Инструмент для нарезки резьбы: виды обработки, применение метчика и других способов, таблица размеров прибора

Метчики для нарезания резьбы – виды, особенности и правила нанесения резьбы

Сложно представить, но резьбовые детали существовали еще в Древней Греции и Риме. Подобные артефакты производились вручную на примитивных токарных станках или в кузницах. Часто гайка из одной пары не подходила к болту из другой партии, что доставляло немало неудобств.

В середине 15-16 в. появился специальный режущий инструмент – метчик. Он позволяет быстро получить внутреннюю резьбу с большой степенью точности.

Конструкция

Производители постоянно совершенствуют модельный ряд метчиков, оптимизируя их геометрию под новые материалы и условия обработки. Но базовая стержневидная конструкция остается неизменной. На фото метчиков можно разглядеть ряд типовых решений, среди которых хвостовик, рабочая часть, канавки.

Каждый из них имеет свое назначение:

Канавки образуют режущие кромки, отводят стружку, облегчают подвод СОЖ. Они ориентированы прямолинейно или по винтовой линии. Метчики с левонаправленными винтовыми углублениями применяют при резьбообразовании напроход. Глухие отверстия получают правосторонними винтами. Число канавок варьируется в диапазоне 2-6 шт.

Заборная (режущая) часть выполняет основную работу при формообразовании резьбы, срезая припуск. Она имеет конус 3-20 град, помогающий зубьям лучше врезаться в материал.

Калибрующий участок направляет метчик, предотвращает разбивание отверстия и зачищает резьбу. Для уменьшения трения выполнен с обратным занижением диаметра до 0,1 мм.

Применение

В соответствии с формой резьбового отверстия различают цилиндрические и конические резьбовые инструменты. По сфере применения принято выделять машинные, гаечные и ручные метчики.

Ручные

Незаменимы при проведении слесарных операции в быту и на производстве. На хвостовике отфрезерован квадрат, в который устанавливается вороток. Наборы метчиков содержат черновой, промежуточный и чистовой инструмент, отмаркированный 1, 2, 3 соответственно.

Машинно-ручные

Используют на фрезерных, токарных, сверлильных и станках ЧПУ. От ручных их отличает короткая заборная часть, способность воспринимать большие нагрузки.

Гаечные

Основная область применения – формирование резьбы в гайках. Благодаря специальной конструкции детали не свинчиваются с метчика, а попадают на его длинный, прямолинейный хвостовик. После завершения операции и снятия метчика готовые гайки складируют в тару.

На резьбонарезных автоматах устанавливают метчики с загнутыми хвостовиками. В процессе работы гайки скапливаются на хвостовике и под давлением друг друга падают в приемник или тару.

Конструктивное исполнение

Насчитывается несколько десятков конструктивных исполнений метчиков для нарезки резьбы. Каждое адаптировано под определенную производственную задачу. По этой классификации выделяют такие типы:

  • Бесканавочные. Применяют для алюминия и его сплавов.
  • С шахматным положением зубьев. Таким способом уменьшают трение при обработке вязких материалов.
  • Ступенчатые. Инструмент условно разделен на 2 участка, один из которых производит резание, а другой выглаживание.
  • Комбинированные. Наиболее распространенный вариант – сверло-метчик или метчик-протяжка.
  • С каналом для подводки СОЖ. Это увеличивает производительность труда и период стойкости метчика.
  • Колокольные. Позволяют получить резьбы диаметром от 50 до 400мм. Число перьев достигает 16 шт.

Вид нарезаемой резьбы

Для каждого типа резьбы используют свой метчик. По этому признаку различают следующие разновидности:

  • Метрические, в обозначении присутствует М. Размеры метчиков должны соответствовать ГОСТ 3266.
  • Дюймовые конические. Единицей измерения диаметра является английский дюйм, равный 25,4 мм. Вместо шага записывают число ниток (витков), приходящихся на 1”. Чем оно больше, тем мельче шаг резьбы.
  • Трубные цилиндрические. Обозначаются буквой G, после которой ставится цифра, соответствующая проходному диаметру. Шаг резьбы метчиков измеряются в витках на дюйм.
  • Трубные конические, маркируемые символом R или Rc. Резьба нарезается на поверхности с конусностью 1:16. Нарезание резьбы происходит до упора.

Материал

В качестве заготовок для изготовления ручных метчиков используют недорогие низкоуглеродистые стали марок У10А, У12А. Это связано с тем, что инструмент работает на небольших скоростях с незначительным нагревом.

Машинные метчики, работающие в тяжелых условиях с принудительным охлаждением, выпускают из быстрорезов Р6М5, Р18 и твердых сплавов на основе вольфрама, молибдена и кобальта.

Фото метчиков для нарезания резьбы

Также рекомендуем просмотреть:

  • Как выбрать набор гаечных ключей
  • Как пользоваться стуслом
  • Набор головок с трещоткой
  • Как сделать трубогиб своими руками
  • Обзор современных трубных ключей
  • Шарнирный вороток
  • Как сделать кувалду своими руками
  • Виды плашек для нарезания резьбы
  • Пистолет для забивания гвоздей
  • Как выбрать стамеску
  • Какой выбрать напильник
  • Труборез для стальных труб
  • Как выбрать ножовку по металлу
  • Как выбрать ножовку по дереву
  • Шестигранные ключи
  • Как выбрать хорошие кусачки
  • Виды отверток и их назначение
  • Сантехнический трос для прочистки канализации
  • Виды молотков
  • Какой колун лучше выбрать
  • Как выбрать хороший ручной рубанок
  • Отличия между плоскогубцами и пассатижами
  • Инструкция как сделать топор своими руками
  • Современные бокорезы
  • Как выбрать хорошие круглогубцы
  • Инструкция как выбрать и применять порошковый огнетушитель
  • Как выбрать разводной ключ

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉

Любое техническое изделие состоит из отдельных деталей, скрепляемых между собой с помощью крепёжных элементов. Хотя резьбовые соединения были известны ещё в Древнем Риме, Китае, а также цивилизации Майя, метчик стал использоваться в качестве резьбообразующего инструмента лишь в конце Средних веков (XV–XVI столетие). До этого внутреннюю спираль гайки изготавливали другими способами, в том числе и с помощью токарного станка.

Особенности устройства

Вначале использовали трёх- или четырехгранный стержень, на котором выпиливали зубчики. Конец затачивали на пологий конус. При завинчивании такого артефакта в отверстие гайки или корпуса зубчатые перемычки нарезали внутреннюю резьбу. Понятно, что такой инструмент был далёк от совершенства, поскольку режущие зубья не имели заднего угла, а передний угол был отрицательным. Однако постепенно его конструкция совершенствовалась, пока не стала более рациональной. Сегодня любой метчик для нарезания резьбы имеет схожие конструктивные элементы:

  • Канавки для выхода стружки и подведения охлаждающе-смазочной жидкости (СОЖ). Количество их обычно — от 2 до 6.
  • Профиль впадин может быть разным: однорадиусный, прямолинейные передняя и задняя поверхности, прямолинейная передняя и радиусная задняя.
  • Направление канавок: прямолинейные, спиральные правые и левые. Первые применяются в обычных универсальных метчиках. Канавки с левонаправленной винтовой линией служат для нарезания резьбы на проход. При этом стружка идёт перед метчиком, чтобы не портить нарезку. Правые углубления применяют для глухих отверстий, чтобы стружка выводилась назад, в противном случае она, будучи спрессованной, сломает инструмент.
  • Заборная часть выполняется конической, для того чтобы облегчить врезание режущих зубьев в материал детали. Угол наклона выполняют от 3 до 20 градусов, в зависимости от назначения метчика (черновой, промежуточный, чистовой).
  • Калибрующая часть — цилиндрическая, имеет обратное занижение до 0,1 мм, служащее для уменьшения силы трения. С этой же целью калибрующие зубья затылуют на расстоянии 1/3 ширины пера от вершины зуба. Занижение составляет около одной десятой миллиметра для резьб диаметром от 12 до 30 мм.

