Инструменты для нарезания резьбы

Отредактировано 13.08.2023

Для нарезание резьбы используется специальный инструмент. Это может быть метчик или плашка и вороток.

СОДЕРЖАНИЕ
Метчик
        Устройство метчика
        Виды метчиков
        Комплект метчиков
        Маркировка метчиков
Плашка (лерка)
        Устройство плашки
        Виды плашек
        Маркировка плашек
Вороток (плашкодержатель, метчикодержатель)
Дополнительные инструменты для нарезания резьбы
        Удлинитель для метчика
        Направляющие для метчиков
        Направляющие для плашек

Метчик

Метчик - инструмент для нарезания внутренних резьб.

Устройство метчика

Метчик представляет собой винт с боковыми канавками, образующими режущие кромки.

Канавок на метчиках бывает 2-6 штук. Они разделяют нити резьбы на так называемые перья или зубья, последние располагаются по окружности инструмента, и имеют форму резцов. Именно перья, исходя из места своего расположения, режут, и калибруют резьбовые витки.

Канавки также необходимы для удаления образующейся металлической стружки и облегченного подвода смазывающих жидкостей. Сами канавки бывают: однорадиусные, с прямолинейной задней и передней частями, а также передней - прямолинейной частью и задней - радиусной.

Коническая часть метчика служит для забора (резки) металла, т.е. эта часть метчика выполняет формирование витков резьбы. Благодаря конической форме обеспечивается аккуратная работа. а также уменьшает трение между элементами.

Цилиндрическая калибрующая часть метчика продолжает фрагмент резьбы выполненный конической частью, зачищая и калибруя только что нарезанные витки отверстия.

Метчик и его устройство

Виды метчиков

По используемым материалам метикибывают изготовлены из:

• высокоуглеродистой легированной стали (ШХ15, 9ХС и ХВСГ). Такие стали используются для изготовления ручных метчиков, имеют минимальный ресурс, используются больше для исправления резьбы, чем для ее нарезки.
• инструментальной стали (У11А, У12А)
• быстрорежущей стали (Р6М5Ф4, Р6М5К5, Р18, Р6М5, HSS)
• некоторые современные метчик производятся методом запекания из порошковой быстрорежущей стали.

По виду (по назначению) метчики бывают:

• Ручные (слесарные)
  Такие метчики являются основным инструментом для ручного нарезания резьбы. Отличается от машинного квадратной хвостовой частью для фиксации в ручном воротке.
  Предназначены для ручного нарезания любого типа резьбы в глухих и сквозных отверстиях, в соответствии с назначением. А вот при машинной обработке такой метчик греется и теряет свою твёрдость, поэтому в станках его использовать нельзя.
  Выпускаются комплектами из 2-3 штук.
  
  
• Машинные
  Предназначены для использования в станке и рассчитаны под более высокие скорости резания. Особенно актуально это для резьб больших диаметров. Предполагают точное позиционирование в патроне инструмента, поэтому являются однопроходными, изготавливая сразу готовую резьбу.
  Для уменьшения трения и дополнительной термостойкости часто имеют специальное покрытие. Имеют более укороченную заборную часть.
  Главное отличие от ручного варианта заключается в геометрии, которая обеспечивает более высокую скорость работы.
  
• Машинно-ручные
  Это универсальный тип метчиков, который рассчитан для нарезания резьбы в ручную или на станке. Но из-за относительно небольшой длины станочное применение машинно-ручных метчиков ограничено.
  При ручной нарезке возможно нарезание резьбы с шагом до 3 мм. включительно.

  

• Шахматные
  Снижают при работе трение из-за того, что на калибровочном участке зубья выполнены с пропусками, через один.
  Чаще всего шахматные метчики используются для работы с вязкими материалами: алюминий, латунь, медь и т.п.. Это связано с тем, что конструкция таких метчиков исключает заклинивание витков метчика в процессе резания вследствие уменьшения сил трения.
  
  
• Ступенчатые
  Имеют двойную режущую часть, где одна формирует резьбу, а другая ее сглаживает или калибрует.
  
• Метчик-бита
  Хвостовик таких метчиков выполнен в виде стандартного шестигранника на 1/4 дюйма и подходит к битодержателю дрели-шуруповерта.
  
• Комбинированные (сверло-метчик)
  Такие метчики состоят из сверла и метчика одновременно. При использовании такого метчика нет необходимости заранее высверливать отверстие.
  Такие метчики существенно экономит время, позволяя выполнить две операции без замены оснастки.
  
  
• Метчики-протяжки
  Предназначены для формирования резьбы в сквозных отверстиях за один проход фактически любого диаметра посредством токарного станка. При этом хвостовик метчика фиксируется в резцедержателе, а сама деталь крепится в патроне.
  Метчики-протяжки отличаются повышенной жесткостью и имеют очень точное исполнение. Метчики этого типа работают не на сжатие, а на растяжение. Длина рабочих частей увеличенная.
  
• Полые
  Внутри метчика находится полость. И за счёт этой полости происходит охлаждение метчика в процессе нарезания с помощью смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
• Колокольные
  Предназначены для нарезания резьбы диаметром 50-400 мм в сквозных отверстиях в тяжелом машиностроении. Чаще всего они сборные, но бывают и цельными.
  Внутренняя полость метчика обеспечивает подвод СОЖ и имеет большое пространство для размещения стружки. Число перьев у таких метчиков доходит до 16.
• Двусторонние (комбинированные)
  Такие метчики объединяет в себе 2 ручных метчика: черновой и чистовой. Вращение в отверстии осуществляется рожковым гаечным ключом за корпус, Г-образным шестигранным ключом или шестигранной битой (на торцах для этого проделаны специальные отверстия).
  
• Метчик-раскатник (бесстружечный)
  Используется для создания резьбовых витков методом пластического деформирования. При работе не образуется стружка.
  Применяется как для глухих, так и для сквозных отверстий.
  Раскатники, как правило, используют для получения резьбы в цветных металлах и мягких сталях (медь, алюминий, латунь, сплавы из бронзы и свинца, низкоуглеродистая сталь). Резьба получаемая таким методом получается более плотная и прочная, т.к. материал в месте накатывания уплотняется, становится более твердым и износоустойчивым.
  Производительность метчиков-раскатников в 1,5 раза выше, по сравнению с обычными метчиками. Но технология требует обязательного использования смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и достаточно мощного оборудования.
  
  

• Гаечные
  Такие метчики предназначены для машинной нарезания резьбы на гайках. Хвостовая часть рассчитана на ручную или машинную работу посредством токарного станка.
  Такие метчики имеют длинную хвостовую часть, которая служит для нанизывания гаек. Как только будет нарезана резьба в определенном количестве гаек, метчик извлекается из патрона станка для извлечения всей серии готовых деталей.
  Из-за большой длины гаечных метчиков, затрудняющей их изготовление, особенно при шлифовании резьбы, их часто делают составными: отдельно изготавливают режущую и хвостовую части, а затем их соединяют сваркой трением, пайкой или с помощью резьбы.
  Хвостовики гаечных метчиков изготавливают длинными прямыми или изогнутой формы. Метчики с изогнутыми хвостовиками применяют для нарезания резьбы в гайках на станках-автоматах с непрерывным циклом. Здесь заготовки гаек подаются из бункера в зону резания и после нарезания резьбы сходят по изогнутому хвостовику в лоток
  
  
  

  
• Плашечный
  Используют для формирования резьбовых витков в плашках за один проход. Главное отличие от гаечных вариантов заключается в конусном заборном участке большого размера.
• Маточный
  Маточный метчик используется следом за плашечным для зачистки резьбовых витков, причем как в только что подготовленных плашках, так и в уже использованных. Канавки выполнены в виде правильной спирали.
• Конические
  Характерной чертой конических метчиков является удлиненная заборная часть с неполными резьбовыми витками, плавно перетекающими в калибрующую часть, где уже наблюдаются полные резьбовые нити.
  Конусные метчики обычно устанавливают в станки, оснащенные системой автоостановки по окончании работы.

По типу отверстия метчики бывают:

• для сквозного отверстия
  Этот вид метчиков наиболее популярен, т.к. его просто вставить в отверстие благодаря конической части, в котором необходимо нарезать резьбу. Метчики для сквозных отверстий при резании проталкивают стружку вперед благодаря прямой канавке с выходной подточкой.
  Число линий резьбы на суженной части таких метчиков обычно 3-5 или 6-8.
  
• для глухого отверстия
  Этот вид метчиков используется для нарезки резьбы в глухом отверстии. Он создает резьбу до самого дна отверстия. Их геометрия устроена так, что стружку они выталкивают назад благодаря стружкоотводящим канавкам, которые бывают либо прямыми, либо спиральными.
  

По конструкции метчики бывают:

• Безканавочные
  Предназначены для нарезания резьбы в низкоуглеродной стали и алюминии.
• Канавочные
  Используются для нарезания глухой резьбы.
  Они могут быть
• С прямой канавкой
  Угол примерно равен 90°.
  Такие метчики являются универсальным (для сквозных и глухих отверстий) и самым недорогим вариантом, который чаще применяется для нарезания резьбы небольшой глубины в стали и чугуне, т.к. стружка накапливается внутри канавок.
  Прямая канавка в основном пригодна для ручной работы, либо машинной обработки на небольших оборотах. 
• С прямой канавкой со стружколомом (канавка с подточкой)
  Угол меньше 90°.
  Такие метчики подходят только для сквозных отверстий.
  Удаление стружки осуществляется под отверстием и в направлении движения метчика. Благодаря относительно плоским канавкам этот метчик особенно стабилен, и это позволяет СОЖ легко добраться до режущих кромок.
  Данный тип метчика нельзя использовать в глухих отверстиях, т.к. стружка падает вниз и в глухом отверстии она начнет быстро скапливаться. А как метчик упрётся в стружку то он может сломаться.
• С спиральной канавкой
  Угол больше 90°.
  Метчики с левыми спиральными канавками подходят для сквозного сверления. Удаление стружки происходит в этих типах резьбовых сверл под отверстием. Стружку отводят в направлении нарезки резьбы.
  Метчики с правосторонними спиральными канавками в основном подходят для сверления глухих отверстий. Спиральные канавки выводят стружку из отверстия наружу, что предотвращает засорение канавок стружкой. Хороший вывод стружки минимизирует повреждение резьбы и предотвращает поломку зубьев метчика.

По виду резьбы метчики бывают:

• Метрические
  Их рабочая часть выполнена в форме конуса с 60-градусным углом профиля. Такие метчики используют для нарезания резьбы в виде равнобедренных треугольников. Маркируются они буквой "М".
• Дюймовые
  Их рабочая часть выполнена в форме конуса с 55-градусным углом профиля. Иногда обозначается буквой - "W". Диаметр инструмента преимущественно измеряется в дюймах, а количество ниток на дюйм определяет шаг.
• Трубные
  Применяются для нанесения резьбы на трубные соединения. Можно наносить резьбу как правостороннюю, так и левостороннюю.
  Выполняется с цилиндрической, либо же конической резьбой, может иметь разный наклон профиля, за счет чего предотвращается произвольное раскручивание соединения.
• Трапецеидальный
  Предназначен для формирования резьбовых нитей трапецеидальной формы.
  Такая резьба чаще всего используется там, где требуется передать движение с высоким усилием. Это, например, суппорты станочного оборудования, т.к. резьба без труда выдерживает серьезные нагрузки, являясь, к тому же, однозаходной.
  

По направлению резьбы метчики бывают:

• Правосторонний
• Левосторонний

По количеству требуемых проходов для формирования готовой резьбы метчики бывают:

• Однопроходный (одинарный) - имеет удлиненную рабочую часть, резьба начинается с "залысин" (сбега), что позволяет в один проход нарезать готовую резьбу с нуля.
• Многопроходные - используется, как правило, комплектами, где для формирования резьбы используют последовательно каждый комплектный инструмент.

Комплект метчиков

Резьбу ручными метчиками нарезают комплектом из 2 или 3 метчиков и у каждого из них своё предназначение. Обычно 3 метчиками нарезают резьбу с крупным шагом, двумя - метрическую резьбу с мелкими шагами и трубную резьбу.

• Черновой метчик - для черновой работы и наметки резьбы. Он снимает около 60% металла. Длина заборной части чернового метчика составляет 6-8 витков (ниток).
• Средний метчик - служит для создания более точной резьбы и для подготовки к финальному этапу. Он снимает около 30% металла. Длина заборной части чернового метчика составляет 3,5-5 витков (ниток).
  Именно он этот метчик НЕ ВХОДИТ в комплект если там всего 2 метчика.
• Чистовой метчик - это завершающий метчик и именно с помощью него резьба доводится до идеала (что надо не всегда). Он снимает около 10% металла. Длина заборной части чернового метчика составляет 1,5-3 витка (ниток).
  

Отличить метчики друг от друга можно по круговой риске, которую наносят на хвостовую часть. Черновой метчик имеет одну риску, средний - две риски, чистовой - три риски. Иногда у чистового метчика рисок нет.

Комплект метчиков
Их можно отличить друг от друга и визуально и по рискам

Комплект метчиков.
У чистового метчика нет риски.

Нарезание резьбы сразу средним метчиком без прохода черновым, а затем чистовым затрудняет работу. Резьба в этом случае получается некачественной, а сам метчик может сломаться. 

Маркировка метчиков

Маркировка метчиков выполняется на хвостовике.

Указывает диаметр и шаг нарезаемой резьбы. Шаг может не указываться если он является стандартным для данного диаметра.

Также могут быть риски для обозначения чернового/среднего/чистового метчиков (об этом см. выше).

Резьба на метчике обозначается следующими буквами

• M - метрическая
• MF - мелкая метрическая
• G - трубная цилиндрическая
• UNC - унифицированная крупная дюймовая резьба
• UNF - унифицированная мелкая дюймовая резьба
• UNEF - особо мелкая дюймовая резьба
• Tr - трапецеидальная резьба
• EG-M - метрическая резьба для резьбовых втулок

Левая резьба имеет маркировку LH. Правая резьба имеет маркировку RH.

Если метчик изготовлен из закаленной нержавейки он имеет маркировку HSS.

Кроме основной маркировки, в хвостовой части может содержаться следующая информация:

• сбег резьбы
• угол наклона канавок
• шаг спиральных канавок
• направление вращения канавок
• материал изготовления
• группа применения
• внутреннее охлаждение
• цифры номера производственной партии

Плашка (лерка)

Плашка - инструмент для нарезания наружных резьб.

Устройство плашки

Плашка представляет собой закалённую гайку с осевыми отверстиями, образующими режущие кромки.

Как правило, на плашках делают 3-6 стружечных отверстий (канавок) для отвода стружки.

Толщина плашки 8-10 витков. Длина заборной части 2-3 витка.

Режущую часть плашки выполняют в виде внутреннего конуса.

Для крепления плашки в вороте на наружной стороне плашки существуют конические углубления и угловой паз. Последний позволяет разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке и частично регулировать по диаметру.

Для круглых разрезных плашек применяют воротки с пятью винтами, с помощью которых регулируют диаметр нарезаемой резьбы.

Устройство плашки

Виды плашек

По используемым материалам плашки бывают изготовлены из:

• легированных сталей (9ХС, ХВСГФ)
• быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8)
• твёрдых сплавов

По устройству плашки бывают:

• цельные
  Самый распространённый вариант плашек. Благодаря своей высокой жёсткости дают возможность получить резьбу высокого качества (метрическую, трубную коническую и дюймовую), но обладают небольшой износостойкостью.
  
• разрезные
  Такие плашки могут немного пружинить, изменяя диаметр нарезаемой резьбы на 0,1-1,5 мм, что позволяет регулировать диаметр резьбы в пределах 0,1-0,25 мм.. Из-за малой жёсткости разрезные плашки не дают чистой и точной резьбы.
  
