Нарезка внутренней и наружной резьбы своими руками

Резьбовые соединения широко применяются в устройстве различных механизмов и машин. Болты, шпильки, винты, гайки – это универсальные, взаимозаменяемые крепежные изделия. Однако бывают случаи, когда требуется нарезать резьбу вручную. Качественно выполнить эту работу поможет специализированный инструмент.

В машиностроении выделяют три основные системы крепежных резьб: метрическую, дюймовую и трубную.

Метрическая резьба получила наибольшее распространение. Она имеет треугольный профиль с углом 60˚. Её основные параметры, диаметр и шаг, выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М16. Это означает, что резьба метрическая, имеет диаметр 16 мм с крупным шагом 2,0 мм. Если шаг мелкий, тогда указывается его значение, например, М16*1,5.

Диаметры дюймовой и трубной резьбы выражаются в дюймах. Шаг характеризуется числом ниток на дюйм. Указанные параметры стандартизированы, поэтому всегда есть возможность подобрать необходимый инструмент.

Какая бывает резьба?

У всякой резьбы есть множество значимых и учитываемых при эксплуатации детали параметров. В зависимости от заданных характеристик она бывает нескольких типов:

Классификация	Разновидности
По способу измерения диаметра	Метрическая
	Дюймовая
По количеству заходов ниток	Однозаходная
	Двухзаходная
	Трехзаходная
По форме профиля	Круглая
	Треугольная
	Прямоугольная
	Трапецеидальная
По форме поверхности	Цилиндрическая
	Коническая
По направлению подъема витков	Правая
	Левая
По размещению	Внутренняя
	Наружная
По назначению	Крепежная
	Крепежно-уплотнительная
	Ходовая

Чтобы понять, о каком конкретно типе резьбы идет речь, принято использовать условные обозначения. Так, говоря о форме профиля и поверхности, прибегают к аббревиатурам: E – для круглой, Tr – для трапецеидальной, J – для цилиндрической и K – для конической. При указании диаметра отверстия или детали обязательно указывают единицы исчисления (например, маркировка «М8» буквально означает «8 мм в метрической системе»). Определившись с параметрами резьбы, нужно подобрать подходящий инструмент для ее нанесения. Если деталь изготавливается вручную, есть два способа ее нарезать: внутреннюю резьбу высверливают с помощью метчика, наружную наносят плашкой.

Виды резьбы

Выбор способа нарезания резьбы на трубах зависит от того, какая поверхность подлежит обработке и для каких целей предназначено соединение. К примеру, коническая резьба хорошо подходит для герметизации стыков, но нарезать ее довольно сложно.

Схемы разных видов резьбы

Есть несколько разновидностей резьбы, каждая из которых предназначена для решения конкретных задач.

1. Метрическая (М)
   — самый распространенный в быту вид резьбы, который однако совсем не подходит для труб. При самостоятельном нанесении такой насечки соединить трубу с фитингами и другими дополнительными модулями может быть проблематично из-за несоответствия шага, угла и профиля резьбы. У метрической резьбы треугольный профиль с углом 60°, а шаг — 0,5–2 мм. Размеры резьбы в маркировке указывают на ее внешний диаметр (например М10 — резьба диаметром 10 мм). Больше информации о метрической резьбе вы найдете здесь.
2. Дюймовая (G)
   — британский стандарт, который измеряется в дюймах. Такая резьба используется в 90 % систем, связанных с трубами. Ее нарезают на всей арматуре для сантехники, которая используется на отечественном рынке. Маркировка размера такой резьбы показывает диаметр ее условного прохода и составляет 1/16–6 дюймов. Резьба имеет закругленные срезы на вершинах и угол профиля 55°. Больше информации о дюймовой резьбе вы найдете здесь.
3. Коническая (R)
   — еще один британский стандарт, который имеет шаг и угол профиля, как у цилиндрической резьбы. Резьбу этого типа наносят на детали конусовидной формы. В отдельных случаях допустимо соединять детали с конической и цилиндрической резьбами. За счет дополнительного напряжения, которое возникает на витках в ходе резания, коническая резьба создает дополнительную надежность стыков.
4. Круглая (Кр)
   — довольно редкий вид соединения, применяемый на стыках, которые приходится периодически разъединять. Даже после периодического демонтажа такое крепление не теряет герметичность. Этот вид насечки имеет профиль в виде дуги окружности с углом 30°. Круглую резьбу невозможно соединить с любой другой.

Чем нарезается внутренняя резьба — общая информация

Приспособление называется метчик. Он может быть двух разновидностей – ручным и машинным, в соответствии со способами нанесения борозд. Материал, который подвергается обработке, – это металл, но не только он. Также есть облегченные модели, они создают нарезку в пластике или дереве. Последний вариант нельзя назвать самым распространенным.

На заводах применяется механизированная техника – металлические сверла делают сквозные отверстия (или несквозную полость), после лезвия наносят несколько витков с заранее определенным шагом. Достоинство такой обработки – высокая точность. Расчеты производятся с помощью компьютерных программ для автоматизированного проектирования, затем данные вводятся в модуль управления – вручную или с помощью ЧПУ. Второе преимущество – фактически невозможен перекос угла спирали, ошибки.

Но в домашних условиях и на мелких производствах чаще применяют более простую, но менее точную процедуру – нарезание внутренней резьбы метчиком вручную. Работу можно проводить на месте, для этого нужно купить само приспособление и сверло, чтобы сделать предварительное отверстие.

Инструмент напоминает по форме елочку из-за того, что рабочая поверхность – ребристое лезвие. Конструктивно изделие представляет собой довольно сложную конфигурацию из инструментальной стали. Такой материал используется из-за его прочности и возможности обрабатывать большинство сплавов, даже чугун. Не очень хорошо получается работать только с каленым металлом – он имеет внутренние напряжения, поэтому считается хрупким и может крошиться в процессе нарезки.

Особенности технологии

При нарезании внутренней резьбы метчиком руководствуются следующим алгоритмом.

• В том месте на поверхности обрабатываемой детали, где будет сверлиться отверстие для нарезки резьбы, необходимо сформировать углубление для более точного захода сверла, используя керн и обычный молоток. Сверло фиксируется в патроне электродрели или сверлильного станка, на которых выставляются невысокие обороты вращения инструмента. Перед началом сверления режущую часть сверла необходимо обработать смазывающим составом: смазанный инструмент легче входит в структуру обрабатываемого материала и создает меньшее трение в зоне выполнения обработки. Смазывать сверло можно кусочком обычного свиного сала или солидолом, а при обработке вязких материалов для этих целей используют машинное масло.
• Если нарезать резьбу необходимо в деталях небольшого размера, их следует предварительно зафиксировать, используя для этого слесарные тиски. Начиная сверление, инструмент, зафиксированный в патроне оборудования, надо расположить строго перпендикулярно к поверхности обрабатываемой детали. Следует регулярно смазывать метчик и следить за тем, чтобы он не перекашивался и двигался строго в заданном направлении.
• На входе в выполненное отверстие, как уже говорилось выше, надо снять фаску, глубина которой должна составлять 0,5–1 мм (в зависимости от диаметра отверстия). Для этой цели можно использовать сверло большего диаметра или зенковку, установив их в патроне сверлильного оборудования.
• Процесс нарезания внутренней резьбы начинается с метчика №1, который первым устанавливается в вороток. Не следует забывать о смазке, которая обязательно должна быть нанесена на метчик для нарезания резьбы. Положение метчика относительно обрабатываемого отверстия надо выставить в самом начале работы, так как потом, когда инструмент будет находиться уже внутри отверстия, сделать это не получится. Нарезая резьбу метчиком, необходимо придерживаться следующего правила: 2 оборота метчика делается по ходу нарезания резьбы, 1 – против хода. Когда метчиком делается один оборот назад, с его режущей части сбрасывается стружка и уменьшается нагрузка на него. Нарезание резьбы плашкой выполняется по аналогичной методике.
• Нарезав резьбу метчиком №1, в вороток устанавливают инструмент №2, а после него – №3. Обработка ими выполняется по вышеописанной методике. При нарезании резьбы метчиками и плашками необходимо чувствовать, когда инструмент начинает вращаться с усилием. Как только наступает такой момент, следует провернуть вороток в обратную сторону, чтобы сбросить стружку с режущей части инструмента.

