Виды метчиков: классификация инструмента для нарезания резьбы

Сочленение деталей конструкций происходит посредством болтов, винтов и шпилек, которые в свою очередь имеют специальную резьбу внешнюю и внутреннюю. Такого рода соединения называются разъемными. Болты, винты и шпильки – это стержни цилиндрической формы, с винтовой резьбой. Процесс нарезки резьбы осуществляется механическим и ручным способом, на станках со специальным инструментом.

Особенности инструмента

Изначально применялся 3-4-гранный стержень, на поверхности которого выпиливались специальные зубчики. Конец заготовки обтачивался на пологий конус. Внутренняя резьба нарезалась за счет зубчатых перемычек в процессе завинчивания устройства в корпус либо отверстие гайки. Естественно, данное приспособление сложно было назвать идеальным, так как передний угол режущих зубьев был отрицательным, а заднего не было вовсе! Тем не менее, из года в год конструкция метчика становилась все более совершенной, достигнув своего рационального вида.

Несмотря на имеющееся разнообразие, современные метчики для нарезания резьбы сохранили определенные конструктивные особенности:

  • Калибрующая часть – предназначена для снижения силы трения, характеризуется обратным занижением, равным 0,1 миллиметра, и цилиндрической формой. Для меньшего трения от вершины зуба на расстоянии одной трети от ширины пера затылуются калибрующие зубья. При этом для резьбы с 12-30-мм диаметром занижение достигает порядка 1/10 мм;
  • Канавки для поступления смазочной охлаждающей жидкости и вывода образовавшейся стружки. В большинстве случаев в конструкции их предусматривается от 2 до 6;
  • Заборная область изготавливается конической, что позволяет существенно облегчить процесс врезания в материал заготовки режущих зубьев. Исходя из вида метчика (чистовой, промежуточный или черновой) угол наклона может меняться в районе 3-20 градусов;
  • Направление канавок, которые могут быть как с левой спиралью или правой, так и прямолинейные. Последние используются в обычных универсальных метчиках. Инструменты с право направленной винтовой линией канавки чаще применяются для создания глухих отверстий. В этом случае стружка отводится назад, иначе, оказавшись под прессом, она способна сломать приспособление. Левые углубления канавок предназначены для создания резьбы на проход, отводя стружку перед метчиком, избегая таким образом порчи резьбы;
  • Сами впадины тоже могут различаться на радиусные задние с прямолинейной передней, однорадиусные и прямолинейные сзади и спереди.

Конструктивные разновидности устройств

Главной отличительной особенностью рассматриваемых устройств является их конструкция. По конструкции метчики бывают следующих видов:

  1. Бесканавочные — хотя они так называются, но при этом канавки они имеют. Только эти канавки очень маленькие, что говорит о предназначении такого инструмента для нарезания резьбы на материалах, обладающих вязкостью. К таковым материалам относятся — сплавы легких металлов, а также низкоуглеродистые и высоколегированные стали
  2. Винтовые — расположение канавок напоминает форму спирали. Такое расположение канавок предназначено специально для того, чтобы осуществить нарезание резьбы в глухих отверстиях. За счет спиралевидной конструкции канавок, происходит выведение наружу металлической стружки
  3. Ступенчатые — характерной конструктивной особенностью таковых устройств являются две зоны, одна из которых осуществляет резку, а вторая выглаживание поверхности нарезаемой кромки
  4. Комбинированные — также разделены на две части. Первая часть представляет собой сверло, посредством которого делается отверстие. Вторая часть предназначена для непосредственного нарезания резьбы в заготовке. Использование таковых метчиков повышает скорость достижения результата, так как отсутствует необходимость отдельного выполнения двух операций — высверливание отверстия с последующим нарезанием резьбовых граней
  5. Протяжные — используются с целью нарезания резьбовой кромки в проходном отверстии. Выполняется процедура с применением токарного станка
  6. С внутренней полостью — специальная канавка нужна для того, чтобы обеспечивать подачу охлаждающей жидкости в зону реза
  7. Колокольные — используются при необходимости нарезки резьбы большого размера. Состоят метчики из нескольких частей, которые фиксируются посредством общей оправки

Различают и другие разновидности метчиков, которыми пользуются специалисты. При возникновении необходимости нарезания резьбы на гайке или прочих металлических заготовках в домашних условиях, применяются обычные слесарные виды устройств.