Виды метчиков

По назначению

  • Слесарные (ручные) метчики используют для изготовления резьбы с помощью воротка. С целью уменьшения усилия, изготавливаются комплектом, в составе которого 2–3 инструмента, каждый из которых снимает лишь часть припуска на обработку. Первый метчик является черновым, последний — чистовым. Чтобы различить их между собой, на хвостовик наносят маркировку в виде чёрточек (одна, две, три черты). Слесарные метчики в основном используют для нарезания резьбы в корпусных деталях.
  • Машинные (машинно-ручные). Применяются для механизированного нарезания резьбы на станках: сверлильных, токарных, агрегатных, типа обрабатывающий центр. Конструктивно не отличаются от слесарных, разве что имеют укороченную заборную часть и более высокую стойкость. Основное назначение — нарезание резьбы в деталях.
  • Гаечные. Как видно из названия, используются для нарезания гаек. Состоят всегда из одного метчика с удлинённым заборным конусом. При работе метчик из гайки не вывинчивают, а готовые гайки нанизывают на удлинённый хвостовик, который имеет 2 исполнения: прямолинейный и радиусный (изогнутый). Первое используют на сверлильных и токарных станках. После заполнения накопительной части хвостовика инструмент вынимают из быстрозажимного патрона и стряхивают готовые гайки. Кривой метчик применяют на резьбонарезных автоматах. В этом случае гайки под напором друг друга перемещаются до конца инструмента, где падают в тару.

Конструктивные исполнения

  • Метчики с короткими канавками (бесканавочные). Используются для нарезания резьбы в алюминиевых сплавах, вязких низкоуглеродистых или высокопрочных легированных сталях.
  • С винтовыми канавками. Используют на обрабатывающих центрах, при нарезании глухих резьб.
  • С шахматным расположением зубьев. Последние на калибрующей части срезаны через один, тем самым уменьшается сила трения, что актуально для вязких материалов.
  • Ступенчатые. Режущая часть инструмента разделена на два участка, каждый из которых работает по своей схеме формообразования. Например, 1-й участок режет по генераторной схеме, 2-й — по профильной. Или, 1-й работает как режущий инструмент, 2-й — как выглаживающий.
  • Комбинированные. 1-я ступень представляет собой сверло, 2-я метчик. Как говорится — два в одном.
  • Метчик-протяжка. С его помощью нарезают резьбу любого диаметра и шага в деталях со сквозным отверстием на токарном станке. Деталь надевают на хвостовик инструмента, после чего зажимают её в патрон станка, а хвостовик закрепляют в резцедержателе. Устанавливают автоматическую подачу, равную шагу нарезки и включают соответствующее вращение шпинделя. После того как протяжка выйдет из обрабатываемой детали, резьба готова.
  • С внутренним подводом СОЖ. Применяют на специализированных или многооперационных станках для повышения производительности.
  • Колокольного типа. Используют при нарезании сквозной резьбы большого диаметра (50–400 мм). Инструмент выполняется составным, состоящим из отдельных режущих секторов. Внутрь подводится СОЖ, количество перьев достигает 16, а просторные канавки вмещают большой объем стружки.

По виду нарезаемой резьбы

  • Метрические, обозначаются буквой М. Размеры, в том числе и шаг резьбы, измеряются в миллиметрах. Ниже приведена таблица параметров метчиков с основным (крупным) шагом. Для каждого типоразмера ГОСТ 8724–2002 устанавливает несколько дополнительных (мелких) шагов. Три миллиметра — максимальный, который под силу нарезать с помощью воротка.

