Диаметр сверла под резьбу — таблица размеров, разновидности

Резьбовые соединения характеризуются тем, что нарезание винтовой канавки выполняется на наружных и внутренних поверхностях. Диаметр сверла под резьбу зависит не только от номинального обозначения, важным является также шаг между сопрягающимися винтовыми канавками.

При конструировании деталей и при их изготовлении редко задумываются о том, каким должно быть отверстие, в котором нарезается резьба. Существуют специальные таблицы. Пользуясь ими, несложно подобрать нужный инструмент для сверления.

Параметры резьбы и ее разновидности

Процесс нарезания внутренних канавок в отверстии метчиком:
1 – вороток; 2 – метчик; 3 – деталь с подготовленным отверстием

Принято делить резьбы по типам и назначению. Есть несколько критериев, которыми пользуются для определения определенного вида:

• единицы измерения. Основными мировыми исчислениями для техники являются СИ и дюймовая система. Принято пользоваться миллиметрами или дюймами. Важно! При создании трубопроводной сети используют дюймовую трубную резьбу;
• в зависимости от числа нарезаемых ручьев принято делить на: одно-, двух- и трехзаходные резьбовые изделия. Большее количество применяется крайне редко;
• важным показателем является вид профиля вырезаемой канавки. Чаще всего применяют треугольный вид. Он может иметь 60 0 при вершине (метрические) или 55 0 – дюймовые. Помимо этого изготавливают прямоугольные (для ходовых винтов и гаек), круглые (для электрических ламп) и трапециевидные (упорные типы);
• по направлению вращения делят на: правые (если смотреть вдоль оси и движении вперед, то вращение происходит по часовой стрелке), левые – закручивание производится вращением против часовой стрелки;
• уже отмечалось, что нарезают канавки снаружи (наружная) и внутри (резьба в отверстии);
• по форме образующей поверхности: цилиндрическая (распространена повсеместно) и коническая (используется при изготовлении затягивающихся пробок);
• назначение резьбовых сочленений может быть различным: крепежное (соединяет детали в единый узел); крепежно-уплотнительный (не только фиксирует детали между собой, а также предотвращает проникновение газов и жидкостей между соединяемыми изделиями); ходовые, предназначенные для ориентированного перемещения вдоль оси винтовой поверхности на заданное расстояние.

Основные параметры резьбового соединения (метрическая, заглавные буквы обозначают внутреннюю поверхность гайки, строчные – отвечают за наружную болта):

d – наружный диаметр болта, на поверхности которого нарезается резьба. Номинальный параметр, мм;
D – наружный диаметр резьбы на гайке, мм;
d2 – значение среднего диаметра на болте, мм;
D2 – размер среднего диаметра гайки, мм;
D1 – диаметр гайки внутри канавок, мм;
d1 – диаметр болта по внутренней поверхности винтовой линии, мм;
D1 – минимальный диаметр канавки на гайках, мм;
d3 – минимальный диаметр болта по канавкам, мм;
Р – резьбовой шаг, мм;
Н – высота треугольника, задающего профиль резьбы.

Основные типы резьбы

На практике чаще всего используется метрическая резьба. Ее обозначают буквой М (в импортном исполнении могут указывать букву J). Рядом указывается число, характеризующее номинальный диаметр соединения. Но кроме обычных метрических исполнений используются еще ряд специальных:

• МК (JK) – метрическая для конусов;
• G или R – дюймовая трубная. Для отечественных пользователей на чертежах указывается значок дюйма (“) и надпись трубная;
• Е – круглая с профилем Эдисона используется для электрических ламп. В отечественном исполнении принято указывать номинальный диаметр и добавлять круглая электроламповая. Внимание! На практике специального инструмента для нареки подобных устройств нет. Винтовая линия производится накатыванием на тонкостенную жесть. Подобные операции выполняются в условиях крупных предприятий;
• Тr – трапециевидная поверхность профиля. В отечественных изделиях обязательно прописывается слово трапециевидная с обязательным указанием параметров трапеции;
• Кр – появление на рынке сантехнической арматуры импортного исполнения привело к тому, что появилась круглая резьба для санитарно-технических устройств, изготавливаемых на базе сплавов меди. Использование подобных изделий ограничено, но некоторые могут с ними столкнуться в повседневной практике;
• S и S45 – упорный тип профиля резьбового соединения. Имеет довольно ограниченное применение. Она встречается в станках, а также на судах. S45 указывает на усиленное исполнение;
• BSW, UTS – так обозначают дюймовые резьбы в спецификациях. BSW – это цилиндрическое исполнение. UTS – конический вид винтовой линии;
• NPT – для нефтяников существует свой стандарт резьбовых соединений труб. Здесь традиционно применяется дюймовый размер. В зависимости от диаметра могут использоваться треугольные или прямоугольные виды профилей.

Основные типы резьбы по ГОСТ и отраслевым стандартам

Как нарезается резьба?

Получение винтовых канавок на наружной и внутренней поверхностях деталей производится резьбонарезным инструментом. Проще выполнять эту операцию снаружи. Имея токарный станок, выполняют подобное с помощью специальных резцов.

Нарезание метрической и трапециевидной резьбы с помощью резца

На практике за один проход подобную операцию выполняют редко. Обычно проводят ее в несколько приемов. При этом настраивается станок так, чтобы его резцедержатель перемещался по строго определенному закону. Нужна повторяемость действий.

Для выполнения подобных операций задействуют ходовые винты (в них нарезана прямоугольная резьба). Перед каждым новым проходом резцедержатель возвращается на исходную позицию. Выставляется новая глубина резания, начинается новый процесс.

Для нарезки внутренних резьб имеются резьбонарезные резцы проходного типа. У них имеется усиленная штанга, проникающая внутрь отверстия.

Общий вид токарных резцов для нарезания внутренних резьб

При обработке детали внутри отверстия возникают определенные сложности:

• процесс зрительно не контролируется. Приходится ориентироваться только на настройки и режимы, задаваемые оборудованию по рекомендациям технолога и мастера наладчика;
• затруднен вывод стружки, поэтому приходится многократно производить нарезку с небольшой подачей. Смазывающая охлаждающая жидкость (СОЖ) не только охлаждает деталь, она выводит стружку из отверстия;
• приходится часто пользоваться измерительным инструментом и вспомогательными шаблонами, чтобы контролировать ход нарезания винтовых канавок. Применяют специальные калибры проходного и непроходного типа.

Процесс формирования резьбы с помощью резца

Если со сквозными отверстиями токари справляются довольно умело, то при работе с глухими (непроходными) углублениями в теле детали работа усложняется довольно значительно. Но иногда из-за особенностей конструкции нет иного способа создать внутреннюю резьбовую поверхность. Поэтому приходится применять подобные резцы.

Значительно ускоряют работу специальные гребенки. У них используется не один, а несколько режущих кромок. Они последовательно врезаются в тело детали, снимая металл на определенную глубину.

Гребенки для нарезания резьбы снаружи и в отверстии:
а – угол резания тупой; б – угол резания острый; в – гребенка для формирования резьбовой канавки внутри детали

Особенно удобны подобные инструменты в тех случаях, когда нарезается довольно длинные участки. Для ходовых винтов используют подобные гребенки. С их помощью с одной установки можно обработать длинную заготовку (до 3…5 м). На станкостроительных заводах применяют именно такие способы формирования резьбовых конструкций.

Использование метчиков

В реальной практике на производстве, а также в разных мастерских чаще всего используют метчики. В них реализован принцип последовательного внедрения режущих кромок в тело обрабатываемой детали. Но имеется не один ряд зубьев, как у гребенки. Используют мощное тело, способное центровать инструмент внутри отверстия.