Чем тверже обрабатываемый материал, тем обильнее надо смазывать метчик в процессе нарезки резьбы

Прежде чем выполнять внутреннюю резьбу при помощи метчика или нарезать резьбу плашкой на наружных поверхностях, следует хорошо изучить эти процедуры и строго следовать правилам их проведения. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что результат удовлетворит вас своим качеством и точностью.

Основные параметры

Любая резьба характеризуется двумя параметрами:

• диаметром (D);
• шагом (P) — расстоянием от одного витка до другого.

Они определяются ГОСТ 1973257-73. Нормальным считается крупный шаг, но ему соответствует несколько более мелких. Малый шаг используют при нанесении на тонкостенные изделия (трубы с тонкой стенкой). Также делают мелкий виток если нанесенная резьба — способ подстройки каких-либо параметров. Также малый шаг между витками делают для повышения герметичности соединения и для преодоление явления самовывинчивания детали. В остальных случаях нарезается стандартный (крупный) шаг.

Типы резьбы и ее основные характеристики

Видов резьбы много, так как каждая имеет свои особенности формирования, диаметр отверстия под резьбу в каждом случае отличается. Все они прописаны в ГОСТах, но чаще всего используют треугольную метрическую и коническую метрическую резьбу. Дальше говорить будем о них.

Треугольную резьбу мы обычно наблюдаем на болтах и других подобных крепежных элементах, коническую — на большинстве сантехнических изделий, предполагающих разъемное соединение.

Приспособления

Для нанесения резьбы своими руками используют небольшие приспособления:

• плашки (их еще называют лерки) для нанесения витков снаружи (обычно на трубу или металлический прут (штырь);
• метчики — для внутренней (вот под них предварительно требуется делать отверстие).

Это интересно: Бизнес по производству металлоконструкций

Метчик (сверху) и плашка (внизу)

Выполнены все эти приспособления сплавов, отличающихся повышенной прочностью и стойкостью к истиранию. На их поверхности нанесены желобки и канавки, при помощи которых получается их зеркальное отображение на обрабатываемой детали.

Любой метчик или плашка промаркированы — на них нанесена надпись, обозначающая тип резьбы, которую данное устройство нарезает — диаметр и шаг. Вставляются они в держатели — воротки и плашкодержатели — закрепляются там при помощи винтов. Зажав приспособление для нарезки резьбы в держателе, его надевают/вставляют в то место, где требуется сделать разъемное соединение. Прокручивая устройство, формируют витки. От того, насколько правильно выставлено устройство в начале работы зависит ровно ли «лягут» витки. Потому первые обороты делайте стараясь удерживать конструкцию ровно, не допуская сдвигов и перекосов. После того, как сделано несколько оборотов, процесс пойдет проще.

Вручную можно нарезать резьбу малого или среднего диаметра. Сложные типы (двух- и трехходовые) или работа с большими диаметрами руками невозможна — слишком большие усилия требуются. Для этих целей используется специальное механизированное оборудование — на токарные станки с закрепленными на них метчиками и плашками.

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Для того чтобы процесс нарезания внутренней резьбы при помощи метчика не вызывал особых затруднений и завершился качественным результатом, необходимо правильно подготовиться к этой технологической операции. Все способы нарезания резьбы при помощи метчика предполагают, что в обрабатываемой детали уже выполнено отверстие с соответствующим диаметром. Если внутренняя резьба, которую необходимо нарезать, имеет стандартный размер, то для определения диаметра подготовительного отверстия может быть использована специальная таблица с данными по ГОСТу.

Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу

В том случае, если резьба, которую надо нарезать, не относится к категории стандартных, рассчитать диаметр отверстия для ее выполнения можно по универсальной формуле. Прежде всего необходимо изучить маркировку метчика, в которой в обязательном порядке указываются тип нарезаемой резьбы, ее диаметр и шаг, измеряемые в миллиметрах (для метрических). Затем, чтобы определить размер поперечного сечения отверстия, которое надо просверлить для резьбы, достаточно от ее диаметра вычесть шаг. Например, если для нарезания нестандартной внутренней резьбы будет использоваться инструмент с маркировкой М6х0,75, то диаметр подготовительного отверстия рассчитывается следующим образом: 6 – 0,75 = 5,25 мм.

Для стандартных резьб, относящихся к категории дюймовых, также существует таблица, позволяющая правильно выбрать сверло, с помощью которого выполняют подготовительные работы.

Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу

Важным для получения качественного результата является вопрос не только о том, чем нарезают резьбу, но и о том, каким сверлом выполнять подготовительное отверстие. Выбирая сверло, необходимо обращать внимание на параметры и качество его заточки, а также на то, чтобы оно вращалось в патроне используемого оборудования без биения.

Угол заточки режущей части подбирается в зависимости от того, какой твердостью обладает материал, который необходимо сверлить. Чем выше твердость материала, тем больше должен быть угол заточки сверла, но это значение не должно превышать 140°.

При высверливании глухих отверстий контролируем глубину сверления

Как правильно нарезать резьбу? Для начала надо подобрать инструменты и расходные материалы:

1. электрическую дрель или сверлильный станок, способные работать на низких оборотах;
2. сверло, диаметр которого рассчитывается или подбирается по справочным таблицам;
3. сверло или зенковку, при помощи которых с края подготовленного отверстия будет сниматься фаска;
4. комплект метчиков соответствующего размера;
5. ручной держатель для метчиков (вороток);
6. слесарные тиски (если изделие, в котором надо нарезать резьбу, необходимо зафиксировать);
7. керн;
8. молоток;
9. машинное масло или другой состав, которым в процессе обработки необходимо смазывать как метчик, так и нарезаемый им участок резьбы;
10. ветошь.

Схема нарезки резьбы метчиком

Как нарезать наружную резьбу при помощи плашки

Для нарезки наружной резьбы вручную применяется специальный инструмент — плашкодержатель с плашками различного диаметра.

Плашкодержатель с плашками под различный диаметр

В труднодоступных местах, например возле стен, используется плашкодержатель с трещоткой.

Подбор плашки

Номинальный диаметр резьбы — диаметр в вершинах треугольников резьбы. Плашка срезает металл, образуя впадины и оставляя нетронутыми вершины, тем самым и стержень и плашка должны быть одинакового диаметра. Диметр резьбы, к примеру, — М3 — это «М» — метрическая резьба, а число — номинальный диаметр резьбы в мм. Соответственно, что бы нарезать резьбу на 3 мм стержне, берём плашку М3. Замеры стержня выполняются штангенциркулем.

Что бы плашка лучше врезалась в стержень с его торца срезают фаску.

Принцип нарезки резьбы плашкой

Для крепления заготовки понадобятся тиски. Заготовка прочно закрепляется в тисках и смазывается машинным маслом для более лёгкого хода плашки, уменьшения трения и износа инструмента.

При нарезке резьбы плашкой нужно избегать большого скопления стружки в стружкоотводящих отверстиях.

Плашку устанавливают на торец детали перпендикулярно. С небольшим нажимом начинают вращать плашкодержатель по часовой стрелке, если резьба правая, соответственно, если левая, то против часовой.

Нарезают резьбу следующим образом:

1. Сначала делают 2-3 оборота.
2. Потом пол оборота назад для удаления стружки.
3. Подсмазываем после каждых 3-4 витков, можно при помощи шприца.
4. И т.д.

Резьба проверяется гайкой или калибр-кольцом.

Нарезаем резьбу плашкой своими руками (видео)

Плашки

Наружная резьба нарезается с использованием плашек.

Плашки производятся раздвижные (призматические), накатные и круглые. Круглые лерки подразделяются на разрезанные и цельные.

Цельные круглые лерки используют для нарезания на деталях метрической резьбы диаметром от одного до 76 миллиметров. Для нарезки на деталях дюймовой резьбы используются плашки, имеющие диаметр от 1/4 до 2 дюймов.

При ручной нарезки резьбы плашки зажимаются в вороток специальной конструкции –леркодержатель.

Необходимо обязательное использование смазывающих жидкостей и соответствия размеров таблице 2:

Диаметр резьбы	Диаметр стержня	Диаметр резьбы	Диаметр стержня
1	0,98	2,6	2,54
1,2	1,17	3	2,94
1,4	1,37	3,3	3,23
1,7	1,66	4	3,92
2	1,96	5	4,89
2,3	2,25	6	5,86
2,5	2,45	8	7,83

Процесс нарезания наружной резьбы наглядно представлен на видео:

Обратите внимание на обратные вращения (противоположные основному рабочему ходу инструмента).

Как нарезать на токарном?

