Метчики для нарезания резьбы. виды и таблица размеров

Рабочая часть метчика

Так как метчик – инструмент металлорежущий, он должен изготовляться из высокопрочных материалов. Рабочая часть метчиков ручных выполняется из инструментальных сталей, машинных и машинно-ручных – из быстрорежущих и твердых сплавов повышенной прочности. Твердосплавные метчики менее 8 мм в диаметре изготовляются цельными. Инструмент диаметром 8-12 мм имеет цельную рабочую часть и стальной хвостовик, более 12 мм в диаметре – напайки твердосплавных пластин на стальной корпус. В продаже есть инструмент метчик с механическим креплением рабочей части. Его применение сокращает время на смену инструмента, уменьшает расход материалов и необходимый резерв инструмента на складе. Заборной или режущей называют переднюю конусную часть метчика, которая осуществляет черновое нарезание резьбы. Режущая часть вырезает слои металла по контуру резьбы, выполняя основную работу по удалению стружки и формированию профиля резьбы. Она же определяет её точность. Окончательно профиль формирует калибрующий участок инструмента. Метчики для резьбы обычно имеют такие геометрические параметры режущей части:

• передний угол на режущих кромках (обозн. на рис. γ),
• зданий угол на режущих кромках (далее обозн. α),
• угол заборного конуса (далее обозн. φ),
• угол наклона винтовых канавок (далее обозн. ω),
• осевой угол подточки передней поверхности (далее обозн. λ).

Обозначения:

• dт — диаметр на переднем торце метчика,
• dc — диаметр сверла,
• lзк — длина заборного конуса (подробнее ).

Заборная часть может изготовляться по двум схемам:

• профильной,
• генераторной.

Профильную схему вырезания металла применяют для конических и калибрующих метчиков. Инструмент с генераторной схемой более распространён — это гаечные, машинные и другие виды метчиков. Изготовление и заточка инструмента по генераторной схеме значительно проще, при этом главными режущими являются вершинные кромки переменной ширины, а вспомогательными – боковые кромки зубьев. Профильная схема позволяет повысить точность образуемой резьбы и стойкость инструмента, но изготовление такого инструмента более трудоёмкое.

Калибрующая часть метчика определяет размер и качество резьбы. От нее зависит окончательное формирование профиля, направление и самоподача метчика по резьбе. Калибрующий участок также играет роль запаса на переточку для заточки инструмента по режущему участку. Наибольшему износу подвержен первый виток, следующий после заборной части. Чтобы уменьшить трение и предупредить защемление машинного метчика в отверстии, калибрующий участок оснащают обратным конусом по наружному диаметру, уменьшающимся на 0,04-0,08 мм на 100 длины. Благодаря такому исполнению устраняется налипание стружки на витки резьбы. Для ручного инструмента (метчика) затылование не нужно. При нарезании резьбы метчиком в вязких и труднообрабатываемых материалах обычно зубья через один срезаются в шахматном порядке, что позволяет снизить силу трения на калибрующем участке.

Как вставляются скобы в канцелярский степлер

Машинные и машинно-ручные метчики

Для калибровки и создания резьбы в глухих и сквозных отверстиях разной формы используют инструмент – метчик, машинного или машинно-ручного типа.

— Машинные металлорежущие инструменты применяют для работы на токарных, сверлильных, агрегатных и револьверных станках, чтобы нарезать резьбы всех видов. Они намного быстрее обрабатывают изделия, их можно использовать для конвейерного производства и больших заказов. Оснасткой этого типа можно нарезать резьбу за один подход, если нужна резьба с шагом до трех миллиметров. Резьбу крупного шага изготавливают на несколько проходов метчиком по металлоизделию.

— Машинно-ручными оснастками можно выполнять нарезку резьбы и ручным способом, и с помощью сверлильных устройств (станков). Инструмент выпускается в количестве одной или двух штук. В наборе из двух метчиков один металлорежущий инструмент применяют для черновых работ, а другой – чистовых. Часто комплект машинно-ручных оснасток используют для работы с разными видами материалов: мягкую сталь и чугун обрабатывают одним инструментом, а твердую сталь обрабатывают двумя метчиками. От просто ручных резьборезов машинно-ручные виды отличаются видом хвостовика – там имеется квадрат и кольцевая выточка, благодаря которой оснастка не вываливается из патрона в процессе обработки изделий. Машинно-ручным изделием для работы с металлом можно делать резьбу в автомобильных деталях, нарезать крепёжную резьбу и мелкометрическую, цилиндрическую и коническую. В сквозных проймах и глухих.

