Как нарезать резьбу на трубе

Как нарезать резьбу на трубе

Резьбовые соединения применяются при изготовлении самых различных изделий. Это связано с тем, что ее можно нарезать самостоятельно при использовании недорогого оборудования. Перед тем как наносить на поверхность изделия витки, следует рассмотреть основные моменты, касающиеся определенными параметрами. Качественная резьба характеризуется герметичным соединением и высокой надежностью. Рассмотрим подробнее процесс нарезания витков на трубах.

Что собой представляет дюймовая резьба

Соединения резьбовые характеризуются следующими факторами: по виду посадки: скользящая, зазорная, переходная, с натягом. По использованию дополняющих деталей: обычные прямые соединения и в сочетание с элементами: шариком, втулкой, спиралью. Без стопора или с ним.

1. форма цилиндрическая, либо коническая,
2. метод нарезания – наружное исполнение и внутреннее нарезание,
3. вид направления линии винта – влево и направо,
4. заходы – многозаходные и однозаходные,
5. профилирующий параметр: метрическая, цилиндрическая, трапециевая, коническая трубная, коническая дюймовая, круглая, прямоугольная, упорная,
6. размерность – метрическая резьба, либо дюймовая трубная,
7. назначение – для крепежа, ходовые нарезки, регулирующие,
8. вид обработки: нарезание детали резцом, плашкой, метчиком.

В модульной нарезке шаг определяется модулями. Для перевода в мм. «M» умножают на pi число.

Питчевая резьба замеряется питчами (для определения число дюймов pi значение делят на питч).

Параметры

Гост на дюймовую резьбу 6257 – 81 главными точными параметрами определяет размеры шага прохода и диаметра. При этом измерение наружного трубного диаметра равно расстоянию между каждой верхней точки противостоящих гребней. Диаметр внутреннего просвета замеряют от одной точки внизу впадины канавки до другой противоположной. Резьбовой шаг постоянной величины, он измеряется расстояниями между соседствующими гребнями, либо впадинами.

Отличия между метрической и дюймовой резьбой:

• размеры метрической – в мм, дюймовой – в значениях дюймах, либо их дробных долях,
• дюймовая резьба характеризуется более острыми углами наклона гребней и впадин,
• нити отличаются закругленной формой.

Верхний размер угла = 55 град, шаг резьбы замеряют количеством нитей.

В быту используются такие виды изделий:

с параметром в 1 дюйм — 14 нитей, шаговая длина 1, 814 мм, величина диаметра ¾, либо ½,

11 нитей в 1 дюйме – с размером шага 2, 309, и диаметром 1; 1 и ½; 1 и ¼.

Соотношение дюймовой и метрической резьбы:

Классификация

Существует огромное множество типов резьбы. Они отличаются по форме профиля, расположению, направлению заходов, величиной шага и многим другим параметрам.

По форме профиля резьбы бывают

• Трапециевидные.
• Прямоугольные.
• Круглые.
• Упорные.
• Треугольные: метрические; дюймовые; трубные.

По направлению заходов

• Левая.
• Правая.

По расположению

• Наружная (как у болта).
• Внутренняя (как у гайки).

По поверхности, на которой выполнена резьба

• Цилиндрическая.
• Коническая.
• По эксплуатационному назначению.
• Крепёжные.
• Крепёжно-уплотнительные.
• Ходовые.
• Специальные.

Видео описание

В этом видео показано, как сделать дюймовую нарезку плашкой и клуппом:

• Коническая (R) – обозначается как BSPT и тоже имеет британские корни. Она имеет аналогичный с цилиндрической резьбой шаг и угол профиля. Ее используют для нарезки насечек на детали с конусовидной формой. В некоторых случаях допускается соединение между собой деталей с R и G насечкой. За счет создания дополнительного напряжения на витках в процессе соединения, коническая насечка дает дополнительную надежность стыковочных узлов.
• Круглая (Кр) – это очень редкий вид соединения труб, который используется в местах, где нужно часто собирать и разбирать стык. Даже после частого демонтажа такое крепление не теряет свою форму, надежность и герметичность. Недостаток такой резьбы в том, что ее нельзя соединить с другими видами насечек. Круглая разновидность имеет профиль в виде дуги окружности с углом в 30°.

Существует американский стандарт для конических и цилиндрических деталей, который маркируется как NPSM или NPTF. Он имеет угол не 55°, а 60° аналогично с метрической. Такая резьба имеет свой размер витка и высоту профиля, но почти нигде не встречается, так как на рынке она вытесняется британским стандартом.

Классификация трубной резьбы

Термин «трубная» имеет привилегированное положение в сфере сантехнической деятельности. Классифицируется этот термин с оглядкой на группу стандартов, определяющих критерии соединений различных элементов сантехнических конструкций.

К примеру, размер трубной резьбы обозначается числовым значением, указывающим стандарт проходного диаметра трубы, но не физический диаметр нарезки.

На практике применяются трубные резьбы:

• цилиндрическая (G/BSPP),
• коническая (R/BSPT),
• круглая под запорную сантехническую арматуру (Кр),
• дюймовая цилиндрическая (американский стандарт NPSM),
• дюймовая конусная (американский стандарт NPT).

Слесарю, основным рабочим участком которого является бытовое хозяйство, рекомендуется взять за основу условное разделение трубной резьбы на два основных вида:

• цилиндрическая (G),
• коническая (R).

Именно с этими двумя видами приходится чаще всего сталкиваться домашнему слесарю, обслуживающему бытовое сантехническое оборудование, выполняющего прокладку труб водоснабжения или отопления.

Нарезка трубы производится в следующих случаях:

Правила нарезки

Качество профиля зависит от множества факторов:

• Погрешности заготовки. Занижение или завышение диаметра стержня и отверстия соответственно причина неполной высоты витков. Разновысотность по длине – следствие конусности исходной поверхности.
• Рваная поверхность получается при затупившемся инструменте, высокой скорости, неверно выбранной смазке.
• Усадка гайки по среднему диаметру характерна при аналогичном износе метчика.
• Растяжка витков происходит от подтормаживания самовыдвижной оправки.
• Разбивка гайки по среднему диаметру возможна от большого переднего угла, способствующего отжиму перьев метчика.

Во избежание указанного необходимо:

• Грамотно выбрать оснастку и методику нарезания.
• Подготовить заготовку согласно технологической документации или указаний справочных таблиц.
• Правильно подобрать режимы резания и СОЖ.
• Настроить станок на обработку, при необходимости рассчитать и собрать гитару.
• Заточку, установку резца контролировать по шаблону.
• Проверить первые готовые детали, произвести поднастройку, периодически повторять контроль в дальнейшем.
• Следить за исправностью приспособлений, своевременно подтачивать инструменты.
  Контроль качества резьбы
  Обеспечение требуемых служебных характеристик соединения определяется соответствием действительных значений: наружного, внутреннего, среднего диаметров, половины угла профиля, шага. Проверки выполняются:
• Калибрами. Контролируют диаметры резьбы в серийном производстве.

• Шагомерами (резьбовыми шаблонами), микрометрами со сменными вставками. Первыми проверяют на просвет P и α/2, вторые комплектуются набором сменных вставок под разные номиналы, предназначены для замера среднего диаметра болтов. Применяются в мелкосерийных цехах, измерения не точные.

• Точное измерение среднего диаметра винта выполняют, используя три проволочки, микрометр или оптиметр. Погрешность последнего до 2 мкм.

• Особо ответственные детали проверяют с помощью инструментальных микроскопов, позволяющих надежно определять диаметры, шаг, углы.

Технология использования метчиков и плашек

При помощи метчиков, представляющих собой винт с несколькими продольными канавками, которые формируют режущие кромки и способствуют отводу стружки, на токарном станке нарезают преимущественно метрические резьбы в отверстиях небольшого диаметра. Если для нарезания резьбы используются машинные метчики, то операция выполняется за один проход.

Машинные метчики отличаются от обычных тем, что они состоят из двух частей – заборной и калибровочной. Если для нарезания резьбы с помощью токарного станка используются обыкновенные метчики, то технология выполнения этого процесса предполагает применение набора инструментов. Набор для нарезания внутренней резьбы включает в себя три типа метчиков: черновой, который выполняет 60% работы, получистовой (30%), чистовой (10%). Иногда в таком наборе может быть два инструмента: черновой, выполняющий 75% работы, и чистовой, на который приходится 25% работы. Чтобы отличить черновой метчик от чистового, достаточно посмотреть на его заборную часть: она у него значительно длиннее, чем у чистового.

Конструкция метчика для нарезания резьбы

Скорость нарезания резьбы на токарном станке с использованием метчиков может быть достаточно высокой:

• 6–22 м в минуту – для деталей, изготовленных из чугуна, бронзы и алюминия;
• 5–12 м в минуту – для стальных заготовок.

При помощи плашек, представляющих собой кольцо с внутренней резьбой и несколькими стружечными канавками, наружную резьбу делают на винтах, болтах и шпильках. Поверхность детали должна быть предварительно обточена на величину требуемого диаметра, который обязательно должен учитывать допуск:

• 0,14–0,28 мм – для резьбы, диаметр которой составляет 20–30 мм;
• 0,12–0,24 мм – для резьбы с диаметром 11–18 мм;
• 0,1–0,2 мм – для резьбы, имеющей диаметр 6–10 мм.

Плашки, которыми нарезается наружная резьба, закрепляются в специальном патроне (плашкодержателе), расположенном в пиноли задней бабки токарного станка.

Плашки для нарезания резьбы

Используя плашки, резьбу нарезают со следующими скоростями (их настройка также учитывает минимальный износ инструмента в ходе работы):

• 10–15 м в минуту – на изделиях, выполненных из латуни;
• 2–3 м в минуту – на чугунных деталях;
• 3–4 м в минуту – на заготовках из стали.

Чтобы плашка беспрепятственно зашла на деталь, на торце последней снимают фаску, по высоте совпадающую с высотой профиля резьбы.

Нарезка внутренней резьбы метчиком

Метчиком нарезают внутреннюю резьбу в предварительно просверленном отверстии. Отверстие должно быть меньше примерно на размер витка (размер витка указан на метчике). Примерно как в таблице:

Диаметр отверстия под внутреннюю резьбу метчиком

Стоит помнить, что сверло не даст абсолютно точный диаметр, он будет больше на некоторые доли мм. Особенно это заметно на диаметрах до 3 мм. Это следует учитывать и брать сверло меньше на десятую долю мм.

Так же как и с плашками, существует метчикодержатель.

Метчики бывают черновые и чистовые. Иногда режут сначала черновым, потом чистовым метчиком, но в основном используют сразу чистовые.

Ручная нарезка внутренней резьбы метчиком (видео)

Процесс практически идентичен с нарезкой резьбы плашкой. Метчик крепится в держатель и устанавливается перпендикулярно отверстию. Деталь с отверстием должна быть надёжно закреплена.

Метчик и отверстие смазывается и делается это периодически, после нескольких витков. Так же как и с плашкой, нужно делать 1-2 оборота и 0,5 оборота обратно, для удаления стружки.

Для проверки точности нарезки резьбы используют угольник, проверяя вертикальность метчика после нескольких витков.

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

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)

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.

Техническая информация

Ни для кого не секрет, что в машиностроении процесс нарезания резьбы играет ключевую роль, так как выполняется в последнюю очередь на полностью готовом изделии.

Этот фактор чаще всего обязывает технолога подойти к выбору инструмента для нарезания резьбы крайне ответственно. Данное руководство поможет правильно сориентировать пользователя в огромном разнообразии видов метчиков и избежать наиболее часто повторяющихся ошибок при нарезании резьбы.

В современном машиностроении используется большое количество видов резьбовых соединений. В данном каталоге представлены основные виды резьбы, используемые в машиностроении. Ниже приведены основные типы резьбы, используемые в данном каталоге: