Существуют ситуации, когда надежное соединение невозможно сделать с помощью сварочного аппарата. В таких случаях используются резьбовые соединения. Оно позволяет собирать, разбирать металлоконструкции без деформации. Однако для создания соединения нужно знать, как правильно нарезать резьбу метчиком.
Метчики для нарезки резьбы
Разновидности инструмента
Инструмент, который используется для создания резьбы называется метчиком. Это цилиндрические стержни из металла, на краях которых присутствуют острые резцы, расположенные в определенной последовательности. Метчики разделяются по нескольким факторам:
- Способ использования. В комплекте с ручными инструментами поставляется специальный вороток для проведения работ. Оснастка для станков закрепляется в патроне благодаря цилиндрическому хвостовику.
- По типу обрабатываемых отверстий. Разделяются приспособления на две группы. Одни используются для обработки сквозных отверстий, другие для глухих.
- Для нарезания внутренней, метрической, трубной резьбы.
Форма метчиков может быть как цилиндрической, так и конической.
Сверление отверстий и предобработка прутков
Из последнего наблюдения можно сделать вывод, что внешний диаметр резьбы получается немного больше, чем исходный диаметр прутка, на котором она нарезана. Точно так же осевое расстояние между вершинами внутренней резьбы будет несколько меньше отверстия.
Если взглянуть на любой чертеж с изображением метрической резьбы, можно отметить ряд ключевых размеров:
- Внутренний и внешний диаметр. Эти значения меняют названия в зависимости от того, внутренняя резьба или наружная.
- Шаг резьбы — расстояние между вершинами соседних зубьев.
- Форма и размеры номинального профиля, углы наклона.
Так вот: диаметр стержня или отверстия под резьбу не равен ни внешнему, ни внутреннему диаметру резьбы. Наиболее простой способ определиться с размером отверстия для внутренней резьбы — вычесть из внешнего диаметра шаговое расстояние. Для наружной резьбы это же значение нужно прибавить к диаметру прутка.
Однако настоящие профессионалы всегда пользуются таблицами стандартных метрических резьб, где в значениях рекомендуемых диаметров учитывается также тип резьбы, особенности металлов и их сплавов. Так что основная проблема заключается в поиске подходящего прутка или сверла.
Основу для качественной нарезки вы задаете еще на этапе сверления или подготовки стержня. Отверстие нужно сверлить строго перпендикулярно, из способов контроля прямого угла можно предложить совмещение сверла с отражением в подложенном зеркальце или приставленную рядом кредитную карту.
С прутка следует удалить ржавчину и проверить ровность боковой поверхности слесарной линейкой. Лучший способ подготовить пруток — зажать его в патрон дрели и хорошо обтереть край напильником. При скруглении допускается сточить прут на пару десятых, если это необходимо для выравнивания, которое на практике важнее полноты нарезки.
Это мало применимо в работе с закрепленными прутками. Приходится подбирать диаметр резьбы по диаметру стержня, выбирая значение меньше рекомендуемого. Для более удобного захода на торце нужно снять фаску и выполнять нарезку особо тщательно и аккуратно. Не забывайте обильно нанести на обрабатываемый участок детали машинное масло.
Конструктивные особенности инструмента
Если необходимо нарезать резьбу, перед этим нужно разобраться с тем, какие виды метчиков могут встретиться в строительном магазине:
- Выделяются прямые, винтовые приспособления. Отдельной группой являются стержни цилиндрической формы, на которых нарезаются специальные канавки для вывода металлической стружки из отверстия.
- Еще одно разделение по конструкции — универсальные, комплектные инструменты. Первые вариант представляет собой метчики, рабочая часть которых разделена на три зоны. Они нужны для последовательного проведения грубой, средней, финишной обработки внутренней части отверстия. Второй вариант представляет собой комплекты металлических цилиндров, каждый из которых отвечает за свой тип нарезания резьбы.
Для получения более качественного соединения, нужно выбирать комплект метчиков. Отдельные приспособления позволяют более точнее обрабатывать металл, менее уязвимы к большому усилию. Отличаются надежностью, долговечностью, высокой точностью.
Однозаходный способ
Однозаходное нарезание резьбы характерно для механизированных устройств. Метчик для однозаходного нарезания имеет одну широкую или три тонких канавки на хвостовике, а может не иметь их вовсе. Другие отличия машинных метчиков: короткая заходная часть, хвостовик тоньше номинального диаметра, профиль резьбы полный.
