Как нарезалась резьба

 

Как нарезалась резьба

Хотя еще Архимед создал некое подобие шнека, резьбовые соединения в античном мире приживались не особо успешно. Уж больно дорого обходилось нарезание резь­бы при существовавшем тогда уровне разви­тия орудий труда. И все же в древнеримских «нанотехнологических» отраслях вроде юве­лирного дела и производства медицинских инструментов винты находили свое приме­нение.
 

плашки и лерки

Как известно, все новое - это хорошо забытое старое. И вроде бы Архит Тарентский в незапамятном IV веке до н. э. имел полное право назваться изобретателем винта, однако фактически его опередила сама мать-природа, создавшая жука-долгоносика Тригоноптерус Облонгус, лапки которого буквально ввинчиваются в круп. Но когда человечество случайно или намеренно «срисовавшее» великий принцип превращения вращательного движения в поступательное самостоятельно взялось за разработку и изготовление различных винтов, процесс стал долгим и забавным.

Словом, параметров много, и поэтому путь к единым международным стандартам был тернист и долог.

плашки и лерки

Поначалу стандарты принимались внутри компаний, а до первого государственного стандарта додумались в Великобритании лишь в 1841 году. Следом к делу государственной стандартизации резьбовых соединений подтянулись США, Германия и другие страны. Уже в 1898 году в Цюрихе Междуна­родный конгресс принял международные стандарты метрической резьбы на основе разработок американца Селлерса, однако на­роды по-прежнему нарезали ее по собствен­ному усмотрению. В дотошной Германии, к примеру, существовало 274 разновидности стандартов резьбовых соединений!

В России до революции не изобретали велосипед и делали резьбу в зависимости от страны-изобретателя конечного изделия. А вот Советская власть почти сразу перешла на немецкие стандарты. В годовщину десятилетия революции появился и свой первый ГОСТ СССР. Ситуация «кто в лес, кто по дрова» кардинально изменилась в 1947 году. Тогда была основана Международная организация по стандартизации (она же ISO), именно ее стандарты по сей день и являются основополагающими. К тому времени в ходе эволюции выжили следующие типы резьбы:

  • метрическая обыкновенная (обозначается буквой М) - самая популярная разновидность, имеет профиль в форме равностороннего треугольника;
  • метрическая коническая (МК) - в данном случае наружный (а нередко и внутренний) элемент делается на конус, благодаря чему обеспечивается дополнительная герметичность и надежное стопорение;
  • метрическая цилиндрическая (MJ) - имеет закругленный профиль, используется для аэрокосмической и прочей точной техники; трубная цилиндрическая (G) - предназначена для муфтовых соединений труб, измеряется в дюймах;
  • трубная коническая (R) - аналогична МК, но для муфтовых соединений труб;
  • круглая для санитарно-технической арматуры (Кр) - специализированная резьба с округлым профилем для различных сантехнических шпинделей, вентилей, кранов и т. д.;
  • трапецеидальная (Tr) - обладает профилем в форме трапеции;
  • упорная (S) и упорная усиленная (S45°) - нарезается с углом наклона в сторону возможного срыва;
  • эдисона круглая (Е) - широко известна по цоколям стандартных ламп накаливания;
  • дюймовая цилиндрическая (UTS) - анало­гична MJ, применяется в фототехнике;
  • дюймовая BSW и BSF;
  • дюймовая коническая NPT и NPS;
  • резьбы нефтяного сортамента - для соединения труб внутри нефтяных скважин.

плашки и лерки

В Средневековье дело пошло бойчее: будущий винт аккуратно размечали по спирали с помощью верёвки, а вместо гайки применяли втулку со штифтами. Век XV ознаменовался появлением метчика, однако стандартов на резьбу не существовало, а потому каждый винт с его верной спутницей гайкой были буквально штучными изделиями. Ошеломительный прогресс в деле нарезания резьбы наметился в 1800 году после изобретения Генри Модели токарно-винторезного станка.

Казалось бы, вершина технологии достигнута, и новый вариант соединения хлынет на рынок! Отчасти так и произошло. Однако винтик от гвоздика отличается, как пулемет от рогатки: если для гвоздя достаточно длины и диаметра, то резьба - дело тонкое. Здесь имеются сразу три диаметра: наружный, средний и внутренний. Кроме то­го, есть шаг и ход, длина, различные профили и шлицы для закручивания и т. д.

Как можно заметить, большинство перечисленных типов резьбы имеют узкоспециальное применение, соответственно, их изготовлением занимаются отдельные производственные подразделения. Таким образом, в России наибольшее прикладное значение имеют метрическая обыкновенная и цилиндрическая резьбы, а также обе разновидности трубных.

Технология нарезания

плашки и лерки

Способы изготовления резьбы совершенствовались веками и в настоящее время также имеют множество вариантов. К ним относятся электрофизическая и электрохимическая обработки - это только общие названия большого класса технологий. К примеру, сюда же относится электрогидравлическая и электроэрозионная обработки, и многие другие варианты. Необходимость применения таких сложных способов обусловлена тем, что они используются в особых случаях: для материалов либо с высокой твердостью (твёрдые сплавы), либо с повышенной хрупкостью (керамика). Безусловно, эта методика требует применения специального оборудования.

Выдавливание резьбы прессованием предназначено для изделий из пластмассы и сплавов цветных металлов. Способ имеет очень узкую сферу применения и, опять же, не обходится без специального оборудования.

Примерно то же самое можно сказать и о литье, однако здесь следует добавить, что литая резьба не имеет высокой точности и нередко требует доработки. Напротив, абразивный метод применяется для получения резьбы особой точности. К такому виду нарезки относится, к примеру, шлифование однониточными и многониточными кругами.

Накатывание резьбы производится преимущественно на станках. Резьба в данном случае получается за счет деформации заготовки специализированным инструментом. К нему относятся различные накатные плашки, ролики с винтовой или кольцевой нарезкой, резьбовые сегменты, затылованные ролики, бесстружечные метчики и другие. Плюсом накатки является то, что при пластической деформации происходит упрочнение металла.

плашки и лерки

Существуют и ручной инструмент для накатки, но этот процесс требует слишком больших трудозатрат и специальных навыков. Наибольшее распространение получила лезвийная обработка резанием. Здесь также применяются станки: как токарный с набором резцов, гребенок и приспособлений для вихревой обработки резьбы, так и фрезеровочный с комплектом дисковых и червячных фрез.

Нарезание вручную наружной резьбы осуществляется плашками и резьбонарезными головками, внутренней - метчиками.

Ассортимент резьбового крепежа всех типов, предлагаемого сегодня на строительных рынках и в супермаркетах, действительно огромен. Однако перечислить все варианты применения резьбонарезных приспособлений в хозяйстве попросту не представляется возможным. Классический вариант - подготовка крепёжных элементов для соединения оцинкованных труб при прокладке водопроводной или отопительной системы в жилом доме. И пусть об особо высокой точности резьбы при нарезке вручную говорить не приходится, целиком и полностью перекладывать этот процесс на станки пока очень рано.

Метчики

плашки и лерки

Метчик сам по себе - это винт, только вдоль его винтовой части сделаны канавки, чтобы вырезанной стружке было куда уходить. На практике для резьбы диаметром до 17 мм достаточно трех канавок, а свыше указанного размера - четырёх. Таким образом обеспечивается достаточное пространство для отвода срезанного материала без нанесения ущерба прочности сердцевины. Обычно стружкоотводы делают прямыми, но бывает, что для оптимизации процесса их изгибают под углом 10-20°, а для работы с лёгкими сплавами угол увеличивают до 40.

плашки и лерки

Чтобы первый виток метчика при нарезке не подвергался перегрузкам, его обрабатывают под конус. Таким образом, каждая последующая нитка срезает все больше и больше материала, пока диаметр резьбы не достигнет нужных значений. Но и здесь результата не всегда можно достичь с первого раза. Для соблюдения высокой точности при нарезании крупной резьбы применяются комплекты из двух-трёх метчиков: порядок их применения (черновой, средний или чистовой) визуально определяется по возрастающему числу кольцевых витков. При нарезании резьбы в вязких материалах (титановых сплавах и т. п.) нередко используется до пяти метчиков. Естественно, данные приспособления обладают большей твёрдостью, нежели материал заготовки: их делают из твердых сплавов или быстрорежущей стали.

Существует не так уж и много разновидностей метчиков. Они бывают предназначенными для работы с глухими (характеризуются малой длиной заходного конуса) и сквозными отверстиями (здесь процесс нарезки можно провести более гладко, увеличив длину конуса). Метчики для использования на станках отличаются от ручных аналогов формой хвостовика: приспособления для нарезки вручную традиционно обладают квадратным хвостовиком для крепления в воротке, а станочные зажимаются в специальном либо цанговом патроне.

О метчиках - без канавок для накатки уже говорилось выше. Остаются метчики для гаек: их заходные части и хвостовики имеют большую длину.

Плашки

плашки

Для нарезания наружной резьбы вручную используются плашки. Существовало мнение, что прежде их называли лерками, но это не совсем так: лерка - это инструмент для нарезания точной внешней резьбы малого размера, а для получения более грубой применялись именно плашки. Однако со временем качество последних перестало уступать леркам, и они слились в единый класс резьбонарезных приспособлений с названьем общим «плашка».

Если упрощенно считать метчик винтом, то плашка - это гайка, которая активно используется при нарезании резьбы диаметром до 52 мм. Режущую кромку в данном случае образуют стружечные отверстия, которых может быть от трех до семи в зависимости от диаметра и ширины зуба. Как и в метчике, здесь применяется конус, только теперь он внутренний. Плашки изготавливают из легированных и быстрорежущих сортов стали, а также из твердых сплавов.

плашки

Видовой состав плашек шире, чем у метчиков. Уже по форме наружной части они подразделяются на круглые, квадратные, шестигранные и призматические. Наибольшее распространение получили круглые разновидности, которые при работе устанавливаются в воротках и закрепляются специальными стопорными винтами.

По ещё одной классификации плашки разделяют на цельные, разрезные и раздвижные. Цельные имеют конические углубления для стопорных винтов. С помощью таких приспособлений можно получить наиболее качественную резьбу, однако их износостойкость значительно хуже, чем у других видов. Разрезные плашки имеют надрез, позволяющий регулировать диаметр резьбы на 0,1-0,3 мм посредством конического винта. Точность от этого страдает, но в пределах допустимой погрешности.

плашки

Раздвижные плашки состоят из двух частей, которые устанавливаются в специальных клуппах, закрепляются сухарем (в значении вспомогательной крепежной детали, а не мучного изделия) и тоже предоставляют пользователю возможность регулировки диаметра резьбы винтом. Клупп - это специальная оправка, в её комплект может входить несколько плашек для нарезания резьбы разных размеров.

плашки

К классу плашек, пожалуй, можно отнести и резьбонарезные головки. Прежде они использовались лишь на станках, однако постоянное совершенствование данных приспособлений привело к тому, что ими можно пользоваться и вручную без приложения значительных усилий. Наиболее часто подобные головки применяются для нарезания резьбы на трубах. Интересно, что некоторые производители называют их трубными клуппами. Инструмент состоит из универсального держателя с трещеткой (воротка) и рычагом, а также из набора резьбонарезных головок разного диаметра, как вариант, обеспечивающих различное качество обработки - черновое либо чистовое.

Процесс работы этими приспособлениями значительно упрощает тот факт, что головка насаживается на трубу до начала нарезания и удерживает режущую часть строго перпендикулярно оси конструкции. Немаловажно, что в случае выхода из строя режущих частей головки вовсе не обязательно менять её всю, достаточно лишь заменить резцы. Существуют еще и электрические резьбонарезатели для труб. Впрочем, с тем же успехом в цангу низкооборотной дрели можно зажать обыкновенный метчик. И все, казалось бы, просто: нажал на кнопку и получил результат. Однако возникает риск перегрева электрорезьбореза, поэтому эксплуатировать его нужно с большой осторожностью. К тому же данное устройство является довольно габаритным, что в ряде случаев всерьёз затрудняет его использование.

От теории к практике

Общие требования к процессу нарезания резьбы просты.

В общем, все не так уж и сложно, однако, как и во многих других случаях, к работе по нарезанию резьбы следует подходить аккуратно и разумно.

  1. Сначала деталь следует подготовить: очистить её поверхность от краски и загрязнений, подровнять торец (для обрезки водопроводных труб идеально подходит роликовый резак).
  2. Далее необходимо при помощи зенкера сделать конусный вход в отверстие (для внутренней резьбы) либо напильником снять фаску на торце детали (для внешней резьбы). В принципе, конусы режущего инструмента могут выполнить данные операции самостоятельно, но при ручной работе это нежелательно: пара несложных операций, перечисленных выше, позволит сэкономить время и силы, не допустить отклонения резьбы относительно центра и быстрее зацепить деталь для нарезания первого витка.
  3. Деталь нужно хорошо закрепить, используя надежные тиски. При нарезании резьбы на трубах используют тиски с квадратным или ромбическим зажимом, а при работе с трубами по месту их установки стоит подстраховывать процесс гаечным или газовым ключом.
  4. Работа ручным инструментом для нарезания резьбы не терпит суеты. Движения должны быть сильными, но не резкими и не более чем на половину оборота за один раз, после чего обратным движением ворота необходимо срезать стружку, тогда она не будет мешать процессу и не сможет повредить саму резьбу.
  5. Перед нарезанием резьбы деталь нужно смазать солидолом или любым другим техническим жиром. В процессе выполнения операции следует охлаждать и смазывать режущие части инструмента машинным маслом, что особенно важно при изготовлении резьбы крупного диаметра.
  6. Текст: Владислав Щербак
     
Никто не решился оставить свой комментарий.
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.
 

Контакты

г. Междуреченск, ул. Весенняя, 27а, тел.: +7 (38475) 43-4-69,
ул. Вокзальная, 74е, тел.: +7 (38475) 20-2-04,
vian@tomusa.ru