Читайте также:  Верстак в гараж своими руками из металла

Пару слов о ГОСТ по трубной резьбе

В условиях работы с газообразными и жидкими средами, согласно ГОСТ 6111, при необходимости внедрения разъёмных соединений в схемы трубопроводов, допускается изготовление таких соединений на резьбовой основе.

Возможным является исполнение не только трубной, но и конической резьбы (ГОСТ 3662).

Пример производства конической трубной резьбы на технологическом переходнике. Подобные приёмы используются в сантехнике нередко. По эксплуатационным показателям коническая резьба выделяется в лучшую сторону относительно иных видов

Несмотря на редкое применение конической резьбы в трубных соединениях, она считается более удобной по характеристикам навинчивания/свинчивания.

Следует напомнить, что угол конусности конической резьбы напрямую связан с такими параметрами, как шаг и диаметр. Допустимое значение этого угла не может быть меньше 26°. Стандартное значение угла вершины профиля на конической резьбе – 60°.

Трубные резьбы отличаются характерной особенностью – они имеют скруглённую вершину профиля. При соблюдении стандартов нарезки, величина закругления составляет 10% размера радиуса резьбы.

При такой технологии нарезки удаётся добиться существенного снижения внутренних напряжений на малой площади металла, занимаемой резьбовым профилем.

Установленными допусками ГОСТ 6357, наряду с цилиндрической и конической резьбой предусматривается исполнение на трубах метрической резьбы.

Здесь стандарт угла наклона составляет 55°, чем обусловлено увеличение числа витков на участке по длине равным участку с другим видом резьбы.

В результате получается соединение с более высокой степенью герметичности, но трудоёмкость при пользовании такими соединениями увеличивается.

Метрическая резьба и полный технический расклад по стандартным параметрам. Для метрической резьбы применяется единица измерения – миллиметр, тогда как трубная обычно измеряется в дюймах

Существующими установками ГОСТ предусматривается также возможность исполнения упорной и трапецеидальной резьбы на трубах. Но на практике эти виды нарезки не используются по причине их низкой эксплуатационной прочности.

Информация по альтернативным способам соединения труб представлена в статьях:

  1. Сантехнические способы соединения труб: обзор всех возможных вариантов исполнения
  2. Соединение пластиковых труб с металлическими: разбор способов и примеров монтажных работ
  3. Соединение медных труб: инструкции и сравнение различных монтажных технологий
  4. Врезка в трубу без сварки: технология проведения сварочно-врезных работ

Диаметры отверстий для нарезания резьбы метчиком

При изготовлении резьбовых отверстий под метрические болты, винты, шпильки сначала в материале просверливается отверстие, а затем при помощи метчика в нем нарезается резьба.

Но прежде чем приступить к сверлению, необходимо подобрать оптимальный диаметр сверла под планируемую внутреннюю резьбу, воспользовавшись специальной таблицей соответствия. Приведенные в ней значения применимы для чугуна, сталей, алюминиевых сплавов и меди.

Если размер отверстия будет больше положенного, то есть риск получить недостаточно глубокую резьбовую канавку и как следствие ослабленное соединение. Если размер отверстия слишком мал, то будут трудности при работе с метчиком, так как возникает большое сопротивление резанию, нагревание инструмента, налипание стружки на режущие кромки, заклинивание и даже поломка метчика.

Пользоваться таблицей очень просто. Для этого важно знать основные параметры метрической резьбы – это ее шаг (Р) и номинальный диаметр (d), которые измеряются в долях метра. Под шагом понимают расстояние между двумя вершинами соседних витков. За номинальный диаметр принимают наружный диаметр резьбы, который равен расстоянию между крайними точками наружных выступов винтовой линии.

