Художественная резьба по металлу способна придать любому предмету красивый и оригинальный облик, привлекающий взгляды окружающих. Наверняка и у вас имеется какой-нибудь предмет с нанесенной на него гравировкой — будь то зажигалка, фляга или именная ручка. Именные гравировки всегда считались признаком почета и богатства. Резьба по заранее подготовленному металлу поможет сделать своими руками художественную гравировку настоящей ценностью!
Возможно вы задумывались, каким образом наносится красивый узор на ту или иную металлическую поверхность, а может быть вы хотели бы освоить это увлекательное ремесло самостоятельно.
Во-первых, чаще всего, такая работа выполняется индивидуально, вы становитесь обладателем эксклюзивного предмета.
Во-вторых, художественная гравировка выглядит очень красиво.
В-третьих, выполнить ее можно своими руками, в домашних условиях. Гравирование представляет собой нанесение (перенос) рисунка на металлический предмет.
Как сделать гравировку на металле в домашних условиях, какой нужен инструмент или станок или машинка? Какая цена приспособлений для гравировки? Об этом вы узнаете в нашей статье.
Механика процесса: изучаем детально
Попробуйте представить, что происходит с металлом заготовки в начале движения резьбонарезного инструмента. Его первые несколько витков сходятся конусом, образуя заходную часть. Достаточно небольшого усилия, чтобы острые и твердые зубья плашки или метчика продавили в металле небольшие канавки и прочно в нем закрепились.
Все, теперь инструмент, как говорится, «стал на шаг» и будет точно следовать спирали резьбы, закрепляясь тем сильнее, чем больше витков. Но дело в том, что металл не может деформироваться беспредельно. Если зубья инструмента врезаются слишком глубоко, они будут выдавливать лишнюю массу, образуя стружку. Если нарезать отверстие обычным закаленным болтом, стружка будет забивать только что нарезанную резьбу и инструмент придется постоянно выкручивать для прочистки отверстия. Метчик и плашка имеют специальные канавки для отвода стружки.
Очень важно понимать, что зубцы рабочей части не вырезают в металле канавки. Они их продавливают, выдавливая металл по обе стороны от себя. Удаление излишков производится выемкой между соседними зубцами: она придает пластичному металлу форму, а остатки отбрасывает в канавку для стружки.
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.
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.
Читать также: Изделия из железа своими руками фото
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.
Сферы применения резьбовых соединений
Резьбовые соединения используются в промышленности и быту. С их помощью решается широкий спектр задач:
- соединение компонентов машин и механизмов;
- установка защитных элементов в виде крышек, резьбовых заглушек и т.д.;
- монтаж несущих компонентов металлоконструкций;
- формирование фланцевых соединений, востребованных при прокладке трубопроводов;
- установка станков и прочего технологического оборудования.
Резьбовые соединения незаменимы при сборке бытовой техники и измерительных приборов. С их помощью выполняются модернизационные и ремонтные работы различной сложности.
По назначению резьбы делятся на крепежные, ходовые, грузоподъемные, а также крепежные с одновременной герметизацией.
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.
От чего зависит цена резки листового металла на заказ
Стоимость проведения работ по резке листового металла определяется совокупностью взаимосвязанных факторов, как то:
- используемая технология;
- мощность оборудования;
- марка, толщина исходного сырья;
- качество готовой продукции;
- объем заказа.
Если в ходе проведения работ будет использоваться большое количество исходного сырья, стоимость заказа может быть снижена за счет сокращения значения цены расчетной единицы (килограмма, погонного метра).
Стоимость изготовления небольших партий обговаривается с заказчиком индивидуально в каждом конкретном случае. Цена раскроя листовых материалов не всегда рассчитывается по формуле «стоимость единицы, умноженная на количество», поскольку любой заказ требует перенастройки рабочего оборудования.
Сегодня производители применяют самые разные технологии для раскроя листового металла, однако основными критериями для заказчика по-прежнему остаются качество работы, срок изготовления, стоимость, а также наличие дополнительных услуг по транспортировке.
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.
Промышленные виды резки листового металла
Обработка металла может осуществляться разными способами. Специфика проведения работ зависит от типа оборудования, которое используется для резки металлических листов.
На крупных промышленных предприятиях чаще всего применяют гидроабразивную или термическую резку.
1. Термическая обработка листового металла.
Термическая резка подразумевает разделение металлических листов струей, нагретой до предельной температуры. Данный вид резки еще называют бесконтактным, поскольку инструмент не вступает во взаимодействие с поверхностью листового материала.
Разновидности термической резки: газокислородная, лазерная, плазменная.
- Газокислородная резка листового металла.
Газокислородная обработка листового металла включает в себя два этапа:
- В начальную точку предполагаемой линии реза подается струя пламени, выходящая из резака. В качестве рабочего газа используется ацетилен.
- После прогрева материала аппарат подает кислородный поток, который легко разрезает размягченный металл. Одновременно с этим удаляются окислы.
Для того чтобы качество резки было высоким, расстояние между соплом резака и металлом должно быть одинаковым на протяжении всего рабочего процесса.
Рекомендуем статьи по металлообработке
- Марки сталей: классификация и расшифровка
- Марки алюминия и области их применения
- Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска
Газокислородная резка является самым экономичным способом обработки и отлично подходит для реза низколегированных сталей. При соблюдении всех нюансов технологии и наличии достаточного опыта у мастера кромка листового металла после газокислородной резки не требует дополнительной обработки.
Недостатком применения такого вида резки является возможность обработки металлов только с низкой теплопроводностью.
- Плазменная резка листового металла.
Плазменная резка считается более универсальным способом обработки листовых материалов. Первое оборудование для этого вида разрезания металла появилось во второй половине XX века. Аппаратура была не только громоздкой, но и дорогой, в связи с этим ее приобретение и использование могли себе позволить только крупные промышленные предприятия. Со временем оснастка стала более доступной, и популярность плазменной резки выросла в разы.
VT-metall предлагает услуги:
Обработка металла в данном случае осуществляется при помощи высокоскоростного плазменного потока, температура которого может достигать +30 000 °C. При этом капли расплавленного металла, образующиеся в результате плавления, мгновенно сдуваются струей сжатого воздуха. По сравнению с предыдущим видом резки, плазменная обработка отличается высокой производительностью, ведь температура газокислородного потока составляет всего +1 800 °C.
Стоит отметить, что популярность плазменной резки объясняется не только высокой производительностью, но и рядом других важных параметров. Так, рабочий процесс не требует регулярной заправки газовых баллонов, присадок для резки ценных металлов или повышенного внимания к мерам пожарной безопасности. Для работы с плазменным оборудованием понадобится только электроэнергия и воздух, что позволяет сделать объективные выводы о простоте, удобстве и экономичности рабочего процесса.
Плазменная резка листового металла может использоваться для обработки:
- алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
- меди толщиной до 80 мм;
- легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
- чугуна толщиной до 90 мм.
Если толщина металла превышает 120 мм, целесообразнее использовать газокислородную резку.
При подборе оптимального оборудования для обработки металла очень важно учитывать такие его свойства, как толщина и теплопроводность. Здесь нужно запомнить одно простое правило: чем выше теплопроводность разрезаемого материала, тем больше теплоотвод и меньше возможная толщина обрабатываемого листа (например, толщина листа меди должна быть меньше, чем листа из нержавейки).
Разновидности инструмента
Подходящий инструмент выбирают, в зависимости от особенностей обрабатываемого материала, требуемой производительности и других параметров. С помощью метчиков разных типов можно нарезать метрическую или дюймовую внутреннюю резьбу с цилиндрическим или коническим профилем.
По способу ведения процесса различают модели:
- Проходные (универсальные). Их рабочая часть состоит из трех зон. Первая выполняет черновую нарезку, вторая – промежуточную, третья – чистовую.
- Комплектные. Для выполнения полного комплекса работ используют несколько инструментов – для черновой, промежуточной и чистовой нарезки. Комплекты состоят из трех метчиков, реже – из двух (для черновой и чистовой обработки). Для обработки особо прочных металлов используют комплекты с 5 инструментами.
