Нарезание внутренней резьбы на сверлильном станке

Конструкция метчика

Метчик – своего рода закаленный винт, имеющий выступающие ребра с несколькими прорезанными винтовыми или прямыми канавками – режущими кромками. При ввинчивании в пустотелые заготовки соответствующего диаметра такие рифленые ребра вырезают стружку, выводя ее из обрабатываемой зоны отверстия и оставляя на стенках детали аналогичные винтовые канавки – резьбу.

Нехитрый резьбонарезной прибор, метчик, по сути – это железный прут из твердой стали высокого качества, с наличием на одном краю режущей части, на другом – хвостовика с квадратным элементом (у ручных моделей) для крепления воротка, служащего для возвратно-поступательных движений метчика в процессе работы.

Рабочая зона инструмента для нарезания внутренней винтовой резьбы условно разделяется на части:

  • режущую часть(заборную), обеспечивающую основное срезание припуска на обработку;
  • калибрующий участок, окончательно обрабатывающий резьбу;
  • перья (ребра с винтовой нарезкой);
  • канавки для вывода стружки (малые метчики имеют 3 канавки; крупные, с диаметром больше 20 мм, – 4 канавки);
  • сердцевину, придающую метчику жесткость и прочность.

Этапы нарезки трубной резьбы вручную

Как было сказано выше, данная операция выполняется с помощью плашки, клуппа либо метчика. Выбор набора для нарезания резьбы на трубах зависит от многих факторов. Но, прежде всего, от того, какое резьбу необходимо создать – наружную либо внутреннюю. Для большей конкретики рассмотрим, как нарезается резьба на нержавеющую трубу вручную с помощью плашки.

Отрежьте часть нержавеющей трубы, на которой присутствует старая резьба. Заниматься её восстановлением нецелесообразно, поскольку добиться полной герметичности соединения будет невозможно и, следовательно, в этом месте будут возникать протечки

Выполняя такую операцию вручную, особое внимание уделяйте срезу. Он должен быть строго перпендикулярным продольной оси трубы

Для облегчения накручивания плашки, снимите с торца трубы фаску. Чтобы обеспечить лучшее скольжение, место будущей резьбы смажьте маслом. Далее начинайте собственно нарезку трубной резьбы. Проведя некоторое количество витков, плашку следует прокрутить в противоположную сторону.

При помощи плашки легко нарезать внешнюю резьбу

По завершении нарезания трубной резьбы удалите со вновь созданного места соединения металлические опилки. Для проверки правильности выполнения работ накрутите на трубу предполагаемый к установке объект. Так вы выясните корректность использования выбранной плашки для нарезания резьбы на трубах, а также достаточно ли количества витков. Если проверка пройдёт удачно, уплотните соединение и приступайте к монтажу водопроводной системы.

Особенности нарезания внутренней резьбы

Резьба – надежный способ соединения двух деталей, данный показатель существенно увеличивается, если резьба внутренняя. Нарезание метчиками – снятие металлического материала при помощи режущих кромок с различной шаговостью. Операция проводится за один проход. В зависимости от целевого предназначения мечники подразделяются на: слесарные (метрические и дюймовые резьбы), гаечные, маточные и плашечные. По типу резьбы – левые для создания левосторонней резьбы и соответственно правые.

• способ обработки метчиком

Внутреннюю резьбу наносят метчиком, который изготавливается из углеродистой или высоколегированной стали. Инструмент состоит из хвостовика, крепящегося к патрону стакана и рабочей области – режущая часть с продольными и винтовыми канавками. Заборная часть – верхняя часть конуса, проводит работы по нарезанию резьбы. Калибрующая часть – калибрует направление процесса. Общие правила работы:

  • • не рекомендуется сразу наносить резьбу на изделия, изготовленные литьем или штамповкой. Необходимо предварительно рассверлить отверстие, тем самые убирая нагар и окалину;
  • • на сверлильных станках метчик должны закреплять в реверсивных патронах, чтобы исключить возможность поломки;
  • • обязательное снятие фаски в тех местах, где планируются работы.

Независимо от способа резки: ручная или автоматическая (на станках), применение охлаждающей жидкости является важной составляющей для получения качественного результата

• метод нарезки на токарном станке

Основная проблема использования метчиков – отвод стружки в отверстиях 6 мм и свыше 16 мм. Из-за ограниченного пространства выведение стружки затрудняется, что может стать причиной поломки инструмента. На станках токарного типа резьбу наносят с помощью расточного резца и твердосплавных пластин с полным или частичным профилем.

Контроль качества

Чтобы удостовериться в том, что заготовка была обработана правильно, необходимо воспользоваться резьбовыми шаблонами. С их помощью проверяется шаг резьбы.

Но для комплексной оценки применяется резьбовой калибр. Для удобства его устанавливают в стойке, и настраивают по эталону или шаблону, затем проверяется ход самой детали.

Также можно воспользоваться самым простым и часто используемым методом. Берётся гайка или болт, и прокручивается по выполненной детали.

Если походу движения на резьбе заметны задиры, или нужно прикладывать больше усилий, тогда вы допустили погрешность в работе. Теперь вы уже знаете, как пользоваться токарным станком для выполнения различных гаек, болтов или резьбовых соединений.

Важно помнить, что такие детали, требуют к себе большой осторожности и нежности при каждом проходе, и даже проверки качества. Лучше потратить больше времени на работу, чем потом испортить несколько заготовок

Создание резьбы

Понятие, винтовые поверхности, давно известно человечеству, начиная с античных времен. Широко известен и применяется Архимедов винт, для перемещения жидкостей, сыпучих продуктов, пластических масс и т.д.

Архимед, далеко не единственный гений, земли древнегреческой. Наверное, есть какие то правоустанавливающие документы (патент), но считается, что первым винт придумал Архит Тарентский (философ, математик, механик), живший в пятом веке до нашей эры.

Крепежные винтовые элементы применялись в Древнем Риме, но естественно, были очень дороги и поэтому использовались в медицинских инструментах, ювелирных украшениях и предметах роскоши.

Представить себе винтовую поверхность можно намотав веревку на цилиндрический предмет, например часть бревна. Примерно такую технологию использовали для разметки винтовых элементов, предварительно покрыв веревку краской или мелом.

Саму резьбу, понятное дело, нарезали вручную.

Изготовление метчиков (инструмент для нарезания резьбы) известно с пятнадцатого века, но винтовые элементы подгонялись вручную и о взаимозаменяемости, в те времена, естественно, не было известно.

Если существует ходовой винт, то нарезать резьбу на цилиндрической поверхности, то есть сделать другой ходовой винт, не проблема, но где найти, этот самый первый ходовой винт?

Над проблемой работал Генри Модсли, на рубеже восемнадцатого и девятнадцатого веков.

Первые ходовые винт и гайка (для его токарного станка) были изготовлены вручную. При помощи этих несовершенных элементов, он изготовил более точный ходовой винт. Заменив более точный ходовой винт на своем токарном станке, он смог изготовить еще более точный ходовой винт (и так несколько раз подряд, пока точность не перестала расти).

Точность изготовления — основа взаимозаменяемости. Спасибо, Генри.

Для тех времен, это были космические технологии.

Стандартизация резьб и понятия взаимозаменяемости, долгое время оставались в рамках отдельных машиностроительных компаний, пока в 1841 году Джозеф Витуорт не предложил систему крепежных резьб, которая и стала национальным стандартом для Великобритании (BSW).

Национальных стандартов резьбы было много и отголоски технических, национальных революций мы встречаем до сих пор (например, крепежные элементы американских машин отличаются от европейских).

Международный Конгресс по стандартизации резьбы, состоялся в Цюрихе в 1898 году и определил новые стандарты метрической резьбы на основе американского стандарта Селлерса, но с метрическими размерами.

На государственном уровне, стандартизации резьб в Российской империи не существовало и машиностроительные предприятия пользовались зарубежными.

Советская система стандартизации склонялась то к немецкой то к американской, пока в 1947 году, не была создана Международная организация по стандартизации (ISO), стандарты которой общеприняты во всем мире.

Следы борьбы национальных стандартов встречаются и сейчас, например размеры труб в России измеряются и в метрической системе и в дюймовой, присоединительные квадраты инструментов (сокеты), обозначаются в дюймах и т.д.

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.

Патрон сверлильный

Сверлильный патрон – это основной элемент оснастки сверлильных и токарных станков, а также электрического, пневматического и ручного инструмента, предназначенный для крепления металлорежущего инструмента с цилиндрическим хвостовиком на шпиндель. В основном это сверла различного диаметра, а также развертки, зенкера, фрезы, метчики и другой инструмент.

Конструкция сверлильных патронов

Если рассматривать конструкцию патрона кулачкового типа, то он включает следующие основные элементы:

  • корпус;
  • гайка с обоймой;
  • винтовой хвостовик с левой резьбой;
  • шарикоподшипник между гайкой и хвостовиком;
  • кулачки.

В обойме профрезерованы три паза с кулачками (зажимами), также 3 Г-образных паза имеется и в верхней части винта. Последние обеспечивают подвижную радиальную связь зажимов и винта. Вращение осуществляется с помощью ключа, который входит в зубчатое зацепление с обоймой. Концевая часть ключа фиксируется в корпусе патрона.

При вращении хвостовой части винт совершает осевые движения, придавая зажимам патрона радиально-осевое перемещение. Кулачки осуществляют скольжение внутри корпуса и по бортику обоймы, обеспечивая фиксацию инструмента или освобождая его от действия сжимающих сил.

В процессе сверления хвостовик патрона проворачивается в его корпусе в направлении часовой стрелки. Тем самым на винт действует усилие затягивания, которое усиливает силу фиксации инструмента. При смене инструмента обойма вращается против часовой стрелки с помощью ключа, тем самым разжимая кулачки.

Виды фиксации инструмента

Существует несколько основных видов фиксаторов инструмента для сверлильных станков:

  • Трехкулачковый патрон для зажима цилиндрического хвостовика.
  • Двухкулачковый патрон. Применяется при малых нагрузках для инструментов небольшого диаметра.
  • Быстросменные устройства с коническим хвостовиком.
  • Самоустанавливающиеся фиксирующие устройства. Применяются для расточки предварительно просверленных отверстий.
  • Предохранительные фиксаторы применяются для работы с метчиками при подготовке резьб.
  • Реверсивные патроны для сверлильных станков. Применяются при нарезании резьбы на оборудовании без обратного вращения шпинделя.

Возможности применения

Сверлильные патроны применяются для фиксации металлорежущего инструмента с хвостовиком диаметром до 20 мм. Конструкция и разнообразие вариантов исполнения оснастки позволяет использовать её для целого ряда технологических операций:

  • Сверление отверстий в деталях. Возможна резка как сквозных отверстий, так и глухих требуемой длины.
  • Рассверливание заранее просверленных отверстий под больший диаметр.
  • Уменьшение шероховатости внутренней поверхности отверстия путем зенкерования.
  • Развертка отверстий конической и цилиндрической формы.
  • Подготовка фасок и выемок под шайбы и потайные головки путем зенкования.
  • Раскатка отверстий с помощью оправки и закаленных тел качения (шариков и роликов) для получения плотной и гладкой поверхности с малой шероховатостью.
  • Нарезание резьб метчиком на всю глубину или на её часть.
  • Подрезание торцов для получения ровной поверхности под прямым углом к оси отверстия.

Также возможно развальцовывание полых заклепок и многие другие металлорежущие операции.

Общие правила эксплуатации

Для обеспечения точности при выполнении работ, долговечности оснастки, инструмента и оборудования рекомендуется следовать правилам безопасной эксплуатации:

Подбор патрона осуществляйте по минимальному и максимальному диаметру хвостовика инструмента.
При выборе патрона учтите его конструкцию, особе внимание уделите способам соединения со шпинделем (номеру конуса) и фиксации инструмента.
Используйте различные переходные конусные втулки для фиксации патрона и инструментов. При установке убедитесь в чистоте поверхности конуса.
Перед сверлением отметьте керном центр будущего отверстия.
При подборе сверла учтите вибрацию патрона, что увеличивает получаемый диаметр на 0,05 – 0,3 мм

Для высокоточного сверления используйте прецизионные патроны.
Применяйте тиски, призмы и прочие фиксаторы для обрабатываемых деталей.
Используйте СОЖ для охлаждения инструмента и продления срока его эксплуатации.
При сверлении отверстий большого диаметра используйте инструмент меньшего размера с последующим рассверливанием.

Действующие ГОСТы

Определяет основные размеры и прочие параметры трехкулачковых сверлильных патронов ГОСТ 8522. Быстросменную оснастку регулирует ГОСТ 14077-83. Также существуют и другие стандарты, определяющие параметры всех типов сверлильных патронов.

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

Метчик, как и любой другой инструмент, не вечен и подвержен естественному износу и старению. Чтобы это не случилось раньше времени, следует соблюдать вышеизложенные рекомендации. Самые распространенные причины, приводящие к поломке:

  • Перекос.
  • Слишком маленькое отверстие.
  • Излишние усилия, прикладываемые к воротку.
  • Несоблюдение правила обратного пол-оборота после каждого полного оборота воротка.

Не надо торопиться, стараться прогнать резьбу побыстрее или пытаться пропустить метчик из набора. Все это обернется большим потерями времени при извлечении сломанного инструмента и при повторном прохождении резьбы.

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.

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.

ТипДиаметрШаг
М10,750,25
М1,20,950,25
1,41,10,3
1,71,30,36
2,61,60,4
2,81,90,4
М32,10,46
М32,50,5
М43,30,7
М54,10,8
М64,91
М86,71,25
М108,41,5

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: 1\2 оборота по ходу чередуется с 1\4 оборота против хода винта для разрушения стружки

Резьба в дюймахНаружный Д, ммДиаметр, в ммШаг, мм
1\8″2,0950,741,058
1\4″6,354,721,27
3\16″4,7623,471,058
5\16″7,9386,131,411
7\16″11,1128,791,814
3\8″9,5257,491,588

Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы

Как нарезать резьбу в отверстии, используя магнитный сверлильный станок

Для нарезания резьбы в отверстии магнитным сверлильным станком используются метчики и резьбонарезной патрон, или держатель метчика. Мы рекомендуем использовать специальный резьбонарезной патрон с предохранительными головками, потому как при нарезании резьбы есть риск поломки метчика в заготовке и выхода из строя оборудования от возникшей нагрузки. В процессе нарезания резьбы в резьбонарезном патроне идет ограничение крутящего момента и срабатывает предохранительный механизм при заклинивании метчика.

Метчики

Метчик – это резьбонарезной металлорежущий инструмент. Для нарезания резьбы в отверстиях с помощью магнитных сверлильных станков вы можете использовать метчики:

  • машинно-ручные, они же однопроходные, то есть резьба нарезается с первого раза;
  • ручные, состоящие из комплекта 2 или 3 шт. Первый номер в комплекте необходим для черновой, а последний — для чистовой нарезки резьбы.

В зависимости от обрабатываемой детали на метчике, форма канавок

может быть прямой или винтовой и с укороченными канавками,расположение зубьев по одной линии или в шахматном порядке. Универсальные конструкции метчиков в мягких и твердых сплавах использоваться не могут. Метчики для глухих отверстий имеют спиральные канавки, что позволяет легко выводить стружку наверх. У метчика для сквозных отверстий прямая канавка.

Резьбонарезной патрон

Резьбонарезной патрон предназначен для нарезания резьбы метчиком.

Состоит собственно из патрона, с коническим хвостовиком и набора предохранительных резьбонарезных головок, настроенных под необходимое усилие нарезаемой резьбы. Учтите конусность станка при подборе патрона. Резьбонарезной патрон имеет компенсацию по длине инструмента, те нет необходимости давить на метчик при работе. Метчик в патроне надежно фиксируется и легко устанавливается.

Патрон предполагает систему защиты от перегрузок и осевую компенсацию шага резьбы. При увеличении крутящего момента метчик останавливается, патрон прокручивается.

Из плюсов резьбонарезного патрона выделим следующие:

  • быстрота смены метчика вместе с предохранительной головкой,
  • защита от поломки и метчика и двигателя магнитного станка,
  • нарезать резьбу может мастер, не имеющий высокой квалификации.

Соответствие диаметра отверстия необходимой резьбе

Для того, чтобы просверлить правильный диаметр отверстия под нужную резьбу, воспользуйтесь сводными таблицами. Ниже приводим стандартную таблицу соответствия метчиков и диаметров отверстий для внутренней метрической резьбы.

Реверсивный станок на магнитном основании AT-S SU-48R

Оснащен электронным реверсом, который позволяет нарезать резьбу и в глухих, и в сквозных отверстиях.

Магнитные сверлильные станки могут применяться для выполнения нескольких задач. В некоторых случаях показатель их функциональности зависит от оснастки. Для нарезания резьбы в сквозных отверстиях вы можете использовать любые магнитные сверлильные станки. Для глухих отверстий нужна опция реверса.

Многофункциональный магнитный станок SU-48R промышленного назначения отличается особыми преимуществами:

  • наличие реверса,
  • двухскоростной привод со шпинделем Конус Морзе 2,
  • малый размер,
  • легкий вес,
  • высокая эффективность,
  • плавная регулировка скорости.

Помимо этого мощный двигатель поддерживает постоянную мощность, имеет механизм плавного пуска, электронное ступенчатое управление скоростью и систему предохранения от перегрузки.

Редуктор привода станка имеет масляную ванну, что обеспечивает лучшую смазку, своевременное охлаждение и увеличивает срок службы станка. Пониженная передача и наличие реверса позволяют нарезать с помощью станка резьбу в сквозных и глухих отверстиях. Станок может выполнять несколько функций: сверление корончатыми и спиральными сверлами, резьбонарезание в глухих и сквозных отверстиях и снятие фаски отверстия зенкером. Особые положительные отзывы в условиях пониженной t °C.

Подробнее о станке

Нарезание резьбы в отверстии

  • используйте низкие обороты,
  • старайтесь вводить метчик в металл плавно и постепенно, после закрепления метчика в отверстии нарезание продолжится постепенно за счет компенсации в резьбонарезном патроне;
  • глухая резьба выполняется только на станках с реверсивным ходом. После прохода метчиком глухого или сквозного отверстия, включите реверс и выведите метчик,
  • после исполнения резьбы в сквозном отверстии на безреверсивном станке извлеките метчик и затем поднимите привод.
  • ВСЕГДА: используйте охлаждающие и смазывающие средства.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий