Вопрос о том, как нарезать резьбу метчиком, возникает в тех случаях, когда предварительно выполненное отверстие необходимо подготовить для размещения в нем болта, винта, шпильки и резьбового крепежного элемента любого другого типа. Именно метчик в подобных ситуациях является основным инструментом, позволяющим быстро и точно нарезать внутреннюю резьбу с требуемыми геометрическими параметрами.
Нарезание внутренней резьбы может выполняться вручную или с использованием станков различного типа (сверлильных, токарных и др.). Рабочими инструментами, которые выполняют основную работу по нарезанию внутренней резьбы, являются машинно-ручные или машинные метчики.
На различные виды метчики делят в зависимости от целого ряда параметров. Общепринятыми считаются следующие принципы классификации метчиков.
Метчики, как правило, применяются для нарезания метрической резьбы, но есть инструменты, с помощью которых нарезают трубную и дюймовую внутреннюю резьбу. Кроме того, различаются метчики и по форме своей рабочей поверхности, которая может быть цилиндрической или конической.
Для того чтобы процесс нарезания внутренней резьбы при помощи метчика не вызывал особых затруднений и завершился качественным результатом, необходимо правильно подготовиться к этой технологической операции. Все способы нарезания резьбы при помощи метчика предполагают, что в обрабатываемой детали уже выполнено отверстие с соответствующим диаметром. Если внутренняя резьба, которую необходимо нарезать, имеет стандартный размер, то для определения диаметра подготовительного отверстия может быть использована специальная таблица с данными по ГОСТу.
Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу
В том случае, если резьба, которую надо нарезать, не относится к категории стандартных, рассчитать диаметр отверстия для ее выполнения можно по универсальной формуле. Прежде всего необходимо изучить маркировку метчика, в которой в обязательном порядке указываются тип нарезаемой резьбы, ее диаметр и шаг, измеряемые в миллиметрах (для метрических). Затем, чтобы определить размер поперечного сечения отверстия, которое надо просверлить для резьбы, достаточно от ее диаметра вычесть шаг. Например, если для нарезания нестандартной внутренней резьбы будет использоваться инструмент с маркировкой М6х0,75, то диаметр подготовительного отверстия рассчитывается следующим образом: 6 – 0,75 = 5,25 мм.
Для стандартных резьб, относящихся к категории дюймовых, также существует таблица, позволяющая правильно выбрать сверло, с помощью которого выполняют подготовительные работы.
Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу
Важным для получения качественного результата является вопрос не только о том, чем нарезают резьбу, но и о том, каким сверлом выполнять подготовительное отверстие. Выбирая сверло, необходимо обращать внимание на параметры и качество его заточки, а также на то, чтобы оно вращалось в патроне используемого оборудования без биения.
Угол заточки режущей части подбирается в зависимости от того, какой твердостью обладает материал, который необходимо сверлить. Чем выше твердость материала, тем больше должен быть угол заточки сверла, но это значение не должно превышать 140°.
Как правильно нарезать резьбу? Для начала надо подобрать инструменты и расходные материалы:
При нарезании внутренней резьбы метчиком руководствуются следующим алгоритмом.
Нарезание внутренней резьбы метчиком начинают с выбора нужного инструмента. После первым шагом является просверливание отверстия. По сути, этот этап является самым главным, так как если ошибиться с подбором диаметра, то либо болт будет болтаться, либо при нарезании резьбы от перегрузки сломается метчик. Лучше всего диаметр отверстий определять по таблицам, но можно произвести и грубую оценку: отняв от диаметра резьбы ее шаг можно получить приблизительное значение необходимого диаметра отверстия.
Например, если внешний диаметр резьбы 18 мм, а шаг 1 мм, то требуется просверлить отверстие в 17 мм. Сверлить необходимо строго перпендикулярно поверхности детали (из-за отклонений возможен брак при нарезании). У просверленного отверстия желательно сделать небольшую фаску. У глухих отверстий глубина должна быть больше, чем длина нарезаемой части, чтобы инструмент при резке вышел за границы необходимой длины резьбы. Если этот запас не предусмотреть, то резьба будет неполной.