Инструментальный материал

Ручные метчики при работе нагреваются незначительно, поэтому их изготавливают из высокоуглеродистых инструментальных сталей У10А, У12А. Для машинных метчиков, работающих на повышенных скоростях, применяют быстрорежущие стали Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8. Самый лучший быстрорез — Р18. Наконец, высокопроизводительные станки оснащают твердосплавным инструментом. Небольшие метчики изготавливают полностью из твёрдого сплава, средние выполняют напайными, а крупные обычно имеют сборную конструкцию.

Граверы электрические. Какой выбрать?

Пневмозаклёпочник. Быстро и надёжно!

Как провести нарезку резьбы на токарном станке?

При массовом производстве метизов используется накатка нити на автоматах. Изготовление единичных деталей выполняют нарезкой резьбы на токарных станках. Шаг выдерживается специально установленным ходовым винтом. Настройка выполняется по таблицам.

Резьбы диаметров до 40 мм выполняются метчиками и плашками, независимо от типа рельефа выступа.

На больших деталях, весом от 500 кг, с диаметром, превышающим длину детали, нарезка может производиться на токарно-карусельных станках, имеющих в своей конструкции гитару.

Методы получения резьб

Резьбы на токарном танке нарезают разными способами в зависимости от типа соединения и размера детали:

• накаткой роликом;
• с применением плашек и метчиков;
• резцами.

При накатывании профильный твердый ролик выдавливает в теле метиза канавку, приподнимая металл выступа. Способ отличается высокой производительностью. Сама нить прочная за счет образующегося на поверхности наклепа.

Таким способом можно изготавливать метизы из низкоуглеродистых пластичных сталей на автоматических линиях. Для накатки при изготовлении малых партий деталей, профильный ролик может устанавливаться на токарный станок.

Диаметр ограничен 24–30 мм.

Нарезание резьбы на токарных станках осуществляется специальным инструментом: метчиками и плашками. Метод высокопроизводительный. Не зависимо от типа резьбы и количества заходов, она изготавливается за один проход. Повышение прочности и точности достигается использованием на диаметрах более 14 мм пары инструментов: чернового и чистового.

Резцом выполняются резьбы любого профиля. Диаметр и вес детали ограничивается техническими характеристиками станка.

Для точения конических резьб на конусе резьбового соединения применяется специальный инструмент и резец. Станок должен иметь все узлы, необходимые для настройки нарезки конических резьб.

По таблицам, расположенным на передней бабке или верхней панели коробки передач, выставляется шаг резьбы. Деталь стачивается на конус по наружному размеру резьбы. Угол заточки 120⁰. Глубина резания регулируется салазками. После касания резца выставляется по лимбу.

Коническая резьба измеряется и обозначается в дюймах. Шаг определяется количеством нитей в 1⁰ параллельно оси трубы. Работать необходимо по таблицам. Проверять резьбы шаблонами и калибрами. Прямое измерение дает большие погрешности.

В отдельных конически соединениях применяется нарезка метрической резьбы по конусу. Ход резца параллельно обрабатываемой поверхности выставляется поворотом салазок.

Классификация резьб

Деление резьб по типу поверхности:

• конические;
• цилиндрические.

По направлению витка:

Без указания направленности, нарезается нить с левым направлением. Она считается стандартной. Инструмент применяется одинаковый. Изменяется на обратное вращение, и режущая кромка переворачивается на 180⁰ — суппорт подводится с противоположной стороны.

Профиль зуба в разрезе имеет разные формы. Используемые виды резьб, изготавливаемых на токарных станках:

• метрические;
• метрические-конические;
• трубные цилиндрические;
• трубные конические;
• дюймовые;
• трапецеидальные;
• упорные;
• круглые.

Для использования метчиков и плашек, деталь крепится в патроне. Резьбовой режущий инструмент поджимается центром задней бабки. При нарезке резцом, длинная деталь поджимается задней бабкой, короткая грибом. Инструмент устанавливается на суппорте и выставляется в оси детали.