Инструмент изготавливают двух типов: для обработки отверстия вручную или с помощью металлорежущего оборудования.
- Машинно-ручной. Имеет квадратный хвостовик. Работает в комплекте с держателем с двумя ручками – воротком.
- Машинный. Устанавливается в патрон металлообрабатывающих станков различных типов.
Для нарезки резьбы в непроходных и сквозных отверстиях применяют метчики разных конструкций:
- Для непроходных отверстий используют комплектный инструмент без конусного кончика. Работа обычно выполняется воротком.
- В сквозных отверстиях резьбу изготавливают метчиками с конусообразным кончиком. Чаще всего это разновидности инструмента универсального типа.
Каналы для отведения стружки имеют различные формы: прямую, винтовую, укороченную.
Для обработки материалов невысокой твердости подходят стружкоотводящие каналы любых форм. Чтобы метчиком нарезать резьбу в материалах высокой твердости, таких как нержавеющая и жаропрочная стали, применяют только инструмент, в котором режущие сегменты имеют шахматное расположение.
Читать также: Как сделать токопроводящий лак своими руками
Механические виды резки листового металла
Механическая резка металла – это контактный способ обработки, при котором поверхность инструмента взаимодействует с материалом. Режущий элемент, как правило, тоже изготавливается из металла, но более высокой твердости.
В группу приспособлений для механической резки листового металла входят ножницы, пила и резцы. Особым видом механической обработки металлических листов является рубка. Ударная резка или рубка при помощи гильотины обычно используется на этапе создания заготовок.
Механическая обработка листового металла также может выполняться с использованием следующего оборудования:
- ленточно-пильных станков (ЛПС);
- гильотин;
- дисковых станков;
- токарных станков с установленными на них резцами;
- агрегатов продольной резки.
1. Резка ленточной пилой.
Ленточную пилу целесообразно использовать для обработки сортового металла. Такое приспособление – главный рабочий элемент на ленточно-пильном станке (ЛПС). Принцип работы пилы схож с принципом действия обычной ножовки. Полотно пилы замкнуто в ленту большого диаметра, одна сторона которого имеет специальные зубья. Непрерывное движение ленты обеспечивается за счет вращающихся шкивов, подключенных к электромотору. Средняя скорость работы ЛПС – 100 мм/мин. Рабочее полотно для таких станков обычно изготавливается из углеродистой стали или биметаллического сплава.
К числу преимуществ использования ЛПС относят: точность, доступность, выгодную стоимость оборудования, возможность выполнять как прямой, так и угловой рез, экономичность (минимальное количество отходов).
Современные станки для резки листового металла оснащаются электроникой и дополнительными элементами, что позволяет включать их в состав технологической линии в случае необходимости.
Как правильно определить диаметр отверстия?
Перед тем как нарезать резьбу, изготавливают отверстие, диаметр которого определяют по стандартизированным таблицам. Если подготовить отверстие, сечение которого меньше рекомендованной величины, инструмент выйдет из строя, если больше – результат будет некачественным.
Таблица соответствия метрических резьб и диаметров отверстий для них
| Обозначение резьбы | Диаметр, мм | Обозначение резьбы | Диаметр, мм | Обозначение резьбы | Диаметр, мм |
| М 2 | 1,6 | М 8 | 6,7 | М 22 | 19,4 |
| М 2.2 | 1,75 | М 9 | 7,7 | М 24 | 20,9 |
| М 2.5 | 2,05 | М 10 | 8,5 | М 27 | 23,9 |
| М 3 | 2,5 | М 11 | 9,5 | М 30 | 26,4 |
| М 3.5 | 2,9 | М 12 | 10,2 | М 33 | 29,4 |
| М 4 | 3,3 | М 14 | 12,0 | 31,9 | |
| М 5 | 4,2 | М 16 | 14,0 | М 39 | |
| М 6 | 5,0 | М 18 | 15,4 | М 42 | 37,4 |
| М 7 | 6,0 | М 20 | 17,4 | М 45 | 40,4 |
Таблица соответствия дюймовых резьб и диаметров отверстий для них
| Размер резьбы, дюймы | Диаметр, мм | Размер резьбы, дюймы | Диаметр, мм |
| 1/8 | 8,8 | 7/8 | 28,1 |
| 1/4 | 11,7 | 1 | 30,5 |
| 3/8 | 15,2 | 1 1/8 | 35,2 |
| 1/2 | 18,9 | 1 1/4 | 39,2 |
| 5/8 | 20,7 | 1 3/8 | 41,6 |
| 3/4 | 24,3 | 45,2 |
Этапы нарезания резьбы машинно-ручным метчиком
Порядок производства работ:
- Первый шаг – разметка в соответствии с чертежами.