Одним заходом можно нарезать сквозную резьбу в тонких (2–4 мм) листовых материалах. Также машинные метчики весьма распространены для нарезки глухих отверстий. Если более точно — ими расширяют след от заходной части метчиков #1 и #2, добавляя к резьбе еще 1,5–2 витка. Если третий номер имеет длинную заходную часть, ее можно полностью срезать и использовать этот метчик только для полной нарезки резьбы в несквозных отверстиях.
С однозаходными метчиками работать не сложнее, чем с плашками. Есть сложность в задании правильного положения, но техника работы та же. К слову, большинство плашек также рассчитаны на однозаходную работу.
Как нарезать резьбу метчиком?
Нарезание внутренней резьбы метчиком является точным технологическим процессом, который проводится в определенной последовательности.
Подготовка
Изначально требуется подготовить инструменты, дополнительные приспособления для проведения работ:
- Маленькие тиски.
- Электродрель с регулятором оборотов, сверла по металлу.
- Набор метчиков.
- Щетка по металлу.
- Керн с молотком.
Нарезка резьбы метчиком вручную проводится на низких оборотах электроинструмента.
Нарезание внутренней резьбы метчиком
Процесс нарезки
Пошаговая инструкция нарезания резьбы:
- Накернить место отверстия керном с молотком.
- Просверлить отверстие электродрелью. Удерживать оснастку точно перпендикулярно относительно обрабатываемой поверхности. Дополнительно смазать сверло специальным маслом.
- Снять фаску на 1 мм по глубине. Для этого использовать сверло большего диаметра.
- Закрепить в воротке оснастку. Выполнять по два движения вперед, одно движение назад. Так металлическая стружка будет выходить наружу из отверстия, не возникнет проблем с нарезанием. Движения должны быть плавными.
Во время ручной нарезки нельзя делать усилия на прижим, продолжать вращать инструмент после его застревания. Если он сломался, требуется высверливать метчик с помощью дрели, разных сверл по металлу. Еще один вариант извлечения обломка – обтачивание зоны вокруг отверстия с помощью шлифовальной машинки. Затем требуется достать его плоскогубцами.
Для создания резьбовых соединений нужно купить соответствующие документы, научиться с ними работать. Проводя работы аккуратно, без спешки, можно получить надежное соединение за короткий промежуток времени.
Нарезка резьбы. Какая минимальная толщина стенки стальной трубы должна быть?
Работаю на работе конструирую конструкции моделирую модели
Работаю на работе конструирую конструкции моделирую модели
Конструктор по сути (машиностроитель)
нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
Конструктор по сути (машиностроитель)
Всем спасибо. Вопрос снят. Трубу из нерж. с толщиной стенки 5-6мм практически не реально найти, максимум 4мм. Этого мало для нарезки резьбы. Поэтому крепеж к трубе будет сквозной, с использованием метрического стержня.
П.С. Нагрузки на срез болта практически не будет. Нагрузка будет на вырывание.
Источник статьи: https://forum.dwg.ru/showthread.php?t=102941
Резьба в листовом металле
Пластическое сверление и формирование резьбы в тонкостенных металлических конструкциях
Из истории
Ещё в 1923 году Жан Клод де Вальере в небольшом сарае во Франции смастерил необычный инструмент, с помощью которого отверстия в тонких стальных листах стало возможным выполнять посредством теплоты трения, а не сверления как ранее. Многочисленные опыты были в большинстве своём успешны, однако наладить его промышленное использование было невозможно по ряду причин из-за отсутствия: – твёрдого металла, необходимого для инструмента, – знаний о правильной геометрии инструмента, – алмазных шлифовальных кругов для обработки твёрдых материалов, – станков для шлифования сложных профилей. Поэтому прошло ещё 60 лет, прежде чем все эти проблемы были решены, и стало возможным и выгодным использование выдавливающих свёрл. Таким образом, в промышленности появились новые нережущие выдавливающие свёрла. Выдавливающие свёрла – это полигонально отшлифованные твёрдосплавные инструменты. При достаточно высоком числе оборотов и осевом усилии свёрл на тонкостенные металлические изделия, металл пластифицируется под действием теплоты трения, и сверло свободно проходит через заготовку. Одновременно с образованием отверстия из сместившегося вниз разогретого материала формуется втулка. Длина втулки в несколько раз превышает прежнюю толщину материала. Толщина металла может быть от 1 мм до 10 мм в зависимости от диаметра отверстия. Имеются разнообразные инструменты для выполнения в тонкостенных партиях упрочнённой резьбы, для изготовления опорных участков большой поверхности. Данный метод сверления успешно применяется уже несколько десятилетий в разных промышленных производствах. Для достижения оптимальных результатов пользователь должен хорошо изучить данную технологию, варианты просверливания выдавливанием и учитывать предъявляемые к станку требования.