Деталь с просверленным отверстием закрепляют в тиски. Метчик фиксируют в воротке (при отсутствии используют разводной ключ) или патроне станка. На качество резьбы, скорость нарезания и стойкость инструмента значительное влияние оказывает правильный подбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Чтобы не испортить инструмент, а резьбу получить чистую и с правильным профилем, необходимо применять следующие СОЖ:
разведенную эмульсию (одна часть эмульсии, смешанная с 160 частями воды);
для деталей из латуни и стали можно использовать льняное масло;
для изделий из алюминия – керосин;
для деталей из красной меди – можно скипидар;
в изделиях из чугуна и бронзы нарезание следует проводить всухую.
Нельзя использовать минеральные и машинные масла – они способствуют значительному возрастанию сопротивления, которое инструмент преодолевают в процессе работы, оказывают отрицательное влияние на шероховатость резьбы и приводят к быстрому износу метчика.
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 резьбы 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.
Конструкция метчика
Метчик (рис. 1) представляет собой закаленный винт, на котором прорезано несколько прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки инструмента. Канавки также обеспечивают размещение стружки, образующейся при резании стружка может выводиться из зоны резания.
Метчик состоит из двух частей - рабочей и хвостовика, на конце которого выполнен квадрат (у ручных метчиков). Рабочая часть метчика включает в себя: режущую (заборную) часть, которая обеспечивает удаление основной части припуска на обработку; калибрующую часть, осуществляющую окончательную обработку резьбы; стружечные канавки; перья (витки резьбы, разделенные стружечными канавками) и сердцевину, обеспечивающую метчику достаточную для обработки прочность и жесткость. Хвостовая часть метчика служит для закрепления его в воротке, которым производятся рабочие и холостые перемещения метчика.
Рабочую часть метчика изготавливают из инструментальных углеродистых сталей марок У11, У11А, быстрорежущей стали или твердого сплава. Выбор материала рабочей части зависит от физико-механических свойств обрабатываемой заготовки. У цельных метчиков материал хвостовой части тот же, а у метчиков, состоящих из двух частей, соединяемых сваркой, хвостовую часть изготавливают из конструкционной стали марок 45 и 40Х: Число стружечных канавок, выполненных на метчике, зависит от его диаметра (три канавки дтя метчиков диаметром до 20 мм и четыре - для метчиков диаметром свыше 20 мм).
Основную работу при нарезании резьбы выполняют режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей канавки с задними (затылованчыми, выполненными по архимедовой спирали) поверхностями рабочей части. Затылование задней поверхности режущих зубьев позволяет сохранить постоянным их профиль после переточки, которая осуществляется централизованно в заточных цехах.
Как правило, метчики изготовляют с прямыми канавками, однако для улучшения условий резания и получения точных и чистых резьб применяют метчики с винтовыми канавками. Угол наклона такой канавки к оси метчика составляет 8… 15°. Для получения точных и чистых резьбовых поверхностей в сквозных отверстиях при обработке мягких и вязких материалов используют бесканавочные метчики.
Рис. 1 Метчик:
а – конструкция: 1 – нитка(виток); 2 – квадрат; 3 – хвостик; 4 – канавка; 5 – режущее перо; б – геометрические параметры: 1 – передняя поверхность; 2 – режущая кромка; 3 – затылованная поверхность; 4 – задняя поверхность; 5 – режущее перо; α – задний угол; β – угол резания; δ – угол заострения; γ – передний угол; в – с винтовой стружечной канавкой: 1 – канавка; г - нарезание глухой резьбы; ω – угол наклона винтовой канавки.
· при нарезании резьбы вручную в заготовках с сильно выступающими острыми частями необходимо следить за тем, чтобы при повороте метчика с воротком не поранить руку;
· во избежание поломки метчика нельзя работать затупившимся метчиком, а при нарезании резьбы в глухих отверстиях следует чаще удалять стружку из отверстия;
· особую осторожность следует соблюдать при нарезании резьб малого диаметра (5мм и менее) во избежание поломки метчика;
· надев спецодежду, волосы тщательно заправить под берет;
· необходимо прочно закреплять заготовку в тисках;
· при опиливании заготовок с острыми кромками нельзя поджимать пальцы левой руки под напильником при обратном ходе;
· во избежание травматизма верстак, тиски, рабочий и измерительный инструмент должны содержатся в порядке и храниться в надлежащих местах.
ВЫВОД
Итак, перед началом работы нужно уточнить цель этой самой работы, затем обобрать все необходимые инструменты и приспособления, которые пригодятся вам в процессе работы.
Правильнее будет сказать, что порядок на рабочем месте создается не только для эстетики, прежде всего он создается для вашей безопасности. Основная часть бытовых травм связана именно с неосторожным использованием инструментов.
И хочется сказать, что, чем тщательнее вы будите ухаживать за инструментом, тем дольше он прослужит вам верой и правдой.
Студент должен знать: назначение и способы выполнения операций при нарезании крепежной и трубной резьбы ручным способом; виды резьбы; инструменты и приспособления; техническое оснащение; возможные виды и причины появления брака; организацию и правила содержания рабочего места; основы промышленной санитарии.
Студент должен уметь: в правильной последовательности выполнять все операции при нарезании резьбы круглыми нераздвижными и раздвижными плашками; трубным клуппом на трубах; определять по таблицам размеры метрической и трубной цилиндрической резьбы; проверять качество резьбы; пользоваться измерительным и поверочным инструментами; правильно организовывать рабочее место; соблюдать правила техники безопасности; устранять дефекты, возникающие при нарезании резьбы.
1. Какие существуют виды резьбы и их назначение?
2. Какой инструмент применяется для местного увеличения размеров отверстия, обработки площадок?
3. От чего зависит скорость резания при обработке отверстия?
4. В какой последовательности нарезается внутренняя резьба вручную?
5. Какие существуют основные элементы и виды круглых плашек?
6. В каких случаях применяют комплекты из двух и трех метчиков?
7. Что является причиной срыва резьбы при нарезании резьбы?
8. Какие могут встретится дефекты и как их устранить при обработке резьбовых поверхностей?
9. Какие существуют отличительные особенности дюймовых резьб?
10. Какие виды брака возможны при работе затупленными инструментами?
11. Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при обработке резьбовых отверстий?
Тема № 12 «Клепка. Паяние, лужение, склеивание»
Цель: познакомить студентов с техническими требованиями к предстоящей работе в слесарном цеху; научиться пользоваться инструментами и приспособлениями; последовательности приемов при ручной клепке; при паянии твердыми припоями, мягкими припоями электрическим паяльником; технологический процесс склеивания; с правилами техники безопасности при клепке, паянии, лужении, склеивании; с охраной труда и противопожарной безопасностью
План
1. Клепка. Инструмент и приспособления для ручной клепки.
Операция обработки со снятием стружки, в результате которой образуются наружные или внутренние винтовые канавки с заданным профилем и размерами на цилиндрических или конических поверхностях, называется нарезанием резьбы .
Нарезание резьбы на винтах, болтах, гайках и других деталях производится в основном на станках. При монтажных и ремонтных работах слесарю в ряде случаев приходится нарезать резьбу вручную или с помощью пневматических или электрических машинок - резьбонарезателей.
Основными элементами любой резьбы, как отмечалось в гл. 3, являются профиль, шаг, глубина, наружный, средний и внутренний диаметры.
По форме профиля резьбы подразделяются на треугольную, прямоугольную, трапецеидальную, упорную и круглую (рис. 4.14).
Тип или профиль резьбы выбирается по ГОСТу в зависимости от назначения.