Таблица рекомендуемых диаметров отверстий под резьбу, мм

d резьбы Шаг d сверла  Шаг d сверла  Шаг d сверла  Шаг d сверла   Шаг d сверла  Шаг d сверла
 2  0.4  1.6    
 3  0.5  2.5    
 4  0.7  3.3  0.5  3.5
 5  0.8  4.2  0.5  4.5
 6  1  5    5.2  0.5  5.5
 7  1  6    6.2  0.5  6.5
 8    6.7  1  7    7.2  0.5  7.5
 9    7.7  1  8    7.2  0.5  8.5
 10  1.5  8.5    8.7  1  9    9.2  0.5  9.5
 11  1.5  9.5  1  10    10.2  0.5  10.5
 12    10.2  1.5  10.5  10.7  1  11    11.2  0.5  11.5
 14  2  12  1.5  12.5    12.6  1  13    13.2  0.5  13.5
 16  2  14  1.5  14.5  1  15    15.2  0.5  15.5
 18  2.5  15.4  2  16  1.5  16.5  1  17  17.2  0.5  17.5
 20  2.5  17.4  2  18  1.5  18.5  1  19    19.2  0.5  19.5
 22  2.5  19.4  2  20  1.5  20.5  1  21    21.2  0.5  21.5
 24  3  20.8  2  22  1.5  22.5  1  23    23.2
 27  3  23.9  2  25  1.5  25.5  1  26    26.2
 30  3.5  26.4  3  26.9  2  28  1.5  28.5  1  29    29.2
 33 3.5  29.4  3  29.9  2  31  1.5  31.5  1  32    32.2
 36  4  31.9  3  32.9  2  34  1.5  34.5  1  35
 39  4  34.9  3  35.9  2  37  1.5  37.5  1  38
 42  4.5  37.4  4  37.9  3  38.9  2  34  1.5  40.5  1  41
 45  4.5  40.4  4  40.9  3  41.9  2  43  1.5  43.5  1  44
 48  5  42.8  4  43.9  3  44.9  2  46  1.5  46.5  1  47
Читайте также:  Рейтинг наборов инструментов: 9 лучших вариантов для любых работ

Из таблицы видно, что диаметр сверла меньше наружного диаметра резьбы примерно на величину шага, то есть:

  • Dотв = d — P

На практике многие домашние мастера постоянно пользуются этой простой формулой, когда нет возможности обратиться к таблице.

  • Например, для М10х1.5: Dотв = 10 – 1.5 = 8.5 мм

Этот способ вполне приемлем, когда резьбонарезание выполняется ручным способом в условиях слесарной мастерской.

Если планируемое резьбовое соединение в процессе эксплуатации не будет подвергаться серьезным нагрузкам, то можно допустить незначительное увеличение величины отверстия.

На сборочном производстве, где требуется высокая точность размеров резьбового профиля, любые отклонения неприемлемы. Диаметры отверстия под резьбу с полем допуска устанавливает ГОСТ 19257-73.

Пару слов о ГОСТ по трубной резьбе

В условиях работы с газообразными и жидкими средами, согласно ГОСТ 6111, при необходимости внедрения разъёмных соединений в схемы трубопроводов, допускается изготовление таких соединений на резьбовой основе.

Возможным является исполнение не только трубной, но и конической резьбы (ГОСТ 3662).

Пример производства конической трубной резьбы на технологическом переходнике. Подобные приёмы используются в сантехнике нередко. По эксплуатационным показателям коническая резьба выделяется в лучшую сторону относительно иных видов

Несмотря на редкое применение конической резьбы в трубных соединениях, она считается более удобной по характеристикам навинчивания/свинчивания.

Следует напомнить, что угол конусности конической резьбы напрямую связан с такими параметрами, как шаг и диаметр. Допустимое значение этого угла не может быть меньше 26°. Стандартное значение угла вершины профиля на конической резьбе – 60°.

Трубные резьбы отличаются характерной особенностью – они имеют скруглённую вершину профиля. При соблюдении стандартов нарезки, величина закругления составляет 10% размера радиуса резьбы.

При такой технологии нарезки удаётся добиться существенного снижения внутренних напряжений на малой площади металла, занимаемой резьбовым профилем.

Установленными допусками ГОСТ 6357, наряду с цилиндрической и конической резьбой предусматривается исполнение на трубах метрической резьбы.

Здесь стандарт угла наклона составляет 55°, чем обусловлено увеличение числа витков на участке по длине равным участку с другим видом резьбы.

В результате получается соединение с более высокой степенью герметичности, но трудоёмкость при пользовании такими соединениями увеличивается.

Метрическая резьба и полный технический расклад по стандартным параметрам. Для метрической резьбы применяется единица измерения – миллиметр, тогда как трубная обычно измеряется в дюймах

Существующими установками ГОСТ предусматривается также возможность исполнения упорной и трапецеидальной резьбы на трубах. Но на практике эти виды нарезки не используются по причине их низкой эксплуатационной прочности.

Информация по альтернативным способам соединения труб представлена в статьях:

Удаление сломанного инструмента

Даже слесари с многолетним опытом в силу разных причин иногда ломают метчики при нарезании внутренних резьб ручным способом. Вопрос в том, как извлечь обломок изделия, ведь не всегда проблему можно решить проделыванием другого отверстия. Если обломок хоть немного торчит над поверхностью, стоит попробовать захватить его пассатижами или губками ручных тисков и попытаться вывернуть естественным образом. Как правило, это дает успешный результат.