Метчик:

а) конструктивные элементы: 1 – нитка нарезной части; 2 – квадратный хвостовик для передачи крутящего момента; 3 – цилиндрическая часть хвостовика; 4 – канавка для сбора стружки; 5 – режущие кромки (перья);
б) геометрические параметры режущей части: 1 – передняя поверхность, обращенная к детали; 2 – режущая кромка, зубья треугольного типа; 3 – затылованная часть, задняя поверхность; 4 – обратная часть, образующая опору; 5 – перо; ? – задний угол затылованной части; ? – угол при вершине, его еще называют углом резания; ? – угол заострения кромок режущей пластинки (треугольника); ? – передний угол, обращенный к снимаемому материалу;
в) метчик, имеющий прямую стружечную канавку: 1 – канавка для сбора стружки;
г) метчик, имеющий винтовую стружечную канавку. Обычно бывает на машинных инструментах с подачей СОЖ под давлением;
д) для нарезания глухих резьб на станках

Выбор той или иной конструкции обуславливается особенностями выполнения процесса. В арсенале большинства мастеров используются метчики с прямыми канавками. После выполнения одного прохода инструмент вынимается наружу. С него удаляются стружка и иные включения, которые могут оказаться в отверстии.

С одного прохода резьба не нарезается полностью. Обычно применяют черновой и чистовой метчики.

Виды резьбовых метчиков

Чтобы вращать метчик, расположенный в отверстии используется вороток. Конструктивное исполнение может быть самым разнообразным.

Типы воротков для ручного нарезания резьбы в отверстиях

Последовательность использования инструмента

Чаще всего в состав набора входят два метчика. Но для получения качественных резьб могут применять и комплекты, куда входят три инструмента. Некоторые производители кроме параметров нарезаемой резьбы указывают буквы: А, В, С. Другие наносят несколько рисок:

• 1 риска на черновом;
• 2 риски на основном;
• 3 риски на чистовом.

Кроме внешних обозначений вид метчика можно отличить по ряду признаков:

• черновой инструмент первого прохода имеет минимальный диаметр. Достаточно замерить с помощью штангенциркуля наружный размер, чтобы найти его в наборе. У него часть, входящая в первую очередь, имеет мелкие зубья, вершины срезаны почти до нуля;
• у второго метчика в наборе перьевые гребенки заметно длиннее. Значение диаметра будет средним из трех. Последние зубья нарежут резьбу полного профиля;
• у чистового метчика практически все зубья имеют одну высоту. Замыкающие не режут, а калибруют образованные винтовые канавки в отверстии.

Общий вид метчиков из набора

Технология нарезания резьбы в отверстиях

Перед началом формирования резьбовых канавок с помощью инструмента сверлится отверстие. В зависимости от конструктивных особенностей оно может быть сквозным или глухим. Сверло сконструировано так, что винтовая поверхность выводит основную часть стружки. Но следует помнить, что внутри может оставаться определенная часть остатков от сверления. Поэтому, если позволяет масса и внешние параметры, производят вытряхивание на специальные уловители.

На громоздких изделиях подобные операции выполнить трудно, поэтому выдувают струей сжатого воздуха.

Начинающие мастера часто интересуются, какой диаметр должен быть в отверстии, где требуется нарезать резьбу. Самое простое – это воспользоваться формулой:

D_отв = 0,8·М, мм,

здесь D_отв – диаметр отверстия, мм;
М – размер метрической резьбы по номеру.

Для большинства металлов подобное определение будет достаточным. Возможно, потребует приложить несколько большее усилие при выполнении работы, но результат будет удовлетворительным.

Например, для М6 нетрудно подсчитать по приведенной формуле требуемое значение сверла по металлу. Оно получится равным D_отв = 6 · 0,8 =4,8 мм.

Для более точного определения используют специальные таблицы.

Таблица 1: Размеры отверстий для нарезания метрической резьбы

* – специальные типы резьбы.

Таблица 2: Размеры отверстий для нарезания дюймовой резьбы

Как выполнять нарезание резьбы?

Порядок выполнения работы по нарезке винтовых канавок в отверстии

Работу выполняют в определенной последовательности.

Начинается с разметки. С помощью керна отмечается центр будущего отверстия. Здесь важно произвести разметку с первого раза. Не допускается наносить несколько последовательных ударов. Достаточно даже несильного воздействия, которое даст углубление. Сверло само определится по центру сверления.