К примеру, нарезка на токарном станке, используя резец будет выглядеть так: резец двигается вдоль оси вращающиеся детали, которая поддаётся вперёд и назад по отношению к резцу, и своей заостренной вершинкой прочерчивает линию винтового типа.

Винтовая линия отличается углом её подъёма или увеличения. Величина этого угла, перпендикулярна оси вращения, она измеряется между касательной и определяется: величиной подачи режущего инструмента, который перемещается вдоль оси, с частотой вращения детали.

Нарезание внутренней и наружной

Чтобы нарезать внутреннюю или наружную резьбу, нужно применить стержневой резец. Их изготовление отличается лишь формой резца. Для наружной, применяются прямые или отогнутые резцы.

А для внутренней изогнутые резцы или прямые. Расположение кромки резца обязательно должно совпадать профилем обрабатываемой резьбы.

Использование резьбонарезных головок

Для труб и болтов применяются резьбонарезные головки. Они устанавливаются в станок, затем настраивается нужный диаметр и передвигается по трубе. Они способны осуществлять работу с высокой точностью.

Универсальные головки позволяют установить гребенки от разных компаний. Также есть возможность смазки гребёнок и регулировки размеров, часто встречается ручной зажим.

Особенность нарезания резьбы на трубах

В трубной нарезке резьбы используются 3 вида: на токарном станке, с помощью плашки или трубного клуппа. На практике чаще всего встречается резьба треугольного типа:

• дюймовая, с измерительными расчетами в дюймах. Резьба отличается высокими показателями прочности из-за большого шага и крупного профиля. Используется для водопроводных труб;
• метрическая, измеряется в миллиметрах, используется для крепежных элементов труб.

Клупп – инструмент ограниченного функционального назначения, используется только для нарезания резьбы на трубах.

На токарных станках процесс построен следующим образом: труба фиксируется в шпинделе, затем отрезным резаком устраняется все лишнее, выбирается соответствующий шаг и наносится резьба.

Применение резцов

Для нарезания резьбы с помощью токарного станка необходимы резьбонарезные резцы. Изготавливаются они из быстрорежущей стали, а требования к их характеристикам оговариваются соответствующим ГОСТом (18876-73). По конструкции такие резцы подразделяются на следующие типы:

• призматические;
• стержневые;
• круглые (дисковые).

Винтовая резьбовая канавка на поверхности заготовки нарезается резцом отогнутой или прямой формы, а для формирования резьбы внутреннего типа требуются прямые и изогнутые инструменты, которые фиксируют в специальной оправке. Вершина токарного резца, которой и выполняется нарезание витков, должна иметь конфигурацию, полностью соответствующую профилю формируемой резьбы.

Резцы для нарезания резьбы: а — стержневой; б — призматический многопрофильный; в — призматический однопрофильный; г — дисковый многопрофильный; д — дисковый однопрофильный; е — дисковый для внутренней резьбы; α — задний угол; γ — передний угол; φ — угол заборного конуса; h — высота установки оси резца

При формировании резьбы резцом следует учитывать ряд особенностей такой технологии.

• Передний угол токарного инструмента для нарезания резьбы зависит от характеристики материала, подвергаемого обработке. Выбирать такой угол можно в достаточно широких пределах: 0–250. Так, если резьба с помощью станка нарезается на заготовках из обычных сталей, передний угол должен составлять 0 градусов, для высоколегированных сталей, которые хорошо противостоят температурным нагрузкам, передний угол может составлять 5–100. Он может быть тем больше, чем выше вязкость материала, и тем меньше, чем выше твердость и хрупкость металла, из которого выполнена обрабатываемая на станке заготовка.
• Вершина токарного резца, которая формирует винтовую линию на заготовке, должна иметь форму, идентичную профилю резьбы.
• Задние боковые углы инструмента выбираются такими, чтобы поверхности резца, которыми они сформированы, не терлись о только что сформированную винтовую канавку. Обычно эти углы с обеих сторон токарного резца делают одинаковыми. Если угол подъема, которым характеризуется резьба, составляет менее 4 градусов, то такие углы выбирают в пределах 3–50, если больше 40, то 6–8 градусов.
• Резьбу внутреннего типа нарезают в уже подготовленных отверстиях, которые получены расточкой или сверлением.