- По отметкам производят кернение остро заточенным керном.
- Сверлят со средним нажимом на невысоких оборотах. Дрель должна находиться под прямым углом к поверхности. Перед началом работ сверло смазывают. Если глубина отверстия большая, то смазывание производят не только перед началом, но и во время работы. Глубина глухого отверстия должна быть несколько больше, чем нарезаемая длина. При отсутствии запаса резьба может получиться неполной.
- Повысить качество результата позволяет обработка зенкером, которая уменьшает конусность и обеспечивает параллельность боковых поверхностей.
- Метчик закрепляют в воротке, кончик его смазывают и вставляют в отверстие строго под прямым углом к поверхности. Делают первый оборот, несильно нажимая сверху на вороток. После первого оборота вперед следует сделать половину оборота назад для удаления стружки. Особую осторожность соблюдают при использовании универсального инструмента – он хрупкий и его легко повредить. Проще работать с комплектными моделями.
Нюансы резки листового металла гильотиной
Гильотины применяются для резки листового металла в домашних условиях или на небольших производствах.
1. Что можно резать гильотиной?
При помощи гильотины можно обрабатывать металл ничуть не хуже, чем на заводском оборудовании. Более того, мастера часто изготавливают гильотинные ножницы в домашних условиях.
Самыми распространенными вариантами гильотин являются модели, имеющие прямое движение ножа и с изменением угла. У первых нож двигается в вертикальном положении и позволяет ровно разрезать листовой металл. Использование моделей второй группы позволяет не только осуществлять резку листового металла, но и обрабатывать пруты арматуры и большие металлические уголки.
Рабочие возможности самодельных гильотин, как правило, ограничены. Это объясняется тем, что, в отличие от промышленных образцов, которые обладают различными типами привода (гидравлическим, пневматическим или электрическим), самодельное приспособление для резки листового металла обычно оснащается только механическим рычагом или педальным механизмом. Глубина реза при использовании самодельных установок зависит от величины усилия, которое прилагает мастер.
При помощи самодельных гильотин можно разрезать:
- листы черной и оцинкованной стали толщиной до 1,5 мм;
- листы нержавеющей стали до 0,6 мм;
- алюминий;
- пластмассу;
- картон.
В процессе изготовления гильотинных ножниц следует обязательно учитывать тот вид металла, который вы планируете обрабатывать.
2. Принцип действия.
Раскрой металла при помощи гильотин может осуществляться как в продольном, так и в поперечном направлении. Возможности установки зависят от типа установленных ножей и их расположения. Выполняя поперечный рез, нож совершает одно движение. Продольная резка сопровождается несколькими движениями, которые будут повторяться совместно с поступательными перемещениями изделия. Продольное разрезание выполняется при рулонной обработке или в случае необходимости раскраивания листов длиной более 2 м.
Гильотина работает по следующему принципу: острый нож под собственным весом с высокой скоростью опускается на металлическую поверхность. Иногда скорости реза или веса ножа недостаточно для разрезания металла определенного вида или необходимой толщины. Поэтому конструкцию станка часто оснащают дополнительным элементом – нижним неподвижным ножом. Такая установка работает как обычная гильотина и ножницы.
Наличие вспомогательного элемента, разумеется, приводит к повышению итоговой стоимости оборудования, но в то же время оно позволяет улучшить качество и увеличить скорость обработки металлических деталей.