Процесс сверления выдавливанием
В настоящем описании процесса сверления выдавливанием мы исходим из применения стандартного выдавливающего бура. Часть сверла, подвергающаяся трению, имеет коническую форму (рис. 1). Конус рабочей части переходит в цилиндр. Коническая и цилиндрическая части образуют вместе рабочую сердцевину. Над ними расположена кромка для формирования плотного края отверстия и цилиндрический хвостовик для крепления сверла в цанге. И коническая, и цилиндрическая части в сечении имеют форму многоугольника, что имеет определяющее значение в процессе сверления выдавливанием. В качестве исходного материала при производстве выдавливающих свёрл используется специально разработанный для этого процесса, устойчивый к истиранию и смене теплового режима твёрдый металлический сплав. • Фаза старта Для начала процесса требуется достаточно высокое осевое усилие и высокое число оборотов, чтобы произвести между выдавливающим сверлом и заготовкой необходимую теплоту трения. При этом температура сверла повышается до 650–750 °С, а заготовки – примерно до 600 °С. Число оборотов должно быть по возможности меньшим, чтобы сократить простои из-за нагрева сверла. Выбор числа оборотов в первую очередь зависит от диаметра отверстия под резьбу, он также определяется толщиной и сортом материала. Высоколегированные и нержавеющие стали требуют более низкого числа оборотов и, следовательно, при этом будет меньше простоев инструмента. Для мягких цветных материалов число оборотов должно быть выше. В целом следует отметить: чем мягче материал, тем больше нужно выбирать число оборотов. Сила подачи повышается до тех пор, пока остриё сверла не пройдёт сквозь материал. • Процесс сверления Вытесненный материал сначала течёт против направления подачи, а затем, когда остриё выдавливающего сверла проходит сквозь материал, стекает вниз в направлении подачи сверла. Сила подачи медленно убывает, в то время как скорость подачи возрастает. • Фаза формообразования Рабочая сердцевина сверла выталкивает материал. Сила подачи понижается до нуля. Кромка выдавливающего сверла формирует из вытесняемого против направления подачи материала край в форме уплотнительного кольца. Окончательная ширина и геометрическая форма изготовленной таким образом втулки зависит от выбранного диаметра отверстия для резьбы и соотношения конической и цилиндрической частей сверла. На рис. 2 показан процесс сверления выдавливанием.
Типы свёрл FLOWDRILL
• FLOWDRILL тип «длинный» К полигональному фрикционному конусу выдавливающего сверла примыкает тоже полигональная длинная цилиндрическая часть (рис. 3а). Формованные выдавливанием втулки имеют цилиндрическую форму. В завершении рабочего процесса материал, вытесняемый в направлении обратном направлению подачи посредством ровного края, формуется в своеобразную уплотнительную кромку. • FLOWDRILL тип «короткий» Этот тип был разработан специально для соединительных форм резьбы FLOWTAP в тонких материалах и имеет явно меньшую полигональную цилиндрическую часть (рис. 3в), чем у типа «длинный». Выполненные таким образом втулки преимущественно конической формы, отверстие уменьшается в диаметре, и толщина стенок втулки убывает. Эта форма влияет на равномерность деформации для резьбы FLOWTAP, и в результате инструмент производит полностью отформованную резьбу с высокой прочностью. При большей толщине материала необходимо применять для резьбы тип «длинный». • FLOWDRILL тип «плоский» Этот тип можно комбинировать с обоими выше описанными типами – «короткий» и «длинный» (рис. 3б и 3г). По краю сверла – шлифованная режущая кромка, которая удаляет вытесняемый против направления подачи материал. В результате сверления получают ровную заготовку. Шлифовку этой кромки для припасовки изготовитель может производить только один раз за весь срок эксплуатации. • FLOWDRILL особые формы В некоторых случаях обрабатываемая заготовка слишком плоская или поперечное сечение трубы недостаточно для выдавливающих свёрл стандартной длины. Тогда применяют особо короткие выдавливающие свёрла с большим углом при вершине. • FLOWDRILL тип «REM» В этом типе в конической части сверла шлифуются оба края режущей кромки, которые начинаются в острие сверла (рис. 4). Эти конструкции могут применяться в ручных дрелях, т. к. из-за шлифовки режущей кромки сила подачи уменьшается примерно на 1/3. Этот тип применяется на обрабатываемых или покрываемых гальванически поверхностях. Благодаря устранению поверхностного слоя можно избежать смазочного воздействия легкоплавких веществ. Конструкция «REM» может комбинироваться со всеми выше названными типами. Однако применение сверла такого типа на низколегированных сталях и цветных металлах, а также на материалах с максимальной толщиной стенки 2 мм следует ограничивать.
