Как нарезать коническую резьбу метчиком?

Дюймовая коническая резьба

Дюймовая коническая резьба – вид резьбы, при котором все выступы располагаются на конической поверхности по винтовой линии. Все её параметры выражаются в дюймах (1 дюйм равняется 25,4 мм или 2,54 см).

Особенности дюймовой конической резьбы

Дюймовая коническая резьба нашла своё применение в промышленном секторе Европы и США. Этот вид нарезки используется для изготовления муфт, угольников, тройников, контргаек и иных трубных соединений. Благодаря своей прочности, коническая резьба применяется в производстве шестерней для компаса, винтовых конструкций и креплений для создания сантехнического оборудования, бытовой техники и вычислительных машин, включая ПК.

Эта разновидность нарезки обладает следующими особенностями:

• вершины и витки дюймовой конической резьбы обрезаны или притуплены, что обеспечивает лучшую непроницаемость;
• угол профиля является константой и равняется 55°;
• конусная поверхность всегда находится под углом и отклоняется в пропорции равной 1:16;
• максимальный диаметр конуса равен 6’’;
• вершины треугольника резьбы всегда обрезаны или притуплены;
• основные параметры нарезки (внешний, внутренний и средний диаметры, ход и шаг) являются табличными величинами.

Этот вид не может объединяться с цилиндрическим видом резьбы, создавая особые соединения. Это обусловлено разными значениями углов профилей. Если угол дюймовой конической резьбы равняется 55°, то угол цилиндрической нарезки по стандарту равен 60°.

Главным преимуществом конической резьбы является деформация витков, что обеспечивает высокую непроницаемость соединения.

Это свойство обусловлено конусной формой винтовой поверхности. Во время натяжения витки уплотняются, образуют прочное, непроницаемое соединение и герметизируют внешние впадины труб и крепительных конструкций. Эта особенность автоматически исчезает при демонтаже или повторном создании витков.

Большая часть параметров дюймовой конусной резьбы обозначена в специальных нормативных справочниках, где в табличной форме записаны размеры и другие технические характеристики. Разработка всех деталей и зазоров должна выполняться в рамках установленных значений. В противном случае конструкции не смогут крепко совместиться друг с другом. Механизмы, связанные при помощи этого типа нарезания, легко реконструируются и монтируются из-за устранения внешних дефектов и деформаций соединений посредством плотного расположения всех витков.

Отличия от метрической резьбы

Одним из самых первостепенных различий между метрической и дюймовой резьбой являются единицы измерения. Если в первом случае все числовые значения характеристик высчитываются в миллиметрах, то во втором – при помощи дюймов. Значения таких показателей, как ход и шаг, будут колоссально различаться при пересчёте из одной единицы измерения в другую. По этой причине меняется соотношение между диаметром и высотой нарезки. Есть выраженные отличия и в форме профиля, заключающиеся в разности градусных мер углов при вершинах. Градусная мера подобных углов при метрической резьбе равняется 60°, при дюймовой – 55°.

Незначительные отличия есть и в способе измерения некоторых параметров. Процесс происходит по идентичным правилам. Человек должен взять один из измерительных приборов (гребенки, резьбомер, микрометр, штангенциркуль) и произвести расчёты плотности посадки вкрученного болта. Но для каждой разновидности понадобятся приборы с совершенно разными калибрами.

Отличия существуют и в технологии нарезки. Метрическая нарезка происходит как с наружной части детали, так и во внутренней. Для осуществления этого процесса используются метчики и плашки. Дюймовая коническая резьба создаётся при помощи зажима комплектующей в тисках и ввинчивающих движений метчика. Необходимо обращать внимание на строение профиля и местоположения винтовых проходов.

Технологии нарезки

Чаще всего нарезка производится при помощи механического станка. Заготовка располагается на станке в вертикальном положении. Механический станок обрабатывает заготовку при помощи резьбовых инструментов – резцов, изготавливаемых из прочных железных сплавов. Внутренняя нарезка производится резцами изогнутой формы, наружная нарезка осуществляется резцами прямой или выгнутой формы. Чтобы получить максимально точную резьбу на механическом станке, нужно правильно соотнести частоту оборотов заготовки и угол воздействия резцов, учитывая параметры производительности станка.

Чтобы осуществить внутреннее нарезание вручную, необходимо создать отверстие в детали при помощи сверления.

Нарезка производится посредством метчиков – стержней с режущими кромками. Метчики подбираются, исходя из диаметра и шага, и закрепляются в тисках. Изначально используется черновой метчик для придания приблизительных размеров. После применяется чистовой метчик, посредством которого изделию придаются точные формы, в соответствии с заданными параметрами. Внутренняя резьба выполнена правильно только в том случае, если болты ввёртываются в трубу легко и плотно.

Наружное нарезание также может осуществляться вручную при помощи плашки. Этот инструмент закрепляется винтами на плашкодержателе, к нему прикрепляется стержень. Плашка должна находиться под углом 90° относительно оси нарезаемой детали. Далее мастер производит несколько переменных оборотов плашки до тех пор, пока не будет достигнута точная длина заготовки. Правильность выполнения наружного нарезания проверяется калибрами или гайками.

Маркировка и классы точности

В соответствии с ГОСТом 6111-52, дюймовая коническая резьба делится на 3 класса точности, обозначаемые цифрами от 1 до 3. После цифровых значений ставится буква, обозначающая тип нарезания (A – внешняя, B – внутренняя). К 1 классу относятся резьбы с низкой степенью точности нарезания. Представителями 2 категории являются резьбы средней степени точности. К 3 классу относятся варианты высокой точности, выполняемые по строгим нормативам.

Для определения качества изделия необходимо изучить его номенклатуру с обозначениями. Вид нарезки обозначается отдельной буквой. Например, символ R обозначает дюймовую конусную резьбу. После него следует значение диаметра, выраженное либо целым числом, либо дробью. Символы L (Left) и R (Right) указывают направление витков. В конце маркировки пишется длина свинчивания. В некоторых обозначениях дополнительно пишется класс.

Для правильной маркировки изделия нужно изучить его качества. Для измерений идеально подходят калибры, определяющие множество характеристик дюймовой резьбы. Но в большинстве случаев эти цифры являются табличными величинами. В редких случаях люди прибегают к использованию линеек. Стоит учитывать единицу измерения резьбы, чтобы правильно определить обозначение.

Таблица размеров

Табличный регламент ГОСТ 6111-52 устанавливает размер и другие характеристики нарезки. В следующей таблице представлены значения этого ГОСТа для дюймовой конической резьбы с углом профиля 60°:

Размер резьбы, дюйм	Внешний диаметр, мм.	Средний диаметр, мм.	Внутренний диаметр, мм.	Число ниток на 1 дюйм	Шаг, мм.	Высота профиля, мм.
3/16	4,67	4,14	3,11	24	1,25	0,78
1/4	6,24	5,43	4,84	20	1,33	0,92
5/16	8,72	7,58	6,27	18	1,58	1,01
3/8	9,81	8,93	7,51	16	1,64	1,23
7/16	11,53	10,21	8,84	14	1,95	1,34
1/2	12,36	11,16	10,49	12	2,24	1,46
9/16	14,45	13,57	11,636	11	2,24	1,46
5/8	15,54	14,72	13,31	10	2,43	1,53
3/4	19,26	17,43	15,83	9	2,61	1,75

Несмотря на то, что сейчас дюймовая конусная резьба не пользуется широкой популярностью среди рядовых производителей, она применяется в производстве комплектующих для разнообразной электротехники.

Этот вид имеет множество преимуществ, по сравнению с метрической резьбой. Он располагает прочностью и лёгкостью конструкции. И в будущем его потенциал будет раскрыт во многих отраслях, особенно в сфере по изготовлению пластиковых и металлических соединительных механизмов.

Характеристики и особенности конической резьбы

Коническая резьба выполняет одновременно крепёжную и уплотнительную функции. Поэтому её используют в трубопроводах с повышенным давлением транспортируемой среды. Применяется в воздухо-, масло-, топливопроводах, а также других системах, где требуется повышенная герметичность соединений, надёжность.

Коническая резьба (Фото: Instagram / meh_obrabotka)

Описание

Трубная коническая резьба имеет аналогичный профиль с цилиндрической, но отличается уменьшением диаметра от начала нарезки до торца детали. Конусность выполняется в пропорции 1:16.

• дюймовая коническая (профильный угол 60 0 );
• метрическая коническая (угол профиля 55 0 );
• трубная коническая (угол аналогичный метрической).

Создание дюймовых коническо-цилиндрических соединений невозможно. Поэтому дюймовые востребованы только для решения специфических задач.

При накручивании гайки уплотнение достигается за счёт плотного прилегания нарезанных канавок по причине увеличения диаметра от конца к середине детали. Поэтому её применяют в трубопроводах высокого давления.

Характеристики

• размеры — от 1/16’ до 6’;
• количество витков на дюйм — от 11 до 28 в зависимости от диаметра;
• шаг — от 0,8 до 2,309 мм;
• наружный диаметр составляет 9,729–33,250 мм, а внутренний — 8,567–30,292 мм;
• шаг нарезки определяется по справочным данным в зависимости от диаметра;
• угол наклона сторон конуса относительно осевой линии детали должен иметь отношение 1:16;
• сварочные аппараты применяются для фланцев только при диаметре более дюйма;
• необходимо соблюдение отношения общей длины и расстояния нарезки.

Требования ГОСТ

Основные требования ГОСТ 6111-52:

• отклонение оси базовой плоскости к номинальному диаметру по величине не должно превышать резьбовой шаг;
• положение базовой плоскости задаётся расстоянием от торца заготовки;
• диаметры конической резьбы располагаются в единой основной плоскости, определяются расчётным сечением;
• длина наружной резьбы l₂ определяется на основе проверки среднего диаметра соответствующим кольцевым калибром, а внешней — пробкой;
• при навинчивании труб и муфт номинальных размеров плоскость резьбы должна совпадать с торцевой частью муфты;
• количество витков на большом диаметре конуса не должно быть менее двух;
• длина от базовой плоскости до торцевой части трубки может быть уменьшена, но при этом соответствовать другим требованиям стандарта;
• образующие конуса с осевой линией должны составлять угол 1 0 47’24”.

Коническая резьба по ГОСТу (Фото: Instagram / metall_detal)

Требования ГОСТ 6211-81

Величины среднего d₂ и внутреннего d₁ диаметров должны быть вычислены по формулам:

где d — наружный диаметр;

• длина внутренней резьбы должна составлять 0,8(l₁-Δ₁l₂), где Δ₁l₂ — величины, указанные в Таблице 2, ГОСТ 6211-81;
• расстояние ввинчивания наружной на внутреннюю резьбу должно составлять l₁+Δ₁l₂;
• смещение базовой плоскости величина суммарная, определяется шагом, углом наклона профиля, углом конуса, средним диаметром;
• допуски по среднему диаметру указаны в Таблице 3, ГОСТ 6211-81.

Обозначение на чертежах

Обозначение трубной конической резьбы:

• R — внешняя коническая;
• R_C — конические пазы внутреннего типа;
• R_P — внутренняя коническая с цилиндрическим профилем;
• LH — левая;
• RH — правая;
• MK — конусная метрическая;
• M — метрическая;
• K — дюймовая коническая;
• укор. — укороченный профиль;
• пов. точ. — повышенная точность нарезки.

На чертеже обозначение выносят при помощи выноски на полке, стрелка указывает на основную линию. Длины нарезки не указываются, поскольку является стандартной. Коническая резьба указывается в виде дробной величины: числителем выступает маркировка внутренней нарезки, а знаменателем — наружной.

Основная плоскость резьбы обозначается сплошной тонкой линией.

Оборудование

Для нарезки потребуется подготовить следующий инструмент:

• тиски;
• плашку;
• самооткрывающийся или конический метчик;
• гребёнки;
• круглые резцы;
• станок с конусной линейкой;
• молоток.

Плашки для нарезки резьбы (Фото: Instagram / remsprofitools)

Принципы нарезки

При нарезке нужно учитывать ряд особенностей:

• точность нарезания определяется параметрами отверстий: диаметр, перпендикулярность осевой линии к поверхности заготовки, длина;
• дюймовая нарезается с углом профиля 60 градусов, а метрическая — 55;
• вершины и впадины дюймовой резьбы, в отличие от метрической, имеют больше притуплений и обладают лучшей герметичностью;
• для упрощения процесса требуется сверление отверстия цилиндрическим сверлом, его подбирают по наименьшему диаметру;
• обязательно требуется снятие фаски;
• при работе инструмент нужно смазывать, чтобы не допустить перегрева;
• при нарезке производится 2 оборота вперёд, а потом 1 назад;
• усилие на режущий инструмент можно ослабить после проходки до середины расчётной длины;
• по достижении нужной длины снять плашку можно путём вращения в обратном направлении;
• перед чистовой нарезкой, нужно сделать черновую.

Конические метчики отличаются удлинённой формой заборной части и неполной резьбой, которая дополнительно выполняет калибрующую роль. В верхней части они имеют квадратное сечение, на режущей части сделаны продольные канавки для удаления стружки.

1. Заготовка вертикально закрепляется в тисках.
2. На инструмент наносится смазка.
3. Инструмент прикладывается перпендикулярно осевой линии для резки резьбы, то есть строго в горизонтальной плоскости.
4. Выполняется нарезка нескольких витков.
5. Проверяется правильность работ. В случае перекоса нужно убрать режущий инструмент, обстучать деталь и повторить этапы 3–4.
6. Дальнейшая нарезка проводится при условии правильного расположения первых витков. Проверить можно обычным уровнем.
7. Формируется резьба на необходимую длину.
8. По окончании работ удаляют стружку и очищают инструмент от смазки.

Для нарезки на токарных станках применяют головки с резьбонарезными плашками. Особенностью конструкции инструмента является автоматическое раздвигание плашек в процессе работы. Благодаря этому достигается высокая точность обработки и обеспечивается оптимальная производительность.

В некоторых случаях применяют накатные ролики. Точность нарезки ниже, чем в случае применения головок, а сложность работ выше.

Для настройки токарного станка достаточно выставить низкие обороты вращения шпинделя и связать с ними смещение суппорта. Правило настройки: один оборот шпинделя должен соответствовать перемещению суппорта на расстояние шага резьбы.

На токарно-винторезных станках выполнить настройку просто, поскольку доступно много комбинаций сцепления на коробке передач. При необходимости возможна нарезка резьбовых канавок нестандартных размеров.

Коническая трубная резьба: нормативы ГОСТ и применение

Коническая трубная резьба может быть как внутренней, так и наружной.

Используется для совместного соединения труб, при этом участок трубы с резьбой сужается на конус, такая структура позволяет достигать максимальной прочности соединения труб.

Параметры конической трубной резьбы

Для правильного соединения двух труб проводят нарезку резьбы на каждой из них. Для этого на одной трубе создается наружная резьба, а на другой внутренняя. Угол наклона конуса имеющего резьбу составляет 1°47’24», что соответствует конусности этой резьбы на трубе 1:16. А также этот угол профиля при котором трубная коническая дюймовая резьба на его вершине составляет 55°.

На всех чертежах трубная коническая резьба имеет свои различные буквенные обозначения, например, такие как: R для наружной конической резьбы трубы, Rs — для внутренней конической, а LH — это обозначение используемое для левой резьбы, которая применяется намного реже.

Размеры трубной конической резьбы могут быть двух типов. Раньше были распространены только дюймовые конусные резьбы, но в последнее время все чаще стали использоваться и метрические.

Коническая трубная резьба основана на международных стандартах BSW, которые всегда совместимы со стандартами BSP. Также существует стандарт BSPT, полное уплотнение при его использовании достигается за счет некоторого смятия зубцов резьбы на обоих трубах в момент закручивания.

Существующие в настоящее время отечественные, а также международные стандарты:

• ГОСТ 6211-81, в котором обозначены основные нормы взаимозаменяемости различных видов конической резьбы.
• ISO R7, BS 21, DIN 2999, JIS B 0203

Каждая резьба обладает определенными параметрами которые строго регламентируются нормативами ГОСТа 6211 81:

• резьба трубная коническая имеет выступ резьбы, это возвышающееся «ребро» резьбы
• канавка резьбы, это пространство между выступами. У каждого выступа имеются две боковые стороны, которые сходятся на вершине выступа.
• линия условна проведенная по середине выступов называется профилем резьбы.

Способы нарезки конической трубной резьбы

Для используются специальные инструменты известные как круглые плашки, которые соответствуют требованиям ГОСТа 6228. Плашки различаются по размерам диаметра резьбы, которого они способны нарезать. Плашка представляет собой закаленную гайку с центральным отверстием которое и осуществляет нарезание, а также боковые отверстия, которые позволяют освобождать трубу от образующейся металлической стружки.

На боковых поверхностях плашек расположены отверстия для вкручивания ручек, либо укрепляются клуппы, которые позволяют работать с меньшими усилиями, но с большей продуктивностью. При использовании плашки наружная резьба всегда нарезается за один проход. Использовать этот инструмент возможно как ручным, так и машинным способом который применяется при огромных объемах работ.

Оборудование для нарезки

Существуют также специальные аппараты для нарезки, например, резьбонарезные станки. Эти станки могут нарезать как конусную так и цилиндрическую резьбу на трубах. Резьбонарезные станки имеют мощный двигатель, специальный тормоз для более безопасной работы, прочные подшипники которые увеличивают качество и точность работы, а также долговечность машины. Подобный станок позволяет нарезать обычную резьбу за 16 секунд, такая работоспособность часто требуется при строительстве крупных зданий, во время укладки трубопроводов.

Для нарезания внутренней конической трубной резьбы, используют такой инструмент как метчик. Он представляет собой закаленный винт имеющий на своей поверхности продольные борозды по которым отходит наружу образовавшаяся в процессе нарезки металлическая стружка. Метчик имеет рабочую и хвостовую части. Хвостовая часть вставляется в вороток метчикодержателя являющегося ручкой на который оказывается физическое воздействие для вращения во время нарезания резьбы. Рабочая же часть метчика в свою очередь вставляется в трубу и проворачивается, осуществляя нарезку.

Для нарезания внутренней конической резьбы также существуют станки, в которой метчик вращается с помощью мотора. Такой аппарат используется, например, при прокладке больших участков трубопроводов. В домашних условиях обычно бывает достаточно ручного метчика.

Применение труб с конической резьбой

Коническая трубная резьба широко используется для соединения труб, в тех случаях, когда к ним предъявляются высокие требования к сопротивлению высокому давлению. Форма строго регламентируется требованиями ГОСТа 6211 81.

Применяется для резьбовых соединений водяных, топливных, воздушных и масляных трубопроводов станков и машин. В некоторых случаях возможно использование специальных переходников которые имеют с одной стороны коническую, а с другой цилиндрическую резьбы, таким образом значительно расширяя возможности для монтажа.

Таким образом такой метод является очень важным и распространенным инженерным решением используемым для соединения труб.

Как правильно нарезать резьбу метчиком

Метчик – инструмент, с помощью которого можно быстро и точно нарезать резьбу в подготовленном отверстии. Это стержень, разделенный на рабочую часть и хвостовик. Хвостовик служит для фиксации в воротке или патроне станка. Удаление стружки обеспечивают продольные или винтовые канавки, находящиеся на режущей части. Для изготовления этого инструмента используют углеродистые или быстрорежущие стали. Чтобы качественно нарезать внутреннюю резьбу, необходимо знать, как правильно выбрать метчик и подготовить отверстие.

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 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

Этапы нарезания резьбы машинно-ручным метчиком

Порядок производства работ:

• Первый шаг – разметка в соответствии с чертежами.
• По отметкам производят кернение остро заточенным керном.
• Сверлят со средним нажимом на невысоких оборотах. Дрель должна находиться под прямым углом к поверхности. Перед началом работ сверло смазывают. Если глубина отверстия большая, то смазывание производят не только перед началом, но и во время работы. Глубина глухого отверстия должна быть несколько больше, чем нарезаемая длина. При отсутствии запаса резьба может получиться неполной.
• Повысить качество результата позволяет обработка зенкером, которая уменьшает конусность и обеспечивает параллельность боковых поверхностей.
• Метчик закрепляют в воротке, кончик его смазывают и вставляют в отверстие строго под прямым углом к поверхности. Делают первый оборот, несильно нажимая сверху на вороток. После первого оборота вперед следует сделать половину оборота назад для удаления стружки. Особую осторожность соблюдают при использовании универсального инструмента – он хрупкий и его легко повредить. Проще работать с комплектными моделями.

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.

Резьба на токарном станке. Нарезание резьбы метчиками и плашками Коническая нарезка

Наиболее распространенным в США типом трубной резьбы является стандарт NPT, с которым можно столкнуться при покупке труб и американского производства. Данный стандарт применяется в соединениях, от которых требуется повышенная герметичность при работе в условиях сильного давления циркулирующей по трубопроводу среды.

В статье мы рассмотрим коническую NPT резьбу, изучим ее типоразмеры и параметры, а также подберем взаимозаменяемый отечественный стандарт.

Виды резьбы

Различаются по основным характеристикам:

• системе исчисления диаметра (дюймовая, метрическая, другие);
• количество заходов (двух-, трех- или однозаходная);
• форма профиля (прямоугольный, трапециевидный, треугольный, круглый);
• направление вращения винта (левая или правая);
• размещение на детали (внутренняя или наружная);
• форма детали (конус или цилиндр);
• назначение (ходовая, крепежно-уплотнительная или крепежная).

Согласно перечисленным признакам выделяют следующие виды:

• цилиндрическая (MJ);
• метрическая и коническая (M, MK);
• трубная (G, R);
• Эдисона круглая (E);
• трапецеидальная (Tr);
• круглая для сантехнического крепежа (Kp);
• упорная (S, S45);
• дюймовая, в том числе цилиндрическая и коническая (BSW, UTS, NPT);
• нефтяного сортамента.

Принципы обозначения

Для определения основных качеств следует разобраться с ее обозначением. Обозначение резьбы на чертежах несколько отличается от тех, которые применяются изготовителем при производстве изделий. Таблицы резьб позволяют только по обозначению определить основные характеристики.

К особенностям маркировки можно отнести нижеприведенные моменты:

1. Условное обозначение рассматриваемой резьбы G.
2. Размер диаметра указывается после буквы. Примером обозначения назовем 1 ½.
3. Символ L указывает на то, что витки левосторонние.
4. Следующий символ H указывает на класс точности.
5. Длина свинчивания представлена цифрами в конце маркировки.

На чертеже предусматривает указание класса точности. Символ, обозначающий класс точности, может указываться в технической документации. Создание витков проводится при соблюдении одного из трех классов. Кроме этого, рядом с цифрой может указываться буква «А» и «В»: первая обозначает наружный показатель, вторая внутренний. Первому классу соответствуют самые грубые резьбы, третьему самые качественные.

Инструменты для выполнения внутренней резьбы

Чтобы сделать внутреннюю нарезку, необходим метчик — винтообразный инструмент с острыми канавками. Стержень может иметь форму конуса либо цилиндра. Канавки идут вдоль и разбивают резьбу на участки, именуемые гребенками. Именно края гребенок и являются рабочими поверхностями.

Чтобы канавка получилась чистой, металл снимается постепенно, слоями. Для этого нужен один очень длинный инструмент или набор.

Единичные метчики тоже встречаются в продаже, их чаще используют для исправления сорванной резьбы. Для нарезки новой покупают комплект. Поэтому обычно продаются метчики парами: для черновой и для чистовой работы. Первый прорезает неглубокую канавку, второй зачищает и углубляет ее. Существуют и трехпроходные инструменты. Тонкие, до 3 миллиметров метчики продаются по два, более широкие — по три. Трехпроходные метчики вставляются в воротки. Устройство воротков различно, но размер их должен совпадать с размером резака.

В наборе инструменты различают по рискам, нанесенным на хвостовом конце. Если присмотреться внимательно, можно заметить отличия формы:

• первый метчик с сильно обрезанными верхушками зубьев, внешний диаметр чуть меньше других инструментов в наборе;
• второй метчик с более коротким заборным сегментом, более длинными гребнями. Его диаметр чуть больше, нежели у первого;
• третий метчик обладает полными гребнями зубцов, а его диаметр должен совпадать с размерами будущей резьбы.

Метчики делятся на трубные (отмечаются маркировкой «G») для нарезки резьбы внутри трубы и метрические — более распространенные.

Качество напрямую зависит от свойств метчика: он должен быть из хорошего металла и острым. Чтобы продлить срок использования инструмента и повысить качество резьбы, применяют смазку. Обычно для приобретения устойчивого навыка нарезки требуется сделать 3 — 5 попыток.

Процесс нарезания

Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.

Во время нарезки часть металла не выпадает со стружками, а продавливается по рабочим поверхностям метчика, формируя на заготовке профиль канавки. Учитывая эту особенность, размер сверла, которым делается отверстие под резьбу, подбирают немного меньше, чем номинальный поперечник будущей резьбы.

Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы. Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла. При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.

Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:

здесь: Дм — диаметр метчика.

Тип	Диаметр	Шаг
М1	0,75	0,25
М1,2	0,95	0,25
1,4	1,1	0,3
1,7	1,3	0,36
2,6	1,6	0,4
2,8	1,9	0,4
М3	2,1	0,46
М3	2,5	0,5
М4	3,3	0,7
М5	4,1	0,8
М6	4,9	1
М8	6,7	1,25
М10	8,4	1,5

Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия

Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца. Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие. Выполняется так: 12 оборота по ходу чередуется с 14 оборота против хода винта для разрушения стружки.

Резьба в дюймах	Наружный Д, мм	Диаметр, в мм	Шаг, мм
18″	2,095	0,74	1,058
14″	6,35	4,72	1,27
316″	4,762	3,47	1,058
516″	7,938	6,13	1,411
716″	11,112	8,79	1,814
38″	9,525	7,49	1,588

Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы

Пара капель смазки значительно облегчают работу над глухими резьбовыми отверстиями. Хотя иногда используют в качестве смазки машинное масло, для работы со сталью оптимальна олифа. С алюминиевыми сплавами предпочтительнее использовать керосин, спирт или скипидар. Можно применять и техническое масло, но с меньшим эффектом.

Профиль и размеры конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов

Данная таблица показывает какие могут быть отклонения по уклону и по шагу профиля.

Видео: нарезание трубной конической резьбы.

Что касается дополнительных креплений, то зачастую используют шплинты в качестве соединительных деталей, поскольку трубопроводы могут подвергаться вибрации как постоянной, так и периодической.

Все дело в том, что данный тип соединения имеет свойство раскручиваться, то во избежание этого используются шплинты для таких соединений. Особенно это касается мест прокладывания трубопроводов под магистралями, где имеется постоянное движение автотранспорта, что создает вибрации.

Резьба представляет собой винтовую канавку определенного профиля, прорезанную на цилиндрической или конической поверхностях. На токарных станках ее выполняют посредством двух равномерных движений — вращения заготовки и поступательного перемещения режущего инструмента вдоль ее оси. Применяемые резьбы можно разделить на ряд групп: 1) по расположению — на наружные и внутренние; 2) по назначению — на крепежные и ходовые; 3) по форме исходной поверхности — на цилиндрические и конические; 4) по направлению — на правые и левые; 5) по форме профиля — на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые; 6) по числу заходов — на одно и многозаходные. Крепежные резьбы чаще всего имеют треугольный профиль. Они используются для соединения различных деталей.- Ходовые резьбы служат для преобразования вращательного движения в поступательное. К ним относятся резьбы с трапецеидальным и реже прямоугольным профилем. Конические резьбы обеспечивают высокую герметичность соединения и поэтому применяются в местах, находящихся под повышенным давлением жидкостей и газов. У правых резьб винтовая канавка имеет направление по ходу часовой стрелки (если смотреть с торца детали), у левых — наоборот. Однозаходными называются резьбы, имеющие одну винтовую канавку. В многозаходных резьбах выполнено несколько параллельных винтовых канавок, равномерно расположенных по окружности. Число заходов резьбы можно определить по количеству начал винтовых канавок на торце детали.

Нарезание резьб круглыми плашками

Область применения и инструменты.

Круглые плашки применяются для нарезания наружных резьб треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничиваются механическими свойствами обрабатываемого металла. Так, например, на токарных станках» круглыми плашками нарезают резьбы на стальных деталях с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно прорезают резцом, а затем калибруют плашками. Круглые плашки (рис. 118, а) по внешнему виду напоминают гайку, в которой для создания режущих кромок просверлены стружечные отверстия (от 3 до 8 в зависимости от размера). Рабочая часть плашки для цилиндрических резьб состоит из трех участков: двух крайних — режущих и среднего — калибрующего. Режущие части плашки конические с углом конуса 2ф = 50-60°. Калибрующая часть цилиндрическая, Она придает резьбе окончательные размеры и обеспечивает направление плашке в процессе резания. Геометрическая форма зуба плашки создается передним углом у который выполняют заточкой в пределах 15-20° (для плашек централизованного изготовления). При резании твердых металлов его рекомендуется уменьшать до 10-12°, а для мягких — увеличивать4 до 20-25°. Задний угол а выполняют затылованием только на режущих частях в пределах 6-8°. Для крепления в плашкодержателе или резьбонарезном патроне на наружной поверхности плашки предусмотрены конические углубления и угловой паз. Угловой паз плашки позволяет при необходимости
Разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке (рис. 118, б) и регулировать ее диаметр в пределах 0,1- 0,3 мм. Круглые плашки общего назначения изготавливаются для следующих резьб: метрических с крупным шагом Ml — М68; метрических с мелкими шагами М1Х0,2 — М135Х6; дюймовых 1/4-2″; трубных 1/8-1l/2″. Плашки должны обеспечить нарезание резьб 2-го класса точности. Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность работы плашек состоит в том, что в процессе прорезания винтовой канавки участвует не только режущая, но и калибрующая часть.

Такие плашки изготавливаются для резьб от 1/16″ до 2″. Плашки выполняются из легированной стали 9ХС или быстрорежущих сталей Р9 и Р18. На плашках маркируются обозначение резьбы, класс точности (только 3-й), марка стали (9ХС не указывается), буква Л для левых резьб.

Самодельный метчик для алюминиевых сплавов

Для создания внутренних резьб в латунных или легкосплавных деталях можно использовать самодельный инструмент и свёрла из обычного набора. Подойдет калиброванная стальная проволока. С помощью плашки на ней нарезается внешняя резьба, после чего заготовка закаляется. После закалки необходимо отпустить деталь до цвета спелой соломы. Режущие кромки затачиваются с помощью бруска или точила, предварительно зажав деталь в цанговый патрон.

Видео о том, как нарезается внутренняя резьба:

ОТВЕРСТИЯ ПОД НАРЕЗАНИЕ ТРУБНОЙ КОНИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