Обозначение Размеры, мм              Основной шаг                            Сверление под резьбу

М 3                                                           0,5                                                     2,5

М 4                                                           0,7                                                     3,3

М 5                                                           0,8                                                     4,2

М 6                                                           1,0                                                     5,0

М 8                                                           1,25                                                   6,7

М 10                                                         1,5                                                     8,5

М 12                                                         1,75                                                   10,2

М 14                                                         2                                                        12,0

М 16                                                         2                                                        14,0

М 18                                                         2,5                                                     15,4

М 20                                                        2,5                                                      17,4

М 22                                                        2,5                                                      19,4

М 24                                                        3                                                         20,9

М 27                                                        3                                                         23,9

  • Дюймовые конические. Диаметр выражается в английских единицах длины — дюймах (25,4 мм), а вместо шага записывается обратная величина — количество витков на 1”, или на техническом лексиконе — количество ниток. Чем больше ниток, тем меньше шаг резьбы. Средняя поверхность резьбы имеет уклон, составляющий 1° 47′ 24», поэтому метчик в конце нарезания доходит до упора, что следует иметь в виду, чтобы не сломать его.
  • Трубные цилиндрические. Разновидность дюймовых резьб, ограниченная ассортиментом стандартных металлических труб. Шаг также выражается в нитках на 1 дюйм.
  • Трубные конические. То же, что и цилиндрические, но с уклоном. Диаметр сверления под резьбу на несколько десяток меньше. Резьба нарезается до упора.

Сводная таблица содержит параметры метчиков с дюймовым шагом резьбы

Конические

Обозначение                              Шаг резьбы (ниток на дюйм)          Диаметр отверстия, мм

K 1/16”                                                             27                                                6,0

K 1/8”                                                               27                                                 8,3

K 1/4”                                                              18                                                 10,7

K 3/8”                                                              18                                                  14,3

K 1/2”                                                             14                                                  17,5

K 3/4”                                                             14                                                   23,0

K 1”                                                                11,5                                                28,7

Трубные цилиндрические

G 1/8”                                                            29                                                   8,6

G 1/4”                                                           19                                                   11,5

G 3/8”                                                           19                                                    15,0

G 1/2”                                                            14                                                   18,7

G 5/8”                                                            14                                                   20,6

G 3/4”                                                            13                                                    24,2

G 7/8”                                                            12                                                    27,9

G 1”                                                                11                                                   30,3

Трубные конические

Rc 1/8”                                                          28                                                     8,2

Rc 1/4”                                                          19                                                    11,0

Rc 3/8”                                                          16                                                    14,5

Rc 1/2”                                                          14                                                    18,1

Rc 3/4”                                                          12                                                    23,6

Rc 1”                                                             11                                                    29,6

Инструментальный материал

Ручные метчики при работе нагреваются незначительно, поэтому их изготавливают из высокоуглеродистых инструментальных сталей У10А, У12А. Для машинных метчиков, работающих на повышенных скоростях, применяют быстрорежущие стали Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8. Самый лучший быстрорез — Р18. Наконец, высокопроизводительные станки оснащают твердосплавным инструментом. Небольшие метчики изготавливают полностью из твёрдого сплава, средние выполняют напайными, а крупные обычно имеют сборную конструкцию.

Резьбовое соединение является одним из самых популярных способов закрепления различных деталей и элементов. Не всегда можно приобрести различные крепления, на которые уже нанесена резьба, поэтому ее необходимо нарезать самостоятельно. Для этого применяются специализированные инструменты для нарезки резьбы. С их помощью также возможно обновить затертую или поврежденную другим способом ранее нанесенную резьбу.

Виды инструментов для нарезки резьбы

Для нарезки резьбы применяется 3 разновидности инструментов:
  • Метчик.
  • Плашка.
  • Клупп.

Инструмент для нарезания отличается между собой не только по диаметру, но и по типу создаваемой резьбы. Она может быть метрической или дюймовой. Метрическая применяется на подавляющем большинстве крепежных элементов. Она используется в машиностроении, бытовом оборудовании и в прочих направлениях. Дюймовая резьба применяется исключительно на водопроводных элементах. В некоторых странах метрическая резьба не применяется вообще, и все крепежные элементы сделаны с помощью дюймовой.

Еще одним немаловажным различием подобного инструмента является направление создаваемой резьбы. Оно может быть левым и правым. Нельзя применяя один инструмент, провести нарезание резьбы в обе стороны, если он не универсальный.