Советы и подсказки
При нарезке резьбы никогда не жалейте смазки. Наличие масла на рабочем органе помогает предотвратить перегрев и связанные с этим обрывы резьбы. К тому же так сила трения сильно снижается и метчик прекрасно чувствуется руками. Добавлять пару капель масла следует каждые 4–5 витков.
Не оказывайте чрезмерного давления, резьба до 6 мм нарезается только усилием пальцев, до 14 мм — одной рукой. Инструмент может застрять из-за плохого отвода стружки. В этом случае его нужно проворачивать в обе стороны, постепенно расширяя размах свободного хода.
Не работайте дешевыми, некачественными инструментами. Большинство дешевых метчиков очень хрупкие. Сломать такой не страшно, гораздо больше хлопот доставляет обломок в отверстии, которое нельзя пересверлить. В этом случае метчик нужно немного «погреть» молотком через кернер, а затем потянуть его назад тонкогубцами или пинцетом и постепенно выкрутить. В листовых материалах обломок проще выбить и нарезать резьбу большего диаметра, предварительно рассверлив отверстие.
Метчик – инструмент, с помощью которого можно быстро и точно нарезать резьбу в подготовленном отверстии. Это стержень, разделенный на рабочую часть и хвостовик. Хвостовик служит для фиксации в воротке или патроне станка. Удаление стружки обеспечивают продольные или винтовые канавки, находящиеся на режущей части. Для изготовления этого инструмента используют углеродистые или быстрорежущие стали. Чтобы качественно нарезать внутреннюю резьбу, необходимо знать, как правильно выбрать метчик и подготовить отверстие.
Нарезка в несколько заходов
Резьбу обычно изготавливают в несколько заходов, используя метчики с разной полнотой профиля. Основная трудность заключается в стартовом, задающем проходе. Он выполняется метчиком с одной тонкой канавкой на хвостовике. Инструмент нужно свободно ввести в отверстие и, придавив его с небольшим усилием, провернуть на пару оборотов. При этом кредитной картой контролируется перпендикулярность введения, небольшие отклонения в 5–7° вполне допустимы.
За 5–6 витков в отверстие полностью вводится заходная часть и метчик уверенно становится на ход. Теперь инструмент нужно поворачивать без прижимного усилия. Будет ошибкой исправлять на этом этапе незначительные отклонения от перпендикулярности — метчик в этом не виноват, он идет строго по отверстию. После каждых 1,5–2 витков подачи нужно выкручивать инструмент на пол-оборота.
После стартового прохода, когда профиль резьбы готов на 50–60%, следует сформировать его средним (#2) и чистовым (#3) метчиками c соответствующим количеством канавок на хвостовике. Тут важно лишь проконтролировать правильность захода метчика на уже имеющуюся резьбу, остальное — дело техники.
Особенностей работы с плашкой практически никаких нет, наибольшую сложность составляет работа на заходной части. Она у плашки короткая, всего 2,5–2 витка, поэтому рекомендуется удерживать инструмент обеими руками.
Наверное многим работникам по сделке, хоть на стройке, хоть на заводе — на станках хотелось как можно быстрее сделать свой этап работы и быть свободным. Хотя бы для того чтобы на токарном или фрезерных станках сделать условный змеевик для чуда аппарата и как минимум не задерживаться и не переносить план (и соответственно премию) на следующий день, месяц и квартал…
Примерно следующий натюрморт можно было наблюдать в свое время на некоторых промышленных предприятиях в обеденный перерыв — кто-то режется в домино, а кто-то доедает незамысловатую ссобойку, картошка сало и цыбуля, вот только если внимательно присмотреться сало обеденное почти у всех инструментальщиков было без шкурки.
Остатки сала на шкурке шли в дело — они продлевали жизнь инструменту- метчикам
да
сверлам
, что всегда в дефиците. Смазка позволяла меньше бегать на переточку и экономить время для переналадки. Да и в лучшем случае тогда на инструменте были остатки покрытий типа нитрида титана. Это сегодня для обработки различных материалов на инструменты наносят всякие цирконии и смеси лунного грунта, и скорости обработки нынче уже другие.
Современный режущий инструмент
для нарезания резьбы конечно тоже нуждается в хорошей СОЖ, и умелых руках, но о выводах в конце обзора.
Сейчас идёт речь о нарезании внутренней резьбы
…
Нарезание резьбовой линии, какой бы она не была (внутренняя или внешняя), с одной стороны является непростым процессом обработки поверхности, как может показаться на первый взгляд. Не все «дедовские» способы хорошо известны специалистам, однако каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками.
Нарезание метчиками
:
Наиболее распространенный метод нарезания резьбы может производиться вручную и станочным способом. Единственным условным практическим ограничением служит размер отверстия (до 30 мм) и размер кошелька. Хотя встречаются в природе метчики и с гораздо большим размером, но это (забегая вперед) для тех, кто не знает, что есть резьбофрезы и другие универсальные инструменты.
Для получения резьбы метчиком необходимо:
1) жестко закрепить деталь в тисках, относительно режущего инструмента должен образовываться угол в 90˚ (есть риск получить «шероховатую» или «рваную» нарезку);
2) в избегание «рваной» резьбы, используем СОЖ (если у вас обед, то можно и просто намазать его салом);
3) медленными круговыми движениями обеспечить его продвижение «вглубь» отверстия, тем самым нарезать резьбу.
Для глухих отверстий применяются метчики с винтовой канавкой. Характерной особенностью — хвостовик, режущая и калибрующая части которого выполнены в виде заборного конуса.
Накатывание резьбы без стружечными (накатными) метчиками:
Процесс, при котором происходит пластическая деформация металла, когда в заранее обработанное отверстие ввинчивается без стружечный метчик с необходимым профилем резьбы.
Поперечное сечение инструмента выполнено в виде затылования. Резьбовой виток в рабочей полости выдавливается по длине окружности не на 100%, а в определенных промежутках. Тем самым нагрузки при деформации оказывают влияние на металл циклически.
Используя один такой элемент, можно обработать до 100 000 накатанных отверстий. Для стали это нормальный результат, однако следует применять СОЖ и хорошо настроить режимы резания.
Стоимость качественного накатного или без стружечного метчика примерно в 3-4 раза больше чем стандартного.
Нарезание резьбы с помощью резцов со сменными или напаянными пластинами:
Этот способ наиболее точный, но и экономически затратный. Для получения резьбы в отверстиях больших диаметров, используются резцы со сменными или же напайными пластинами. Форма резцов может быть прямой и отогнутой, и самой самой извращенной.
Работы по улучшению формы, прочности и долговечности ведутся постоянно. Процесс обработки сопровождается постоянной подачей СОЖ и отводом стружки из режущей полости.
Недостатком данного метода является ограничение по минимальному размеру отверстия. Это связано с габаритными размерами резцов и применяемого оборудования.
Резьбофрезы
:
Резьбофрезы сегодня – это оптимальное решение для обработки деталей.
Одним таким инструментом можно получить практически любой размер резьбы. Твердосплавной резьбофрезой
с одним шагом можно произвести как наружную, так и внутреннюю резьбу. Ограничения: глубина вылета и возможности оборудования.
Преимуществом их применения можно смело также назвать возможность переточки. До 3-ёх раз большее количество переточек, чем метчики. И конечно качество и точность исполнения резьб. А если найдется способ повторного покрытия, стойкость и количество нарезанной резьбы многократно оправдает именно данный способ.
В каталогах HORN и HAHN+KOLB инструменты для всех вышеуказанных способов образования резьбы, а также для их контроля.