Резьбонарезные резцы

Заготовки, которые сделаны из стали, обрабатывают на токарном станке при помощи инструментов с пластинами, выполненными из твердых сплавов Т15К6, Т14К8, Т15К6, Т30К4. Если деталь изготовлена из чугуна, то для нарезания резьбы на ней используют инструмент с пластинами из следующих марок твердых сплавов: ВК4, В2К, ВК6М, ВК3М.

Работа с трубами большого диаметра

На металлических трубах с большим диаметром нарезка резьбы проводится с помощью плашки или клуппа. Устройство представляет собой металлическую болванку с резцами различного размера на внутренней части, по сути это та же самая плашка только усовершенствованная. Клупп оснащен рукоятью и трещеткой, для осуществления холостого обратного хода. Металлическая труба помещается в клупп с заранее подобранным диаметром гребенкой. После того как труба надежно зафиксирована приводится в действие рукоятка. По мере продвижения клуппа по трубе наносится резьба на внешней части.

Это интересно: Что такое сверла HSS и их характеристики? Разновидности и советы по выбору.

Вопросы и ответы

Как нарезать резьбу на трубе, расположенной у стены?

Сложность нарезания резьбы на трубе, расположенной у стены, заключается в недостаточном объеме пространства для манипуляций. Работа проводится в стандартной последовательности, но для этого придется разобрать часть стены или демонтировать фрагмент трубопровода, на котором предстоит нарезать резьбу.

Как нарезать резьбу на трубе из нержавеющей стали?

Из-за большого количества легирующих компонентов в составе нержавеющей стали обрабатывать трубы из этого материала проблематично. Упростят процедуру обильное использование смазывающих веществ и выбор инструмента, рабочая часть которого обладает высоким запасом износостойкости.

Разновидности и сферы применения метчиков

По способу привода разграничивают на:

• Ручные – они имеют хвостик квадратного сечения, который вставляется в – вороток. Есть две ручки, за которые удобно поворачивать изделие. Важно не допускать перекос. Такой результат можно будет исправить только рассверливанием и нарезанием большего диаметра.
• Машинные – применяются на металлорежущих станках. Они крепко фиксируются в держателе, точные, не предполагают отклонений.

По способу нарезки:

• Универсальные. Их конструкцию можно назвать классической. Инструмент с ходовой частью (ее длина определяет глубину вхождения винта впоследствии, если отверстие не сквозное), которая разделена на участки. Каждый из них имеет определенные геометрические параметры – угол, направление, расстояние, шаг. Обычно их три, каждый предназначен для черновой металлообработки, промежуточной и финишной. Таким образом, можно одним движением добиться максимально точного результата.
• Комплектные. Название говорит само за себя. Потребуется комплект из 3 метчиков, так как сделать внутреннюю резьбу нужно с высокой точностью. Сперва используется наиболее грубый инструмент, затем более тонкий, а в конце – со шлифовкой и оттачиванием самых мелких углов. Покупать набор дороже, но результат намного более высокого качества.

По типу отверстия:

• Для сквозных. Они отличаются длинной рабочей частью. Она постепенно расширяется, переходя в рабочий участок, который и отвечает за точную нарезку.
• Для глухих. На нарезающем отрезке сразу начинаются калибрующие витки. Поэтому их очень важно затачивать или своевременно менять набор по мере износа.

По конструкции канавок:

• прямые – прекрасно работаю с мягкими сплавами;
• винтовые, их рабочий участок располагается в шахматном порядке, они могут с легкостью пройти даже через чугун;
• укороченные – хорошо отводят стружки.

По форме изделие напоминает конус (полный или усеченный) или цилиндр. Также все они различаются по диаметру.

Конструктивные особенности инструмента

Если необходимо нарезать резьбу, перед этим нужно разобраться с тем, какие виды метчиков могут встретиться в строительном магазине:

1. Выделяются прямые, винтовые приспособления. Отдельной группой являются стержни цилиндрической формы, на которых нарезаются специальные канавки для вывода металлической стружки из отверстия.
2. 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.

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.

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:

1. Маленькие тиски.
2. Электродрель с регулятором оборотов, сверла по металлу.
3. Набор метчиков.
4. Щетка по металлу.
5. Керн с молотком.

Нарезка резьбы метчиком вручную проводится на низких оборотах электроинструмента.

Процесс нарезки

Пошаговая инструкция нарезания резьбы:

1. Накернить место отверстия керном с молотком.
2. Просверлить отверстие электродрелью. Удерживать оснастку точно перпендикулярно относительно обрабатываемой поверхности. Дополнительно смазать сверло специальным маслом.
3. Снять фаску на 1 мм по глубине. Для этого использовать сверло большего диаметра.
4. 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.

Требуемое оборудование

Нарезка резьбы метчиком вручную возможна только при наличии следующего инструмента:

1. Электрической дрели, которая способна работать на низких оборотах.
2. Высококачественного сверла, диаметр и угол заточки которого подбирается по табличным значениям или высчитывается.
3. Для снятия с краев отверстия фаски потребуется зенковка или сверло большого диаметра.
4. Одного или целого комплекта (в зависимости от типа) метчиков соответствующего размера.
5. Ручного держателя, который подходит для применяемого инструмента.
6. Слесарных тисков, в которых будет осуществляться фиксация изделия. При нарезании резьбы происходит снятие определенного слоя металла, что возможно исключительно при прикладывании большого усилия. Если заготовка или готовое изделие будут плохо зафиксированы, то качество обработки будет низким.
7. Керна и молотка.
8. Для того чтобы упростить поставленную задачу, рекомендуется использовать машинное масло для смазывания как самого инструмента, так и обрабатываемой поверхности. Если не использовать машинное масло или другое вещество, обладающее аналогичными свойствами, то процесс может существенно затянуться.
9. Ветоши.

После нахождения всего необходимого можно приступать к непосредственному выполнению работ.

Полезные советы

• Чтобы правильно нарезать резьбу в металлах с низкой твердостью и высокой вязкостью, таких как алюминий, сплавы на его основе, медь, баббиты, метчик рекомендуется периодически вынимать для очистки каналов от налипшей стружки.
• При использовании комплектных моделей следует использовать полный набор. Пропуск чернового инструмента не ускоряет, а замедляет нарезание. Такое нарушение технологии приводит к снижению качества результата, а иногда и к выходу метчика из строя.
• Для предотвращения перекоса метчика через 2-3 нити проверяют вертикальность его положения с помощью угольника. Такая предосторожность особенно актуальна для глухих и мелких отверстий.

Процесс необходимо вести с применением жидкостей, предназначенных для смазки и охлаждения:

• в стальных элементах применяют эмульсии, льняное масло, олифу;
• в изделиях из алюминия и его сплавов – керосин;
• при обработке меди – скипидар.

Нарезать резьбу в деталях из чугуна или бронзы можно без применения смазки.

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

Метчики

Метчик — приспособление, которое обеспечивает нарезание внутренней резьбы. По своей конструкции он похож на винт, выполненный из высокопрочной стали, на котором сделаны три или четыре прямые продольные углубления, образующие при пересечении витков резьбы винта металлорежущие кромки . Выделяют рабочую часть и хвостовик этого инструмента. Рабочий элемент инструмента состоит из: режущей и направляющей части.
Металлорежущая сторона напоминает конус и ею выполняется нарезание. Направляющая сторона посылает инструмент в рабочее отверстие, в котором нарезается, и калибруется резьба.

На конце хвостика есть присоединительный квадрат, который необходим для фиксации инструмента в ручном инструменте. Размерность присоединительного квадрата для ручного привода зависит от размера метчика.

Канавки на рабочей стороне инструмента имеют продольные углубления.Витки резьбы разделяются канавками на режущие перья, передние кромки которыми производится нарезание. Также углубления нужны для отвода стружки, которая появляется при работе. Три канавки обычно производятся на инструменте диаметром до 22 мм, четыре канавки — с диаметром от 22 до 52 мм.

Метчик для нарезки резьбы изготавливается из быстрорежущей или углеродистой стали технологиям, утвержденным для изготовления металлорежущего инструмента. Они проходят термическую обработку, от точности выполнения которой зависит работоспособность и долговечность метчика. Поверхностная твердость метчиков должна находиться в пределах 63 — 66 HRc. Предметы из углеродистой стали имеют намного меньшую стойкость, чем модели из быстрорежущей. Для увеличения твердости и стойкости режущей кромки рабочая часть машинных метчиков может иметь покрытие из нитрида титана характерного «золотого» цвета.

Существует два способа нарезания внутренней резьбы ручным инструментом: европейский и американский. В Европе принято работать в два или три прохода разными метчиками. В США — одним в один проход. В США, например, достаточно широко используется метрическая резьба, и предлагаемые американскими производителями подобные приспособления для метрической системы рассчитаны на работу в один проход. Резьбонарезной инструмент Европейские производства предлагает широкий ассортимент приспособлений только для метрической, но и для дюймовой системы. Однако и те, и другие предлагаются ими только в виде комплектов в два или в три прохода.

В России принят европейский подход, на Дальнем Востоке — американский Соответственно ниже основное внимание уделено именно этим приспособлениям для нарезания резьбы европейским способом. Набор из двух (черновой и чистовой модели) используются для работы в мягких сталях, а комплекты из трех (черновой, средней и чистовой модели) — при работе с более твердыми металлами.

Внутри набора различаются по количеству рисок (ободков), нанесенных на хвостовик. Как часто бывает, стандартов на такие обозначения нет, и существуют отечественная и зарубежная системы обозначений. В отечественной системе одна риска означает черновую модель, две – среднию модель, а три – чистовую модель. В зарубежных наборах чистовой обычно без рисок. Надо также иметь в виду, что возможны ошибки маркировки (они встречаются и у самых именитых производителей) и надежнее всего различать метчики внутри комплекта по длине заходной части, состоящей из режущих перьев уменьшенного диаметра, со срезанными вершинами. Их диаметр плавно растет от конца метчика к хвостовику. У черновой модели самая глубокая заходная сторона. Обычно она содержит от четырех до девяти витков. Самая короткая заходная сторона у чистовой модели, от одного до трех витков. А средний по количеству витков режущих перьев на заходной части находится посередине между выше упомянутых предметов того же комплекта.

Для работы в глухих отверстиях необходимы метчики, имеющие минимальное количество перьев на заходной части и притупленным концом. На хвосте обычно нанесен номинал резьбы, нарезаемой этим инструментом. На импортных предметах, кроме размера резьбы, часто указывается и диаметр сверла под этот размер.

Хвостовик всех предметов заканчивается присоединительным квадратом, который необходим для удержания приспособления в воротке. Стандартизации размеров квадратов по номиналу резьбы нет. Например, метчик на резьбу М10 у одного производителя может иметь квадрат 5,5 мм, у другого — 8 мм. Размеры квадратов на хвостовиках метчиков, мм: 2,1; 2,7; 3,0; 3,4; 4,9; 5,5; 6,2; 7,0; 9,0; 11,0; 12,0; 14,5; 16,0; 18,0; 20,0; 22,0; 24,0; 29,0; 32,0.

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.

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.

Воротки для метчиков

Воротки применяются для работы метчиком. В него вставляется и зажимается хвостовик данного приспособления. Такой ручной инструмент выпускается как нерегулируемый, с фиксированным размером посадочного гнезда, так и регулируемый, с изменяемым размером посадочного гнезда.

Плоский нерегулируемый вороток обычно имеет от одного до трех отверстий различного размера под наиболее употребительные размеры квадратов на хвостовиках метчиков. Сегодня такие воротки практически не выпускаются. За рубежом выпускаются нерегулируемые воротки с шаровой головкой. В головке под прямым углом сделаны четыре квадратных отверстия разных размеров из приведенного выше размерного ряда.

Регулируемые воротки содержат в своей конструкции винтовой механизм, двигающий зажимные части, фиксирующие хвостовик приспособления. При работе в труднодоступных местах могут потребоваться удлинители. Обычно они нерегулируемые и рассчитаны только на один размер присоединительного квадрата.

Торцевые воротки применяются для работы в труднодоступных местах. Они снабжаются фиксирующим патроном с губками, на которых сделаны выборки под квадрат на хвостовике метчика. Они изготавливаются как с фиксированным патроном, так и с храповиком. Храповик должен иметь переключатель направления на три положения (средний режим стопорит патрон).

При работе таким инструментом необходимо соблюдать простые правила, а именно:

1. Применять смазывающую жидкость, которая содействует минимизации силы, увеличению качества работы и срока службы приспособления;
2. При проходе первым метчиком обязательно, а при проходе последующими — при создании сопротивления вращению, на каждые четверть или треть оборота давать обратный ход для удаления стружки.