Метчик для нарезки резьбы — виды, конструктивные особенности

Человечество с давних времен ввело в обиход и стало активно использовать резьбу и резьбовые соединения. Сегодня в доме каждого из нас нет такого предмета, который бы не был скреплен резьбой. Поэтому был придуман метчик для нарезки резьбы в домашних условиях.

Конструктивные особенности

Первые инструменты для нарезки внутренней резьбы отличались примитивной конструкцией и представляли собой четырехгранный стержень, на рабочем конце которого, заточенном под пологий конус, выпиливались режущие зубья. Резьба при использовании такого метчика нарезалась посредством его завинчивания во внутреннюю часть гайки или в предварительно подготовленное отверстие в обрабатываемом изделии. Естественно, такой инструмент обладал множеством недостатков, к наиболее значимым из которых следует отнести отсутствие на режущей части задней поверхности, а также отрицательное значение переднего угла. Со временем конструкция метчиков стала более продуманной, и сегодня они позволяют создавать точную и качественную внутреннюю резьбу.

В любом метчике для нарезания резьбы на внутренних поверхностях обрабатываемых изделий вне зависимости от его геометрических параметров и назначения есть следующие элементы:

• боковые канавки (их может быть от 2 до 6);
• коническая заборная часть;
• калибрующая часть, которая имеет цилиндрическую форму.

Конструкция метчика

Канавки, расположенные на боковой поверхности инструмента, вдоль всей его длины, одновременно выполняют две функции: обеспечение отвода стружки из зоны обработки и облегчение подвода в такую зону смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ). Форму, которую канавка метчика имеет в поперечном сечении, определяют две ее поверхности, одна из которых является передней гранью режущего зуба инструмента, а вторая – его спинкой. По типу профиля стружечные канавки бывают следующих видов:

• однорадиусные (с канавками такой формы производятся преимущественно метчики калибровочного типа);
• с прямолинейными передней и задней поверхностями (инструменты с канавками такой формы используются для нарезки резьбы внутри гаек);
• с прямолинейной передней и радиусной задней поверхностями (большинство метчиков производится со стружечными канавками именно такого типа).

Профили стружечных канавок метчиков

Канавки могут располагаться по-разному: различают прямолинейные, а также спиральные правые или левые. С канавками прямолинейного типа изготавливаются универсальные метчики общего назначения. Со спиральными левонаправленными канавками производятся метчики, используемые для нарезания резьбы на проход. Стружка, создаваемая таким инструментом, двигается впереди него по обрабатываемому отверстию, тем самым исключается риск порчи уже нарезанной резьбы. При использовании метчиков с правым направлением закручивания канавок стружка выводится из зоны обработки к хвостовику инструмента. Правосторонние метчики по этой причине оптимально подходят для нарезки резьбы в глухих отверстиях.

Заборная часть метчика, как уже говорилось выше, имеет коническую форму, что облегчает процесс вхождения инструмента в обрабатываемое отверстие. Конкретное значение угла наклона заборной части, который может находиться в диапазоне 3–20°, выбирают в зависимости от того, для какого типа обработки будет использоваться инструмент – черновой, промежуточной или чистовой.

Конструкции метчиков по ГОСТу

Цилиндрическая калибровочная часть выполняется с обратным занижением величиной до 0,1 мм, что необходимо для того, чтобы уменьшить силы трения, возникающие в процессе нарезки резьбы. Уменьшить силу трения между рабочей частью метчика и обрабатываемой поверхностью позволяет также затыловка задней поверхности режущих зубьев, выполняемая от их вершины на 1/3 их ширины. Таким образом, создается занижение задней поверхности режущих зубьев, величина которого для инструментов диаметром 12–30 мм составляет около 0,1 мм.

Геометрия режущей и калибрующей части метчика

Виды метчиков

В современности представлено несколько разновидностей метчиков. Каждый из них представлен для определенной работы. Поэтому их классифицируют по двум признакам: по назначению и по конструкции.

По назначению

Так по назначению метчики для нарезки резьбы бывают:

• Слесарные. Чаще всего они ручные. Выпускаются комплектами. В одном комплекте 3 метчика. У каждого из них свое предназначение. Первый необходим для черновой работы и наметки резьбы. Второй для подготовки к финальному этапу. Третий – это завершающий, именно с помощью него доводится до идеала резьба. Их небольшой недостаток состоит в том, что они снимают лишь часть припуска.
• Машинные. Могут использоваться как при обработке руками, так и при работе на станке. Они более устойчивы к механическому воздействию и имеют более укороченную заборную часть.
• Гаечные. Название говорит само за себя. То есть такие метчики предназначены для нарезания резьбы на гайках.

Гаечний метчик для нарезки резьбы

По конструкции

Метчики также имеют и свои конструктивные особенности. Поэтому их подразделяют на несколько видов:

• Безканавочные. Предназначены для нарезания резьбы в низкоуглеродной стали и алюминии.
• Канавочные. Используются для нарезания глухой резьбы.
• С резьбой в шахматном порядке. Такая технология позволяет уменьшать сопротивление материала.
• Ступенчатые с двумя частями, каждая из которых выполняет свои функции.
• Комбинированные состоят из сверла и метчика одновременно.
• Метчики –протяжки предназначены для нарезания резьбы на токарном станке.
• С наличием внутренней полости за счёт чего происходит охлаждение элемента в процессе нарезания.
• Колокольные. Обычно они сборные и предназначены для нарезания резьбы диаметром от 400 мм и более.

Виды метчиков для резьбы

Метчики могут классифицироваться по виду нарезаемой резьбы, конструктивным особенностям и назначению. Пройдемся по порядку.

По виду нарезаемой резьбы

• Дюймовые конические. За место шага фиксируется обратная величина – количество ниток (на техническом лексиконе) или число витков на 1”. При этом, чем меньше шаг резьбы, тем больше будет ниток. Уклон резьбы равняется 1° 47′ 24», а потому следует учитывать, чтобы не сломать инструмент, что в конце нарезания резьбы метчик доходит до упора. Диаметр отображается в дюймах (25,4 миллиметра);

• Трубные цилиндрические. Шаг аналогично определяется нитками на 1 дюйм. Подвид дюймовых резьб, который ограничивается только количеством видов стандартных металлических труб;

• Трубные конические. Разница от цилиндрических заключается в появлении уклона. Резьба доходит до упора. При этом, диаметр сверления под резьбу меньше на несколько десятков;

• Метрические (М). Шаг резьбы и габариты вымеряются в миллиметрах. Ниже представлена таблица с основными характеристиками метчиков с крупным (основным) шагом. Согласно ГОСТ 8724-2002 для каждого типоразмера имеется несколько дополнительных шагов, где 3 мм остается максимальным показателем, позволяющим воротком через силу нарезать резьбу.

Обозначение/размеры (мм)	Основной шаг	Сверление под резьбу
М3	0,5	2,5
М4	0,7	3,3
М5	0,8	4,2
М6	1,0	5,0
М8	1,25	6,7
М10	1,5	8,5
М12	1,75	10,2
М14	2	12,0
М16	2	14,0
М18	2,5	15,4
М20	2,5	17,4
М22	2,5	19,4
М24	3	20,9
М27	3	23,9

По назначению

• Гаечные. Название говорит само за себя – применяются для создания гаек. Всегда выполняются из одного метчика, оснащенного заборным удлиненным конусом. В процессе работы из гайки метчики не выкручиваются, так как готовые гайки насаживаются на удлиненный хвостовик, выполненный в одном из двух исполнений – изогнутым или, как еще говорят, радиусным либо прямолинейным. Радиусный метчик нашел свое применение на резьбонарезных машинах, где под собственным напором гайки проходят до конца инструмента, попадая в конце в специальную тару. Прямолинейный применяется на токарных и сверлильных станках. После того, как накопительная область хвостовика будет заполнена, заготовку вытаскивают из быстрозажимного патрона, после чего стряхивают готовые гайки;

• Машинные или машинно-ручные. Используются для механического нарезания резьбы посредством специальных станков, например, агрегатных, токарных, сверлильных и т.п. Главное назначение заключается в нарезании резьбы внутри элементов. По своей конструкции не отличаются от слесарных метчиков, единственное различие в большей стойкости и меньшей заборной части;

• Ручные (слесарные). Применяются для создания резьбы посредством воротка. Как правило, берутся на вооружение, если нужно выполнить резьбу в корпусном элементе. Для снижения усилий выпускаются комплектом по 2-3 приспособления, каждый из которых уменьшает только часть припуска на обработку. Так первый инструмент в наборе считается черновым, а последний – чистовым! Сориентироваться где какой можно по специальной маркировке на хвостовике в виде небольших черточек.

По конструкции

• Колокольные. Берутся для нарезания сквозной резьбы диаметром от 50 до 400 миллиметров. Метчик изготавливается составным из нескольких режущих элементов. Пространственные канавки способны вмещать в себя большое количество образовавшейся стружки, число перьев 16, во время резки по каналам поступает охлаждающая смазочная жидкость;
• Инструменты с короткими канавками или, как их еще называют, бесканавочные. Применяются для нарезания резьбы в легированных высокопрочных и низкоуглеродистых вязких сталях, а также сплавах из алюминия;

• С внутренним подводом охлаждающей жидкости. Обеспечивают большую производительность в многооперационных и специализированных станках;
• С винтовыми канавками. Используются для нарезания глухих резьб на обрабатывающих центрах;

• Метчики-протяжки. При помощи них на токарном станке в заготовках со сквозным отверстием проделывается резьба с любым шагом и диаметром. Деталь насаживается на хвостовик приспособления, которых фиксируется посредством резцедержателя. Сама деталь также зажимается патроном станка. Настраивается автоматическая подача, идентичная шагу будущей резьбы, после чего запускается вращение шпинделя. После выхода протяжки из обрабатываемой заготовки, резьба будет готова;

• С шахматным размещение зубьев. Зубья на калибрующей части создаются в последовательности через один, что значительно снижает силу трения, что в свою очередь очень важно при работе с вязкими материалами;
• Комбинированные. Инструменты по типу 2 в 1. Одна часть представляет собой метчик, вторая – сверло;

• Ступенчатые. Режущая область устройства поделена на пару участков, функционирующих по собственной схеме формообразования. Так, к примеру, одна область работает как режущая, а вторая – как выглаживающая, или первая создает резьбу по генеральной схеме, а вторая — по профильной.

Как нарезать внутреннюю резьбу метчиком

Для создания внутренней резьбы в готовых отверстиях необходимо подобрать соответствующий метчик по размеру и характеристикам. Практически все показатели по выбору и качеству резьбы регулируются нормативные документом ГОСТ 19257-73. Рекомендации по работе:

1. • для изделий, полученных литьем или штамповкой требуется дополнительная подготовка прежде чем наносить резьбу. Отверстие зенкеруется или рассверливается для увеличения диаметра;




2. • для точной и качественной резьбы рекомендуется хвостовик метчика крепить в патронах с реверсивными, самоцентрующимися и плавающими свойствами;




3. • со всех обрабатываемых заготовок предварительно снимается фаска;




4. • в процессе нарезания обязательно применяются охлаждающие и смазывающие растворы.

Типы резьбы: метрическая, дюймовая и трубная.

1. Метрическая – параметры резьбы измеряются в мм, с соответствующей маркировкой «М».




2. Дюймовая – используется для конической формы метчиков, измеряется в дюймах.




3. Трубная – для цилиндрических метчиков, резьба наносится на трубные соединения.

Метчики левые

Это резьбонарезной инструмент для нарезки левой резьбы – резьбы, у которой выступ при вращении против часовой стрелки отдаляется вдоль оси от точки наблюдения. Соответственно деталь ввинчивается или навинчивается против часовой стрелки. Имеют тот же шаг и диаметры что метрические резьбы, маркируются буквами LH. Используются гораздо реже, чем метчики с правой резьбой, но незаменимы при создании многих конструктивных элементов, в первую очередь там, где необходимо исключить ослабление резьбового крепления при правом вращении. Метчики левые подразделяются на подвиды в зависимости от типа резьбы (коническая, цилиндрическая), могут быть прямыми или винтовыми с канавками для отвода стружки из зоны нарезки, выпускаются в диапазоне от М4 до М42.

Материалы для метчиков

Для производства приспособлений разных видов применяются следующие материалы:

• высокоуглеродистые стали (У10А, У12А и др.);
• быстрорежущие стали (Р6М5, Р6М5К5 и др.);
• твёрдые сплавы.