Читайте также:  10 лучших ленточных пил: как выбрать, характеристики

Когда обломок рабочей части полностью сидит в отверстии, нужны кардинальные меры. Одна из них — попробовать вывернуть его оттуда сверлом левого вращения, работая дрелью на самых низких оборотах. Ничего не выходит? Придется отыскать сверло с твердосплавным наконечником или алмазом и просто высверлить застрявший кусок инструмента.

Отломанную рабочую часть метчика подчас бывает очень трудно извлечь, поэтому к выполнению работы надо отнестись скрупулезно, особенно при недостатке опыта. Пользуйтесь хорошо заточенным инструментом, соблюдайте все предложенные выше рекомендации, и вы 100% получите результат в виде надежного резьбового соединения.

Виды и размеры нарезки

Выполнение операций не требует специальных навыков, но существует ряд правил использования приспособления в соответствии с размерами отверстий. Правильно подобрать инструмент помогут данные, взятые из таблицы метчиков для нарезания резьбы. Ее можно легко найти в интернете. Это поможет решить задачу без риска порчи заготовки или инструмента. По видам внутренняя метрическая резьба подразделяется на несколько вариантов:

  1. Системное исчисление диаметра;
  2. С количественным заходом;
  3. Профильной формой;
  4. Размещением деталей (внутренним, наружным);
  5. Формой детали (конус, цилиндр);
  6. Размещением на детали (внутри, снаружи);
  7. Назначением: ходовая, крепежная, уплотнительная, крепежно-уплотнительная.

Стержень винтообразного инструмента оснащен наконечником конусообразной или цилиндрической формы с острыми продольными канавками, разбивающими рабочую поверхность (гребни) на отдельные фрагменты. Рабочая часть инструмента снимает металл слоями, оставляя на поверхности детали глубокие борозды.

Существует три вида приспособлений для нарезки резьбы. Одноходовой, или универсальный, позволяет выполнить операцию с помощью одного зацепа. Двухпроходные метчики относятся к наиболее востребованным видам инструмента, чаще всего продаются парами: N1 — для черновой работы и N2 — для чистовой нарезки. Первый инструмент имеет гребенку с зубцами небольшого размера и применяется для подготовки внутренней части отверстия под чистовую операцию. Метчик для чистовой нарезки углубляет канавки резьбы, одновременно удаляя стружку металла. При работе с ручными воротками используются трехпроходные метчики с диаметром первого нарезчика от 3 мм.

Критерии выбора

Важно при проделывании резьбы правильно подобрать метчик и материал, из которого он изготовлен.

  • Под определённый вид резьбы подбирается метчик.
  • Стоит учесть, из какого материала выполнен метчик и подходит ли он для данных условий.
  • Определить необходимость клеймовщика или целого набора инструментов.
  • В зависимости от вида материала, в котором будет проделываться резьба, подбирается и ракурс ведущей заточки.
  • Необходимо принимать во внимание, то факт, что черновая резьба делается меньшим диаметром, чем это задумано на самом деле. А вот уже рабочий метчик должен соответствовать намеченному планом диаметру.

Как видно, абсолютно любой метчик не подходит для нарезки определенных видов резьбы. Поэтому необходим тщательный подбор оборудования и продумывание всего процесса нарезания.

К тому же важен не только процесс подбора метчика, но и правильная нарезка. При этом стоит соблюдать несколько правил и требований:

  • Подготовительный этап включает в себя подбор диаметров по сводной таблице.
  • Необходимо ровно установить метчик. Чтобы он был перпендикулярен нарезаемой поверхности.
  • Проверить это уровнем.
  • Для нарезки лучше всего подходят стандартные метчики.
  • Сам процесс нарезки необходимо выполнять аккуратно и неторопливо. Иначе резьба может оказаться бракованной или же есть вариант пораниться.
  • После проведения полного оборота резьбы, необходимо делать отпуск на пол-оборота назад, чтобы удалять стружку.
  • В сквозных резьбовых отверстиях прочистку проводят с помощью ершика или железной нити, в глухих же приходится прибегать к использованию пылесоса.
  • Последним и важным проверочным пунктом можно назвать вкручивание винта в резьбу. Он должен входить прямо и без перекосов, иначе брак.

Метчик для нарезки подбирается под определенный вид резьбы