Инструмент для нарезания резьб

Производительность работы увеличивается за счет применения резьбонарезных головок. Они имеют 4 сегмента с резцами. Нарезав до конца, устройство раскрывается, освобождая деталь. Инструмент не надо скручивать. Резьба нарезается быстро, как метчиком. Могут обрабатываться диаметры до 100 мм.

Резьбонарезные головки имеют сложную конструкцию и применяются при массовом производстве деталей.

Заточка резца производится по плоскому шаблону, независимо от типа резьбы. Угол должен точно соответствовать впадине, повторяя ее контуры. После нарезки вершины ниток следует зачистить и слегка притупить.

В трапецеидальных профилях углы вершин и впадин закругляются до R 0,3–0,5 мм. В противном случае резьба будет плохо закручиваться и упираться вершинами. С зачищенными верхушками при закручивании резьбы скользят по боковой поверхности, создавая прочное соединение.

Величина максимальной нагрузки и герметичность соединения увеличивается.

Наибольшую производительность при обработке отверстий дает метчик для нарезки внутренних резьб. Выставленные в оси детали, он прорезает все витки, не зависимо от количества заходов.

Виды и назначение метчиков в зависимости от конструкции.

1. С винтовыми стружечными канавками.

Такой метчик хорошо себя зарекомендовал при работе с использованием СОЖ (смазочно охлаждающей жидкостью). Видите какие у него изогнутые канавки? Когда инструмент погружается в тело детали, охлаждающие жидкости перестают попадать в зону резания, что негативно влияет как на стойкость метчика, так и на качество резьбы. А когда канавки имею характерный изгиб, то выход стружки и попадание СОЖ в зону резания увеличивается многократно.

Современные метчики все изготавливаются в таком исполнении. Ведь данная конструкция является оптимальной для процесса резьбонарезания в металле.

Небольшое видео про метчик фирмы Walter с винтовыми канавками:

2. Метчик с шахматным расположением зубьев.

Да, Крамник Владимир Борисович очень бы удивился. Ведь он один из лучших шахматистов в мире, а про такой вид шахмат наверное не слыхал . Ладно шучу. В таком инструменте не все зубья расположены как клетки на доске (через одну). Заборная часть этого метчика имеет классический вид, а вот калибрующие зубья располагаются через один.

К примеру вы видите, что у метчика расположенного на рисунке имеется 4 стороны (пера) и на каждом имеются зубцы. Вот калибрующие зубья на каждом из низ сдвинуты относительно друг друга. Объяснить на пальцах сложно так, что посмотрим на этот рисунок.

Такой  метчик отличается от обычного  более «крутым» заборным сектором витков. Это позволяет резать резьбу как обычному слесарю вручную так и на станках сверлильной или токарной группы. В отличии от обычного своего собрата машинно-ручной метчик выдерживает приличные нагрузки и силы резания.

4.   Метчик-протяжка.

С такой  протяжкой для резьбы нужно обращаться весьма осторожно. Как показано на рисунке, для получения резьбового отверстия такой метчик необходимо закрепить на резцедержателе токарного станка

Для этого есть специальные приспособления по этому выдумывать ничего не надо. Хотя из практики скажу, что видал СТОЛЬКО различных самоделок… Вам советую использовать только официальную оснастку для выполнения различных операций механической обработки.

Немного отвлеклись. На рисунке выше изображена схема нарезания резьбы метчиком протяжкой

1.  Метчик-протяжка.
2. Захват для хвостовика.
3. Резцедержатель.
4. Обрабатываемая деталь.

Процесс простой — метчик тяните на рабочей подаче, шпиндель вращается как показано на рисунке, в отверстии получается резьба. Качество получаемых поверхностей при таком методе резания не совсем хорошая. Применяется данный метчик весьма редко (во всяком случае на нашем предприятии). Посмотрите как он выглядит в живую на этом видео

4. Метчики для резьбы Ø до 2,5 мм.

Из-за таких размеров он похож на спички из коробка. Имеют угол заточки заборной части 75 градусов. Достаточно широко применяются в машиностроении и не только. Это обусловлено тем, что диаметр отверстия до 2,5 мм не позволит нарезать резьбу ничем другим.  Лучше выбирать импортного производства например Guhring.

5. Комбинированное сверло-метчик.

Тут картинки вы не увидите, потому, что она в самом верху данной статьи. Сверло метчик это свежее дыхание прогресса и  новый взгляд на механическую обработку резьб. Когда сверло благополучно проходит слой металлического листа, обороты шпинделя уменьшаются и в дело вступает резьбовая часть  этого гибрида.Как видите метчик это не только нарезка резьбы но и сверление. Да что я все рассказываю лучше один раз посмотреть, чем сто раз услышать. Смотрим видео

Вот мы и рассмотрели основные виды метчиков. Думаю в ваших головах уже просветляется ответ на вопрос — Что это такая за «елочка»? Ну а мы следуем дальше.

Виды метчиков по конструкции

По собственному конструктивному исполнению приспособления также делятся на разнообразные виды. Так, в зависимости от этого параметра, отличают такие инструменты:

• со стружечными канавами укороченной длины, какие именуют бесканавочными (система подобных метчиков специально изобретена для того, чтобы порезать в деталях из низкоуглеродистых вязких сталей, алюминиевых сплавов, а также прочных легированных сталей);
• с канавками, размещёнными по винтовой линии (устанавливают подобные приборы на обрабатывающие центры и применяют для нарезки глухой резьбы);
• с режущими зубьями, сделанными в шахматном порядке (за счёт того, что разрезающие зубья в калибровочной части подобного прибора срезаны через один, удаётся достичь снижения силы трения при обработке);
• ступенчатого вида с рабочей частью, разделённой на 2 места, каждый из которых осуществляет собственную функцию (к примеру, имеются ступенчатые метчики, где первый участок функционирует по генераторной схеме, а 2-ой — согласно профильной; у ступенчатых приборов других видов первый участок осуществляет режущую функцию, а 2-ой — разглаживающую);
• комбинированные (это по сути, 2 в 1: их режущая доля, сделанная в одной конструкции, начинается со сверла, а завершается метчиком);
• метчики-протяжки, применяемые в отверстии любого диаметра (с их поддержкой резьба нарезается на токарном станке, в патроне которого крепится обрабатываемая часть, а в резцедержателе — хвостовик применяемого прибора. Перемещение метчика в период нарезания резьбы поддерживается механической подачей суппорта, а вращение возделываемой детали — вращением шпинделя);
• с внутренней полостью, в результате которой, происходит охлаждение прибора в процессе обработки (применение подобных метчиков, определённых в специальном либо многооперационном оснащении, даёт возможность существенно увеличить эффективность нарезки резьбы);
• колокольные (подобные устройства применяются для значительного диаметра (50−400 миллиметров) и имеют сборную систему, состоящую из единичных разрезающих компонентов).

Конструктивно все приведённые выше приспособления настолько различаются между собой, что отличить их друг от друга возможно даже по фото.

4 Правила нарезания внутренней резьбы метчиком

При ручной нарезке резьбы инструмент вставляют в отверстие вертикально (без перекоса). Вороток вращают в нужном направлении (для правой резьбы по часовой стрелке) не все время, а периодически делают 1–2 оборота в обратную сторону.

При таком вращательно-возвратном движении метчика срезаемая стружка ломается, становится короткой (дробленой) и легче удаляется из рабочей зоны, а процесс формирования резьбы значительно облегчается. По окончании нарезания инструмент вывертывают вращением воротка в противоположную сторону, затем его прогоняют по готовой резьбе насквозь или до упора для глухих отверстий. Необходимо также придерживаться следующих правил:

При формировании резьб в вязких и мягких металлах (алюминий, медь, баббиты и другие), а также в глубоких отверстиях инструмент следует периодически выкручивать из отверстия для очистки канавок от стружки.
При использовании комплекта метчиков необходимо применение всех инструментов набора. Нарезание сразу чистовым метчиком или средним, а затем чистовым без прохода черновым не ускоряет, а только замедляет и затрудняет процесс нарезания. Кроме того, резьба при этом получается некачественной, а инструмент может сломаться. Чистовой и средний метчики вкручивают в отверстие вручную (без воротка) до тех пор, пока инструмент не пойдет по резьбе правильно, и только после этого устанавливают вороток и продолжают работу.

В процессе нарезания требуется тщательно следить за правильностью врезки инструмента, чтобы не было его перекоса. Для этого необходимо через каждые вновь нарезанные 2–3 нитки стружки проверять положение метчика относительно верхней плоскости детали с помощью угольника

Особенно осторожно следует работать с глухими и мелкими отверстиями.

Виды метчиков

По назначению

Слесарные (ручные) метчики используют для изготовления резьбы с помощью воротка. С целью уменьшения усилия, изготавливаются комплектом, в составе которого 2–3 инструмента, каждый из которых снимает лишь часть припуска на обработку. Первый метчик является черновым, последний — чистовым. Чтобы различить их между собой, на хвостовик наносят маркировку в виде чёрточек (одна, две, три черты). Слесарные метчики в основном используют для нарезания резьбы в корпусных деталях.

Машинные (машинно-ручные). Применяются для механизированного нарезания резьбы на станках: сверлильных, токарных, агрегатных, типа обрабатывающий центр. Конструктивно не отличаются от слесарных, разве что имеют укороченную заборную часть и более высокую стойкость. Основное назначение — нарезание резьбы в деталях.

Гаечные. Как видно из названия, используются для нарезания гаек. Состоят всегда из одного метчика с удлинённым заборным конусом. При работе метчик из гайки не вывинчивают, а готовые гайки нанизывают на удлинённый хвостовик, который имеет 2 исполнения: прямолинейный и радиусный (изогнутый). Первое используют на сверлильных и токарных станках. После заполнения накопительной части хвостовика инструмент вынимают из быстрозажимного патрона и стряхивают готовые гайки. Кривой метчик применяют на резьбонарезных автоматах. В этом случае гайки под напором друг друга перемещаются до конца инструмента, где падают в тару.

Конструктивные исполнения

Метчики с короткими канавками (бесканавочные). Используются для нарезания резьбы в алюминиевых сплавах, вязких низкоуглеродистых или высокопрочных легированных сталях.

С винтовыми канавками. Используют на обрабатывающих центрах, при нарезании глухих резьб.

С шахматным расположением зубьев. Последние на калибрующей части срезаны через один, тем самым уменьшается сила трения, что актуально для вязких материалов.

Ступенчатые. Режущая часть инструмента разделена на два участка, каждый из которых работает по своей схеме формообразования. Например, 1-й участок режет по генераторной схеме, 2-й — по профильной. Или, 1-й работает как режущий инструмент, 2-й — как выглаживающий.

Комбинированные. 1-я ступень представляет собой сверло, 2-я метчик. Как говорится — два в одном.

Метчик-протяжка. С его помощью нарезают резьбу любого диаметра и шага в деталях со сквозным отверстием на токарном станке. Деталь надевают на хвостовик инструмента, после чего зажимают её в патрон станка, а хвостовик закрепляют в резцедержателе. Устанавливают автоматическую подачу, равную шагу нарезки и включают соответствующее вращение шпинделя. После того как протяжка выйдет из обрабатываемой детали, резьба готова.

С внутренним подводом СОЖ. Применяют на специализированных или многооперационных станках для повышения производительности.

Колокольного типа. Используют при нарезании сквозной резьбы большого диаметра (50–400 мм). Инструмент выполняется составным, состоящим из отдельных режущих секторов. Внутрь подводится СОЖ, количество перьев достигает 16, а просторные канавки вмещают большой объем стружки.

По виду нарезаемой резьбы

Метрические, обозначаются буквой М. Размеры, в том числе и шаг резьбы, измеряются в миллиметрах. Ниже приведена таблица параметров метчиков с основным (крупным) шагом. Для каждого типоразмера ГОСТ 8724–2002 устанавливает несколько дополнительных (мелких) шагов. Три миллиметра — максимальный, который под силу нарезать с помощью воротка.

Обозначение Размеры, мм Основной шаг Сверление под резьбу

Дюймовые конические. Диаметр выражается в английских единицах длины — дюймах (25,4 мм), а вместо шага записывается обратная величина — количество витков на 1”, или на техническом лексиконе — количество ниток. Чем больше ниток, тем меньше шаг резьбы. Средняя поверхность резьбы имеет уклон, составляющий 1° 47′ 24», поэтому метчик в конце нарезания доходит до упора, что следует иметь в виду, чтобы не сломать его.