Метчики ручные

Метчики ручные – основной резьбонарезной инструмент при проведении слесарных работ. Отличается от машинного квадратной хвостовой частью для фиксации в ручном воротке. Предназначены для ручного нарезания любого типа резьбы в глухих и сквозных отверстиях, в соответствии с назначением. Выпускаются двух- и трехкомплектными. Наиболее часто используются 2-комплектные метчики. Трехкомплектные метчики, как правило, используются для нарезания резьб с крупным шагом при диаметре более 24 мм. Ниже приведены основные метрические шаги и размеры метчиков, таблица:

Размер резьбы	Основной шаг, мм
1	0.25
1.1	0.25
1.2	0.25
1.4	0.3
1.6	0.35
1.8	0.35
2	0.4
2.2	0.45
2.5	0.45
3	0.5
3.5	0.6
4	0.7
4.5	0.75
5	0.8
5.5	0.5
6	1
7	1
8	1.25
9	1.25
10	1.5
11	1.5
12	1.75
14	2
16	2
18	2.5
20	2.5
22	2.5
24	3
27	3
30	3.5
33	3.5
36	4
39	4
42	4.5
45	4.5
48	5
52	5
56	5.5
60	5.5
64	6

Метчики – протяжки

Чтобы получить крупнопрофильную резьбу в металлоизделии, используют метчик-протяжку. Им обрабатывают сложные сквозные или трапецеидальные отверстия. Протяжки могут работать только в токарном станке. Резьба нарезается за один проход вдоль отверстия. От других видов этот метчик отличается более точным исполнением и жёсткостью. Он работает на растяжение, а не на сжатие, как обычные резьбонарезные инструменты. За счет функции протяжки толщина спила уменьшается, а длина режущей части – увеличивается.

Метчики конические

Применяются для нарезания конических метрических и трубных резьб. Имеют, соответственно, маркировку К (конические метрические) и Rc (конические трубные). Основным конструктивным отличием является наличие удлиненной начальной, заборной доли рабочего пространства с неполной резьбой, которая постепенно переходит в полную в калибрующей части инструмента. Благодаря этому, спецификой работы конического метчика является нарезание резьбы по всей длине соответствующей длине резьбы в изделии. Из-за отсутствия калибрующей части необходимо приложение больших усилий и нарезка производится, как правило, на станках с системой защиты останавливающей работу оборудования в конце резания.

Метчики трапецеидальные

Данная категория метчиков используется для нарезки трапецеидальной резьбы используемой для передачи движения с большим усилием – суппорты станков, винтовые пары и т. д. Резьба трапецеидальная способна выдерживать значительные нагрузки, метчик для её нарезки может быть одинарным или комплектным, применяемыми для подготовки резьбы в глухих и сквозных отверстиях. Метчики создают однозаходную резьбу, изготавливаются из быстрорежущей стали Р6М5.

Слесарные метчики

Для работы с отверстиями разного вида и формы мастера берут комплект из слесарных метчиков. Резьбонарезные оснастки изготавливаются комплектами, в которые входят черновые инструменты конусной формы, получистовые и чистовые цилиндрические оснастки. Слесарными метчиками можно обработать деталь вручную. Комплектом металлорежущих оснасток мастер может выполнить нарезку крупной и метрической резьбы. Метчики для слесарных работ бывают левыми и правыми в зависимости от направления их вращения.

ГОСТы

Машинно-ручные с канавками прямыми/винтовыми/укороченными изготовленные из углеродистой стали регулируются ГОСТ3266-71-71/ГОСТ17933-72/ГОСТ 17931-72. Гаечные метчики с прямым/изогнутым хвостовиком производятся из низколегированной стали согласно ГОСТ1604-71/ГОСТ6951-71. Машинно-ручные, где зубья расположены в шахматном порядке из нержавеющей стали – ГОСТ17927-71. Гаечные с шахматным расположением и прямым хвостовиком (метчики из жаропрочной стали) по ГОСТу 17929-72. Машинные с винтовыми или укороченными типами канавок (инструмент из легких сплавов) – ГОСТ 17932-72/17930-72.

Подготовка к нарезанию резьбы

Отверстие перед нарезкой резьбы готовят несколькими способами – затачиванием, обтачиванием или сверлением поверхности металлической заготовки. Для наружной резьбы необходимо диаметр уменьшить на 0,1 – 0,4 миллиметра. В начале участка, на котором будет резьба, делают фаску методом затачивания – это нужно, чтобы притупить заход резьбы. А если перед резьбонарезкой отверстие растачивают, его диаметр увеличивается до 0,4 мм. Отверстие под резьбу должно быть диаметром немного больше, чем диаметр самой резьбы – это позволяет предотвратить поломку резьборежущей оснастки.

Как подобрать сверло под метчик

Можно использовать специальный инструмент, сверло-метчик, который позволяет одновременно выполнять операции сверления и нарезания резьб. В выборе сверла необходимо ориентироваться на два параметра — шаг и диаметр отверстия.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...