонения конусной поверхности от самой оси трубы независимо от ее диаметра. Уклон выполняется в соотношении 1:16.
  • Использование сварочной аппаратуры или соединительных фланцев прилагается только при больших диаметрах труб. Максимально возможный диаметр – 6 дюймов.
  • Кроме этого, требуется соблюдать соотношение общей рабочей длины с рабочей нарезкой.

Поэтому очень важно, чтобы черчение полностью соответствовало установленным государственным стандартам, поскольку такие соединительные детали применяются в точках с повышенным давлением и температурами, что, в свою очередь, дает возможность максимальной герметизации деталей трубопровода при необходимости

Как выкрутить сломанный метчик

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.

Особенности технологии

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.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий