Методы и особенности нарезания резьбы резцом на токарном станке

Для того чтобы нарезать резьбу на токарном станке, могут применяться разные инструменты. Опытные мастера чаще всего делают это при помощи резца.

Немного истории

Крепежные детали, аналоги современных винтов, известны человечеству еще со времен начала нашей эры. Ювелиры Древнего Рима использовали их при изготовлении украшений, а ремесленники – для изготовления медицинских инструментов. Изготовление крепежа ценилось в те времена дорого и широкого применения не нашло.

Наступил XV век. На полях сражений сталкивались воины в броне и доспехах, детали которых крепились с помощью винтов и шпилек. В это же время, часовые мастера собирали свои изделия на винтах. А вот гайки появились позднее, лет через полтораста. Общепринятых стандартов тогда не было. Каждый мастер изготавливал крепеж по своему усмотрению. В XVII веке появились близкие к современным соединения, причем шаг резьбы был дюймовым.

Метрическая резьба впервые стала использоваться во Франции совсем недавно, в XIX столетии.

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

При нарезании резьбы на заготовке, установленной на токарном станке, с помощью резца такой процесс выглядит следующим образом: инструмент, перемещающийся вдоль оси вращающейся детали (движение подачи), своей заостренной вершиной прочерчивает на ее поверхности линию винтового типа. Характерным параметром винтовой линии, формируемой резцом на поверхности заготовки, является угол ее подъема или увеличения. Величина данного угла, измеряемого между касательной, расположенной к винтовой линии, и плоскостью, которая перпендикулярна оси вращения детали, определяется:

  • величиной подачи режущего инструмента, перемещающегося вдоль оси заготовки;
  • частотой, с которой вращается деталь.

Не менее важным параметром винтовой линии является ее шаг, который характеризует расстояние между ее соседними витками. Измеряется это расстояние по оси обрабатываемой детали.

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

Перемещаясь вдоль оси вращающейся заготовки, резец врезается в нее и создает винтовую поверхность, которую и принято называть резьбой. Элементы с резьбовой поверхностью используют для решения различных задач: обеспечения перемещения элементов друг относительно друга, их сочленения и уплотнения формируемых соединений.

Наиболее распространенные виды профиля резьбы: а — треугольная, б — прямоугольная, в — трапецеидальная, г — упорная, д – круглая

Поверхность заготовки с резьбой может быть цилиндрической и конической. На характеристики резьбового соединения значительное влияние оказывает профиль резьбы, то есть ее контур в плоскости. Выделяют профили:

  • треугольные;
  • трапецеидальные;
  • прямоугольные;
  • упорные;
  • круглые.

Резьба на поверхности детали может быть сформирована одной винтовой ниткой (однозаходная) или несколькими (многозаходная). Если нарезают несколько винтовых ниток, то их располагают эквидистантно по отношению друг к другу.

Нарезание резьбы с использованием токарного оборудования

Посчитать количество ниток можно в начале резьбовой поверхности. Многозаходная резьба, кроме шага, характеризуется таким параметром, как ход. Это расстояние, измеряемое между двумя однотипными точками двух соседних витков, которые сформированы одной ниткой. Измеряется такое расстояние по линии, располагающейся параллельно оси резьбовой детали. У однозаходной резьбы, сформированной одной ниткой, ход равен шагу, а для многозаходной его можно вычислить, если умножить шаг на количество заходов.

Все разновидности резьбы со схемами, параметрами и регламентирующими их ГОСТ

Таблица метчиков и сверл для внутренней резьбы

Дело в том, что проходное отверстие и диаметр резьбы должны соответствовать стандартам. Если диаметр отверстия будет слишком большим – глубина канавок получится слишком маленькой, а резьбовое соединение ненадежным.

При малейшей нагрузке резьба будет сорвана. Другая крайность – узкое отверстие под резьбу. В этом случае метчик будет играть роль сверла, а его конфигурация для этого не приспособлена. Очень высока вероятность поломки инструмента.

ВАЖНО! Если нет сверла, точно подходящего по диаметру – делайте отверстие немного меньше положенного, а не больше.

Читайте также:  9 лучших болгарок на АлиЭкспресс — Рейтинг 2020

После чего обязательно произведите зенковку, и аккуратно нарезайте резьбу тройным комплектом метчиков.

Классификация

Существует огромное множество типов резьбы. Они отличаются по форме профиля, расположению, направлению заходов, величиной шага и многим другим параметрам.

По форме профиля резьбы бывают

  • Трапециевидные.
  • Прямоугольные.
  • Круглые.
  • Упорные.
  • Треугольные: метрические; дюймовые; трубные.
Классификация

По направлению заходов

  • Левая.
  • Правая.

По расположению

  • Наружная (как у болта).
  • Внутренняя (как у гайки).

По поверхности, на которой выполнена резьба

Классификация
  • Цилиндрическая.
  • Коническая.
  • По эксплуатационному назначению.
  • Крепёжные.
  • Крепёжно-уплотнительные.
  • Ходовые.
  • Специальные.

Режущий инструмент – плашка

Плашка – режущий токарный инструмент, изготовленный в форме гайки. Просверленные в ней отверстия делают для отвода стружки. Инструмент состоит из режущих элементов, расположенных на каждой его стороне и образующих заборный конус. Плашкой на токарном станке формируется резьба на болтах, шпильках, винтах и других металлоизделиях.

Наиболее используемые виды плашек:

  • метрические,
  • левые,
  • трубные.

Нарезание резьбы плашкой следует предварить обработкой нужного участка детали. При этом наружное сечение резьбы должны быть больше обработанного участка детали. Сложность нарезки резьбы плашкой — в отсутствие у нее специального захода, что мешает ровно прорезать начальные витки.

Облегчить задачу можно, сделав на торце небольшую фаску так, чтобы ее высота совпала с высотой профиля резьбы. Размер плашки должен совпадать с диаметром детали.

Затем плашку нужного размера фиксируют в плашкодержателе, закрепленный в задней бабке токарного станка. Скорость нарезки резьбы зависит от материала для заготовки: изделия из латуни обрабатываются около 15 м/мин., чугунные – 3 м/мин., стальные болванки — 4 м/мин.

При такой скорости обработки плашка меньше изнашивается. В процессе нарезки каждый оборот плашки нужно сменять ее поворотом назад на треть окружности, чтобы очистить отверстия от стружки.

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Если под рукой не оказывается специального инструмента, то вовсе не обязательно спешить в магазин для его приобретения. Если нужно узнать значение шага резьбы, то сделать это можно без резьбомера. Для этого можно воспользоваться линейкой (лучше конечно взять в руки штангенциркуль). Надо отметить, что определение шага нарезки линейкой позволяет получить менее точный результат, чем при использовании резьбомера или штангенциркуля. Это важно учитывать, и если нужно получить точные показания, то лучше воспользоваться специализированным прибором.

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

В этом разделе рассмотрим, как можно узнать шаг резьбы, имея под рукой только линейку. Многие наверняка догадались, как это сделать, но все же рассмотрим особенности процедуры подробно.

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Для начала нужно отметить, что метрические и дюймовые нарезки изготавливаются с соблюдением соответствующих стандартов. Это позволяет определить расстояние между витками нарезки, не имея специального инструмента. Сделать это можно следующим образом:

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой
  1. Расположить деталь (болт с резьбой) рядом с линейкой
  2. Внимательно посмотреть на вершины витков. Если они совпадают с миллиметровыми делениями линейки, то это значит, что шаг резьбы составляет 1 мм
  3. Если витки не совпадают с делениями шкалы линейки, тогда следует воспользоваться другим способом. Для этого нужно посчитать количество витков на детали в определенном диапазоне (на 1 или 2 см)
  4. Чтобы узнать шаг, нужно взять диапазон в миллиметрах и разделить на полученное количество витков, например, на диапазоне 20 мм было насчитано 17 витков. Если разделить 20 мм на 17 витков, то получим значение 1,17, что соответствует ближайшему стандартному шагу в 1,25 мм. Для проведения более точных подсчетов необходимо отнять один виток, так как отчет нужно проводить не с одного, а с нуля, поэтому получим 20/16=1,25 мм
  5. Чтобы не проводить расчеты, можно воспользоваться табличными значениями. Таблица для определения шага нарезки представлена ниже
Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Таблица определения шага метрической резьбы

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Выше описана инструкция, как определить шаг для метрической резьбы. По аналогичному принципу осуществляется измерение для дюймовой нарезки. Для этого важно знать, что 1 дюйм равен 25,4 мм. Для определения шага дюймовой нарезки необходимо:

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой
  1. Посчитать количество витков на расстоянии 25,4 мм, приложив к заготовке линейку
  2. Соответствующее количество витков указывает на шаг нарезки
  3. На расстоянии 25,4 мм или 1 дюйма может присутствовать от 4 до 28 витков
  4. Если изделие имеет короткую длину (меньше 25,4 мм), тогда измерения проводятся на участке в 2 раза меньшем, то есть, на 12,7 мм. Полученное значение количества витков нужно умножить на 2, получив при этом соответствующее количество витков на 1 дюйм
Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Чтобы убедиться в правильности проведенных действий, сверяем полученные значения с табличными.

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Таблица для определения шага дюймовой резьбы

Читайте также:  Биты для шуруповерта. Классификация, характеристики, типы бит

Надо понимать, что для получения максимально-точных результатов, рекомендуется воспользоваться резьбомером.

Как нарезать наружную резьбу. Нарезка резьбы на трубах и фитингах. Плашка. Клупп.

Нарезается наружная резьба с помощью круглых или раздвижных плашек, а также винтовальных досок. Нарезка резьбы может производится как на станках, так и вручную.

Нарезание резьбы круглыми плашками (лерками).

Круглые плашки (лерки) представляют собой диск с нарезанным отверстием. Для отвода стружки и образования перьев с режущими кромками (рис. 1) в плашке делается несколько стружечных отверстий. Плашки (лерки) вставляются в леркодержатель и зажимаются винтами (рис. 2).

Рис. 1. Плашка круглая разрезная (лерка).

Как нарезать наружную резьбу. Нарезка резьбы на трубах и фитингах. Плашка. Клупп.

Рис. 2. Леркодержатель:

1 — рамка; 2 — ручка; 3 — зажимной винт.

Диаметр нарезаемого стержня берется несколько меньше наружного диаметра резьбы и запиливается конусообразно для захода лерки. Выбор стержней для нарезания метрической или дюймовой резьбы приводится в табл. 1:

Таблица 1. Диаметр стержней для болтов под резьбу.

Метрическая резьба Дюймовая резьба
Наружный диаметр в мм Диаметр стержня в мм Наружный диаметр в дюймах Диаметр стержня в мм
5 4,89 1/4 6,19
6 5,86 5/6 7,7
8 7,83 3/8 9,3
10 9,8 7/16 10,8
12 11,7 1/2 12,4
14 13,7 5/8 15,6
16 15,7 3/4 18,7
20 19,6 7/8 21,8
22 21,6 1 25
24 23,6 1 1/4 31,3
27 26,6 1 1/2 37,6
30 29,5 1 3/4 43,8
36 35,4 2 50

Раздвижные плашки (рис. 3, а) состоят из двух призматических половинок с нарезанным отверстием. В средней части отверстия плашки делают канавку, которая образует режущие кромки.

Рис. 3. Плашки раздвижные и сухарь:

а — плашка; б — сухарь.

Клупп для нарезки резьбы.

Для крепления плашек применяется клупп с прямоугольной или косой рамкой (рис. 4). Призматические выступы клуппа входят в пазы плашек, а с боку плашки прижимаются болтами.

Как нарезать наружную резьбу. Нарезка резьбы на трубах и фитингах. Плашка. Клупп.

Рис. 4. Клупп (косой):

1 — рамка; 2 — ручка; 3 — зажимной винт.

Чтобы избежать непосредственного нажима болта на плашки, между плашками и болтом устанавливается так называемый сухарь (см. рис. 3, б), имеющий форму плашки.

Технология нарезания резьбы плашкой.

Нарезание призматическими плашками несколько отличается от нарезания лерками. При нарезании плашками стержни не запиливаются на конус, а раздвигаются плашки. Затем зажимаются на стержне, конец которого должен совпадать с верхней плоскостью плашек. Поворачивая клупп вправо и немного влево, производят нарезание резьбы. Положение леркодержателя и клуппа устанавливается строго перпендикулярно к нарезаемому стержню, в противном случае резьба будет косой и односторонней.

Охлаждение и смазка при нарезании резьбы.

При нарезании резьбы метчиками и плашками необходимо применять смазку. В качестве смазки можно употреблять обычную эмульсию, растворяя одну часть эмульсии на сто шестьдесят частей воды. Кроме того, можно применять: для чугуна — сало и керосин; для стали и латуни — вареное и сурепное масло и лярд; для красной меди — лярд и скипидар; для алюминия — керосин.

Употреблять при нарезании резьбы машинные и минеральные масла не рекомендуется, так как они, увеличивая сопротивление нарезанию, не дают чистых отверстий и приводят к быстрому износу метчиков и плашек.

Винтовальные доски.

Для того, чтобы нарезать резьбу на винтах с диаметрами до 6 мм используют винтовальные доски. На винтовальных досках присутствует несколько нарезанных отверстий разных диаметров с канавками под стружку, по два на каждое отверстие.

Нарезание резьбы плашками выполняется так же, как и нарезание метчиками. Стержень прочно зажимается в тиски, смазывается маслом, а затем на стержень надевается клупп с плашками, зажимается винтом и вращается на полный оборот в одну сторону и на пол-оборота в другую. Если стержень толще требуемого, его необходимо опилить напильником.

Резьба у болтов измеряется кольцевыми резьбовыми калибрами или резьбомером.

Как нарезать наружную резьбу. Нарезка резьбы на трубах и фитингах. Плашка. Клупп.

Нарезка резьбы на трубах и фитингах.

Трубы и фитинги (соединительные части для труб) нарезаются специальным инструментом с применением приспособлений.

Клупп для нарезки резьбы на трубах.

На трубах резьба нарезается особым клуппом (рис. 5). Клупп для нарезания труб по устройству отличается от обычных клуппов. В прорези его обоймы входят четыре стальных гребенки. Повертыванием верхней ручки их можно сближать или раздвигать. Поэтому одним клуппом можно нарезать трубы различных диаметров. Кроме того, клупп имеет направляющие, которые регулируются нижней ручкой. Направляющие обеспечивают правильное положение клуппа на трубе при нарезке.

Читайте также:  В чем отличие паяльных станций от паяльников? Ликбез для начинающих

Трубы при нарезке закрепляются специальным трубным прижимом. Прижим состоит из станины, в который помещаются сухари с вырезами для труб различных диаметров.

Нарезка резьбы на фитингах выполняется так же, как и нарезка отверстий метчиком. Только метчик для нарезки фитингов имеет трубную резьбу, причем в комплект трубных метчиков входят два метчика.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Если вы прокладываете новый участок в системе отопления (водоснабжения), нарезку можно выполнить на верстаке. Заготовка располагается строго горизонтально (или вертикально) с помощью специальных тисков.

Даже ручной инструмент, будь то клупп для нарезания резьбы, или вороток с плашкой, создает внушительный крутящий момент. Поэтому, чтобы нарезать резьбу на водопроводной трубе своими руками, ее нужно сильно зажать.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Если заготовка проворачивается, можно испортить витки. Многие домашние мастера используют для фиксации не тиски с зажимом типа «ласточкин хвост», а списанные суппорта со старых токарных станков.

Произведя замеры, отрезаете трубу с учетом обработки торца под заход плашки (клуппа). Затем производится разметка длины резьбового соединения: например, на трубе отопления, в точке соединения с радиатором, необходимо предусмотреть сгон.

Прежде чем начать нарезку, торец обрабатывается напильником под конус, для нормального захода клуппа или плашки.

Если этого не сделать, заход будет выполнен с перекосом, и через пару витков, резьба будет сорвана. Восстановить испорченный участок невозможно, трубу придется обрезать.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Работа плашкой

С помощью этого инструмента можно с легкостью нарезать витки на трубе, вокруг которой нет предметов в радиусе 50 см. Либо с торца, либо сбоку, должно быть место для воротка.

Разумеется, не всегда есть возможность подобраться к системе трубопроводов, особенно при выполнении ремонтных работ. Есть модели воротков с одной рукоятью, которыми можно нарезать резьбу вдоль стены: так называемые трещотки.

Но сама конфигурация плашки не позволяет удерживать приспособление строго по оси. Если усилие на резцах неравномерное (а с одним рычагом иначе и быть не может), есть риск запороть витки.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Поэтому, прежде чем нарезать резьбу с помощью трещотки, следует несколько раз потренироваться на ненужных кусках трубы.

Важно! При работе с плашкой (леркой) особенно важна правильная подготовка трубы.

Если клупп может «простить» некоторые огрехи, то слабо проточенная фаска на торце, или капля от сварки, может сбить плашку с прямого хода. Нарезка выполняется в 2-3 прохода: с использованием плашек разной глубины резцов.

Сначала номером 1 производится разметка, снятие первого слоя. Затем №2 (и №3) прорезают витки до рабочей глубины.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Работа клуппом

Многие начинающие мастера не знают, как нарезать резьбу возле стены. Именно для этого и подходит клупп, поскольку его конструкция предусматривает самоцентровку относительно оси трубы, следовательно, устраняется перекос инструмента.

Опытные мастера рекомендую нарезать клуппом любую трубную резьбу, этот инструмент упрощает процесс и повышает качество внешней резьбы.

Работать с клуппом несложно, он представляет собой конструкцию со сменными резцами. То есть, материал обоймы может быть из относительно мягкого (а значит податливого) металла, а резцы – из твердой легированной стали.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Положение резцов регулируется в процессе нарезания: это позволяет выполнять первичный, вторичный и чистовой проходы, не снимая клупп. То есть, вы просто затягиваете режущие части, каждый раз углубляя витки.

Резцы расположены таким образом, что сохранять прямолинейность вдоль оси трубы несложно. Вероятность срыва витков минимальна. Поэтому с работой клуппом в труднодоступных местах справится даже новичок.

Есть электрические модели клуппа, в которых с помощью редуктора создается мощный крутящий момент на блоке резцов. Оператору необходимо лишь направлять инструмент вдоль трубы.

Подготовленная заготовка смазывается консистентным составом, устанавливается глубина первого прохода, и включается питание. Нет необходимости делать обратные вращения, как на воротке, следить за отводом стружки – все это выполняется автоматически.

Как правильно нарезать витки на водопроводной трубе

Неважно, что вы делаете: ремонт водоснабжения, или монтаж системы отопления. С помощью такого инструмента работа выполняется в разы быстрее. Разумеется, не бесплатно: стоимость электрического клуппа довольно высокая.