Сверлить нужно строго перпендикулярно к поверхности. Поэтому, если позволяют условия, нужно воспользоваться станком. Он обеспечит жесткое перемещение шпинделя со сверлом. Если приходится сверлить отверстие более 8 мм, то желательно выполнить эту процедуру в несколько этапов. Сначала сверлится отверстие малого диаметра. Потом рассверливается более крупным. Бывает, что приходится сверлить в три или даже в пять этапов, последовательно увеличивая диаметр отверстия. На последнем этапе применяют тот размер, который требуется по таблице. Внимание! Обязательно следует использовать смазку. Ее можно наносить кисточкой, подавать из пипетки или применять шприц, у которого удалена игла (впрочем, можно применять и с иглой).

При невозможности использовать сверлильный станок используют ручные электросверлильные машинки (дрель). Здесь важно строго выдержать положение сверла относительно детали. Опытные мастера для начала работы используют специальные кондукторы, которые обеспечивают перпендикулярный вход сверла. Важно выполнить правильный первый проход. В дальнейшем сверла большего диаметра сами идут в направлении минимальных усилий.

Для облегчения входа метчика в отверстие снимается фаска. Небольшое углубление выполняет две функции: облегчается введение начала рабочей части инструмента; смазка в коническом углублении будет поступать еще в течение некоторого времени, облегчая процесс нарезания резьбы.

Первым используют черновой метчик. Его вставляют в вороток, затем рабочую часть помещают в отверстие. Приходится слегка придавливать инструмент, чтобы началось образование винтовой канавки. Слишком усердствовать нельзя, можно легко сломать метчик.

Проворачивают на один оборот, а потом нужно повернуть обратно на треть, чтобы сломать образовавшуюся стружку. Вращая в обратном направлении, можно почувствовать, когда произойдет излом.

Если приходится нарезать резьбу в глубоком отверстии (более 5 диаметров), то следует периодически выкручивать метчик полностью наружу. Вынув, очищают от прилипшей стружки. Используют металлические щетки. Внимание! Стряхивать пальцами, незащищенными перчатками, или сдувать нельзя. Надо помнить, что правила техники безопасности написаны кровью. Не следует повторять ошибок тех, на чьих примерах формировались эти правила.

После полного прохода первым метчиком используют второй. Здесь процесс нарезания идет значительно легче. Обязательно смазывается инструмент. Можно делать два полных оборота, а потом совершать половину оборота в обратную сторону. Правило глубоких отверстий действует и при использовании второго номера. Желательно периодически вынимать наружу и удалять стружку. Она гораздо мельче, чем можно наблюдать при черновом нарезании резьб, но заполняет пространство тоже довольно быстро.

Третий номер используется для чистового нарезания. Можно проворачивать инструмент на два-четыре оборота, а потом совершать обратное вращение на целый оборот назад. Получается довольно качественное резьбовое отверстие.

Комбинированный инструмент

Кроме обычных метчиков и сверл на практике применяют особые комбинации. С их помощью досверливается отверстие до нужного размера. Этот же прибор нарезает резьбу. Для легких сплавов, а также низкоуглеродистой стали подобные устройства применяют не только мастера в собственных мастерских. Их используют на крупных предприятиях, где приходится изготавливать разные изделия серийно.

Комбинированный метчик-сверло

Подобный инструмент применяют, когда требуется незначительно увеличить диаметр в заготовках. Подобные операции часто приходится выполнять при работе с отливками. Там уже имеются отверстия, получаемые за счет стержневых смесей. Но они часто не обладают требуемой формой и размерами. Применив метчик-сверло, выполнят сразу две операции.

Широкое применение на производстве и в домашнем хозяйстве электрических шуруповертов привело к созданию специальных сверл-метчиков и для этого удобного инструмента. Можно приобрести целые наборы.

Сверло-метчик для шуруповерта

Производители пишут, что подобные изделия лучше применять для пластиков и алюминиевых сплавов. На самом деле при наличии смазки подобные инструменты неплохо справляются с конструкционными сталями с невысоким содержанием углерода.

На большинстве крупных предприятий процедура нарезания резьб максимально механизирована. Используют специальные машинные метчики. Их отличает длинный хвостовик, а также наличие не только гребенок врезания. Тут присутствует и калибрующая часть.

Видео: как подобрать сверло под нарезку резьбы метчиком?

Заключение

Нарезать резьбу в отверстии можно, используя несложный инструмент. Даже начинающий мастер быстро освоит особенности технологии этого процесса.