Трубные цилиндрические. Разновидность дюймовых резьб, ограниченная ассортиментом стандартных металлических труб. Шаг также выражается в нитках на 1 дюйм.

Трубные конические. То же, что и цилиндрические, но с уклоном. Диаметр сверления под резьбу на несколько десяток меньше. Резьба нарезается до упора.

Нарезание резьбы резцами

На токарно-винторезных станках наиболее широко применяют метод нарезания наружной и внутренней резьб резцами (рис. 4.45). Резьбонарезные резцы бывают стержневые, призматические и круглые; их геометрические параметры не отличаются от геометрических параметров фасонных резцов.Резьбы треугольного профиля нарезают резцами с углом в плане при вершине ε= 60° ± 10′ для метрической резьбы и ε= 55° ± 10′ для дюймовой резьбы. Учитывая погрешности перемещения суппорта, которые могут привести к увеличению угла резьбы, иногда применяют резцы с углом ε = 59°30′. Вершина резца может быть скругленной или с фаской (в соответствии с формой впадины нарезаемой резьбы).

Резьбонарезные резцы оснащают пластинами из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Предварительно деталь обтачивают таким образом, чтобы ее наружный диаметр был меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Для метрической резьбы диаметром до 30 мм эта разница ориентировочно составляет 0,14… 0,28 мм, диаметром до 48 мм — 0,17…0,34 мм, диаметром до 80 мм — 0,2…0,4 мм. Уменьшение диаметра заготовки обусловлено тем, что при нарезании резьбы материал заготовки деформируется и в результате этого наружный диаметр резьбы увеличивается.

Нарезание резьбы в отверстии производят или сразу после сверления (если к точности резьбы не предъявляют высоких требований), или после его растачивания (для точных резьб). Диаметр отверстия (мм) под резьбу

d = d-P,

где d — наружный диаметр резьбы, мм; Р — шаг резьбы, мм.

Диаметр отверстия под резьбу должен быть несколько больше внутреннего диаметра резьбы, так как в процессе нарезания резьбы металл деформируется и в результате этого диаметр отверстия уменьшается. Поэтому результат, полученный по приведенной выше формуле, увеличивают на 0,2…0,4 мм при нарезании резьбы в вязких материалах (стали, латуни и др.) и на 0,1…0,02 мм при нарезании резьбы в хрупких материалах (чугуне, бронзе и др.).

В зависимости от требований чертежа резьба может заканчиваться канавкой для выхода резца. Внутренний диаметр канавки должен быть на 0,1 …0,3 мм меньше внутреннего диаметра резьбы, а ширина канавки (мм)

b=(2…3)P.

В процессе нарезания болтов, шпилек и некоторых других деталей при отводе резца, как правило, образуется сбег резьбы.

Для более удобного и точного нарезания резьбы на торце обрабатываемой детали выполняют уступ длиной 2…3 мм, диаметр которого равен внутреннему диаметру резьбы. По этому уступу определяют последний проход резца, после окончания нарезания резьбы уступ срезают.

Точность резьбы во многом зависит от правильной установки резца относительно линии центров. Для того чтобы установить резец по биссектрисе угла профиля резьбы перпендикулярно к оси обрабатываемой детали, используют шаблон, который устанавливают на ранее обработанной поверхности детали вдоль линии центров станка. Профиль резца совмещают с профилем шаблона и проверяют правильность установки резца по просвету. Резьбонарезные резцы следует устанавливать строго по линии центров станка.

На токарно-винторезных станках резьбу нарезают резцами за несколько проходов. После каждого прохода резец отводят в исходное положение. По нониусу ходового винта поперечного движения подачи суппорта устанавливают требуемую глубину резания и повторяют проход. При нарезании резьбы с шагом до 2 мм подача составляет 0,05…0,2 мм на один проход. Если резьбу нарезать одновременно двумя режущими кромками, то образующаяся при этом стружка спутывается и ухудшает качество поверхности резьбы. Поэтому перед рабочим проходом резец следует смещать на 0,1…0,15 мм поочередно вправо или влево, используя перемещение верхнего суппорта, в результате чего обработка ведется только одной режущей кромкой. Число черновых проходов — 3…6, а чистовых — 3.