• раздвижные
  Такие плашки устанавливают в клуппах (это вороток в виде рамки), имеющих для этой цели специальные направляющие. Плашка состоит из двух частей, закрепляемых в рамке клуппа сухарём и винтом. Этим винтом регулируют диаметр нарезаемой резьбы. К клуппу прилагается набор плашек, который позволяет изготавливать резьбы разных размеров.
  
• трубные (клупп)
  Такая плашка представляет собой несколько резцов, устанавливаемых непосредственно в держатель, который одновременно служит и направляющей. Обычно клупп применяется для нарезания внешней резьбы на трубах, а также толстых металлических стержнях. Предлагаемые на рынке клуппы обычно имеют не только метрический ход, но и дюймовый.
  

По форме наружной поверхности плашки бывают:

• круглые
  Самый распространённый вариант плашек. Они закрепляются в воротках стопорными винтами или крепят в резьбонарезных патронах станков.
• квадратные
• шестигранные
• призматические

По направлению резьбы плашки бывают:

• правосторонние
• левосторонние

Маркировка плашек

Указывается диаметр и шаг нарезаемой резьбы.

На плашках маркируется буква, определяющую вид резьбы

• М - метрическая
• Д - дюймовая
• G - трубная резьба
• K - трубная коническая (дюймовая) плашка
• LH - левая резьба

Вороток (плашкодержатель, метчикодержатель)

Вороток - ручной инструмент, который при нарезании резьбы служит для зажима и вращения метчиков или плашек.

Вороток, предназначенный для удерживания плашек также называется "плашкодержатель". А вороток для метчика также называется "метчикодержателем".

Воротки бывают:

• нерегулируемые
  Они имеют одно или несколько разных отверстий для установки метчиков или плашек.
• регулируемые
  Они имеют одно отверстие, но его размеры можно менять.

Т-образный вороток с закреплённым в нём метчиком

Вороток с закреплённым в нём метчиком

Вороток (плашкодержатель) для установки плашки

Дополнительные инструменты для нарезания резьбы

Для нарезания резьбы существуют дополнительные инструменты. Однако их применение в большинстве случае не обязательно.

Удлинитель для метчика

Удлинитель используется если метчик слишком короткий и он не достаёт до отверстия в котором надо нарезать резьбу. 

Этот же удлинитель может использовать и с другим инструментом, если у него есть четырёхгранный хвостовик.

Удлинители метчиков бываю размерами от 2,1 до 44 мм. Номинальный размер относится соответственно ко внутреннему квадрату, а внутренний  квадрат и наружный квадрат одинаковы. Таким образом, они также могут быть вставлены друг в друга.

Применение удлинителя для метчика очень простое: удлинители вставляют в метчикодержатель или патрон, а сам метчик вставляется в удлинитель. Специальная фиксация для этого не предусмотрена.

Направляющие для метчиков

Направляющие для метчиков служат для правильного захода метчика в отверстие, чтобы он был строго перпендикулярно по отношению к оси отверстия.

Пользоваться им просто: вставьте метчик через направляющую метчика и зажмите метчик в воротке. И потом приступайте к нарезанию резьбы: вставьте метчик в отверстие для резьбы, зафиксируйте направляющую метчика пальцами другой руки, нарежьте 2-3 витка резьбы, снимите вороток и снимите направляющую в направлении хвостовика (вверх). Зажмите метчик в воротке и продолжайте нарезать резьбу.

Направляющие для плашек

Направляющие для плашек служат для перпендикулярного захода плашки на заготовку.

Пользоваться им просто: направляющая для плашек помещается под плашкой в вороток направляющей трубкой вниз, сама плашка фиксируется с помощью фиксирующих винтов. Установите плашку на заготовку так, чтобы заготовка вошла в направляющую плашки. С небольшим давлением на плашку сделайте нарезание 2-3 витков, поверните вороток с плашкой назад и снимите его, извлеките плашку и направляющую, установите плашку обратно и продолжайте нарезать резьбу как обычно.