Метчик

Метчик – это цилиндрический инструмент, который предназначен для нарезания внутренней резьбы в трубах и гайках. Его поверхность имеет выступающие ребра, которые при ввинчивании в пустотелые металлические элементы подходящего диаметра создают винтовые канавки, вырезая стружку. В результате вкручивания метчик прокладывает резьбу. Этот прибор представляет собой небольшой металлический прут из высококачественной твердой стали, на одном конце, которого имеется режущая часть, а на втором хвостовик для подсоединения воротка. Вдоль поверхности метчика идет выборка, сквозь которую обеспечивается отвод срезанной стружки. Самыми удобными для применения являются инструменты, которые имеют 3-5 канавок для отвода стружки. Они гораздо меньше забиваются и дают чистую поверхность без видимой деформации. После нарезания резьбы с помощью метчика, болт или шпилька накручивается без усилий по всей поверхности.

С помощью метчика можно нарезать резьбу или провести калибровку в случае ее повреждения.

Этот инструмент бывает трех разновидностей:
  • Ручной.
  • Машинный.
  • Гаечный.

Ручные метчики обычно предлагаются в наборе из 2-3 инструментов одинакового диаметра. Первый проводит черновую нарезку резьбы, а последний обеспечивает создание высококачественного гладкого профиля, который обеспечивает легкое скручивание болтов или шпилек. Очередность применения метчиков, которые идут в наборе, обозначается цифрами на их корпусе.

Машинные предназначены для нарезания резьбы на станках. У них имеется иной профиль канавок, для более быстрого отвода стружки. При этом форма хвостовика подогнана для закрепления в патрон на станке.

Гаечные применяются специально для гаек. Их легко узнать, поскольку они самые короткие. Так как этот инструмент предназначен для нарезки резьбы только в гайках, которые обычно отличаются небольшой шириной, он делается очень коротким. В связи с этим его длина позволяет сделать максимум 12 витков. Гаечные метчики тоже могут быть черновыми и чистовыми. Черновой только создает начальную резьбу для вкручивания заборной части более длинного инструмента.

Для правильного закрепления метчика ручного или гаечного типа применяется специальный вороток, который насаживается на хвостовик. От переднего угла метчика зависит его применение и металл, с которым он может работать. Угол с наклоном от 5 до 10 градусов делает инструмент удобным для обработки стали. Уклон от 0 до 5 градусов предназначен для чугуна. Метчики с заточкой от 10 до 25 градусов применяются для цветных металлов и их сплавов.

Плашка

Плашка (лерка) применяется для создания винтовой нарезки на болтах и шпильках. Она представляет собой круглую шайбу с центральным отверстием, которая имеет несколько выступающих ребер с острой кромкой. Плашка нарезает и калибрует внешнюю резьбу за один проход. Обычно ее применяют для нарезки резьбы на прутах диаметром до 52 мм. Стандартная толщина плашек составляет от 8 до 10 витков. Угол нарезанных выступов у плашки может отличаться. Инструмент с углом 40-60 градусов применяется для сквозного прохода. В том случае, если необходимо нарезать резьбу вплотную до упора, применяется плашка с углом 90 градусов.

Для того чтобы получить качественно нарезанную резьбу необходимо чтобы диаметр стержня, который будет обрабатываться, был на 0,3-0,4 мм больше, чем внутренний размер плашки. Также при применении этого инструмента стоит учитывать, что требуется снятие фаски на краю. Для того чтобы удерживать плашку применяется специальные воротки.

Плашка может быть цельной или разрезанной. Цельная имеет выступающие зубья для врезания в металл по всей поверхности. Использование такого инструмента требует серьезных усилий. Гораздо более популярными являются разрезанные плашки, которые имеют разделенные рабочие части, что уменьшает площадь контакта. Это облегчает процесс вывода стружки, и уменьшает трение.

Плашка может применяться для нарезания резьбы на правую или левую сторону. Также существует универсальный инструмент, который работает одинаково хорошо в обоих направлениях. Он обозначается маркировкой LN.

Клупп

Клупп – это практически та же плашка, но существенно больше. Он представляет собой систему резцов, устанавливаемых непосредственно в держатель, который одновременно служит и направляющей. Обычно такой инструмент для нарезки резьбы применяется для нарезания внешней резьбы на трубах, а также толстых металлических стержнях. Предлагаемые на рынке клуппы обычно имеют не только метрический ход, но и дюймовый. Обычно клупп применяют сантехники для подготовки труб.

Клупп продаются в наборе, в котором предлагается один держатель и несколько плашек. Насадки можно с легкостью менять. Также существуют электрические клуппы, которые фиксируются на трубе и они сами нарезают на ней резьбу. Благодаря тому, собственному редуктору, они способны создавать большие усилия, даже при слабом электродвигателе.

Особенность использования инструмента для нарезания резьбы

Для того чтобы получить качественную резьбу, с гладкой поверхностью, заготовку с которой проводится работа нужно закрепить в тисках. Если это невозможно, к примеру, при обновлении резьбы на водопроводной трубе, которая уже установлена, следует ее удерживать трубным ключом. Для того чтобы получить качественный результат также важно подобрать правильный диаметр инструмента для нарезки резьбы. Если используется метчик, то он должен быть на 0,2-0,3 мм больше, чем отверстие, в которое он вкручивается. Если применяется плашка или клупп, то наоборот стержень должен быть больше, примерно на 0,3-0,4 мм.

Перед началом работы рекомендовано подготовить смазку. Это позволит уменьшить трение и снизить нагрузку. Кроме того, наличие смазки позволяет избежать образования заусениц и чрезмерного перегрева детали. При использовании плашки или метчика стоит сделать несколько витков без применения смазочного материала. Это позволит зубцам плотно врезаться в металл под правильным углом. Если сразу пытаться нарезать резьбу на скользкой поверхности, возможно появление перекоса. В качестве смазки можно поменять машинное масло, солидол, солярку и даже свиное сало.

Для работы с алюминием рекомендовано использовать в качестве смазки керосин. Для очень твердых сталей, жесткость которых практически равна применяемому инструменту, стоит воспользоваться олифой.

Применяя инструменты для нарезки резьбы нужно делать это правильно

После осуществление нескольких витков необходимо сделать обратный ход. Это позволит эффективно удалить полученную стружку и улучшить поверхность образованных выступов. При этом следует периодически обновлять ранее нанесенную смазку. В том случае если машинного масла, солидола или свиного сала нет, в крайнем случае, можно воспользоваться сильно мыльной водой. Она существенно уступает по вязкости, но вполне способно улучшить прохождение инструмента.

Если проводится нарезка внутренней резьбы, то следует обратить внимание на то, что сначала берется метчик, который имеет неполную нарезку. Его можно узнать по кончику с коническим срезом и маркировкой «1». Он делает неглубокую нарезку, которую еще сложно назвать полноценной резьбой. После него применяется более ровный метчик, на которой нанесена маркировка в виде цифры «2». При прохождении он углубляет уже имеющеюся борозду и делает ее приемлемой для вкручивания болтов и винтов.

В некоторых наборах имеется инструмент с маркировкой «3». Он позволяет подготовить резьбовое соединение еще более качественно, доведя его до совершенства. При смене метчиков стоит учитывать, что последующее добавление смазки является обязательным условием. Ее отсутствие может привести к раннему износ инструмента.

После того, как инструменты для нарезки резьбы скручиваются с обработанной поверхности, их нужно протереть сухой ветошью. Особенно это важно, если в качестве смазки использовалась мыльная вода. То же самое касается и масла со свиным салом. Эти вещества являются довольно липкими, поэтому способствует прилипания пыли и грязи, что в дальнейшем повлечет забивание резьбы и ее прилипание при вкручивании.

Похожие темы:
  • Клупп. Виды и устройство. Нарезка резьбы и особенности. Применение
  • Фреза. Виды. Работа. Применение. Особенности
  • Развертка. Виды. Работа. Применение. Особенности. Уход