В машиностроении приняты три системы резьб: метрическая, у которой шаг и диаметр измеряются в миллиметрах; дюймовая, имеющая иную форму профиля и характеризуемая числом ниток на один дюйм ее длины и диаметром в дюймах;
трубная резьба, имеющая профиль, как и дюймовая, но меньше по шагу.
В практике слесарных работ нередко возникает необходимость определить размеры элементов резьбы на готовой детали. Наружный диаметр измеряют с помощью штангенциркуля или микрометра, а шаг резьбы - с помощью миллиметрового или дюймового резьбомера (набора шаблонов с резьбой различных размеров).
Для нарезания резьбы в отверстиях применяются метчики, а для нарезания наружной резьбы - плашки.
Метчиком называется режущий инструмент, представляющий собой закаленный винт, на котором прорезано несколько продольных прямых или винтовых канавок, образующих режущие кромки (рис. 4.15). Метчик имеет рабочую часть и хвостовик, заканчивающийся квадратом.
Хвостовик метчика служит для закрепления инструмента в патроне или воротке во время работы. У ручных метчиков конец имеет квадратную форму.
Рабочая часть - нарезанная часть метчика, производящая нарезание резьбы; она подразделяется на заборную и калибрующую части.
Заборная (режущая) часть метчика - передняя конусная часть, которая первой входит в нарезаемое отверстие и совершает основную работу резания.
Калибрующая часть защищает и калибрует нарезаемое отверстие.
Для образования режущих кромок метчика и выхода стружки служат продольные канавки. Резьбовые части метчика, ограниченные канавками, называются режущими перьями.
По способу применения метчики делятся на ручные и машинные. Ручные метчики служат для нарезания резьбы вручную. Они обычно выпускаются комплектами из двух или трех штук. В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой (или 1, 2, 3), а в комплект из двух метчиков - черновой и чистовой. В таком же порядке они применяются при нарезании резьбы.
Метчики условно обозначаются рисками (канавками): у чернового на хвостовике одна круговая риска, у среднего - две, у чистового - три. Там же указывается тип резьбы и ее размер.
Большое значение имеет правильный выбор диаметров отверстий для нарезания резьбы. Выбор диаметров сверл под данный тип и размер резьбы производится по специальным таблицам. Однако с достаточной для практики точностью диаметр сверла можно определить по формуле
Dсв=dр - 2h
где Dсв - диаметр сверла, мм; dр - наружный диаметр резьбы, мм; h - высота профиля резьбы, мм.
Нарезание резьбы ручными метчиками производится с помощью воротков, которые надеваются на квадратные концы хвостовиков. Воротки бывают различных конструкций с постоянными и регулируемыми отверстиями для метчика.
Инструмент, применяемый для нарезания наружной резьбы, называется плашкой. Плашка представляет собой стальную закаленную гайку со стружечными канавками, образующими режущие грани (рис. 4.16).
Плашки бывают круглые (иногда их называют лерками), раздвижные (клупповые) и специальные для нарезания труб.
Для работы с круглыми плашками применяются воротки (леркодержатели), представляющие собой рамку с двумя рукоятками, в отверстие которой помещается плашка и удерживается от проворачивания с помощью трех стопорных винтов, конические концы которых входят в углубления на боковой поверхности плашек.
Клуппы для раздвижных плашек представляют собой косую рамку с двумя рукоятками. В отверстие рамки вставляются полуплашки. Устанавливаются полуплашки на требуемый размер с помощью специального нажимного винта.
Для нарезания резьбы метчиком выполняются следующие приемы. Деталь закрепляется в тисках, черновой метчик смазывается и в вертикальном положении (без перекоса) вставляется в нарезаемое отверстие. Надев на метчик вороток и слегка прижимая его к детали левой рукой, правой осторожно поворачивают вороток по часовой стрелке (при нарезании Левой резьбы - против часовой стрелки) до тех пор, пока метчик не врежется в металл и его положение в отверстии не станет устойчивым. Затем вороток берут двумя руками и плавно вращают (рис. 4.17, а). После одного-двух полных оборотов возвратным движением метчика примерно на четверть оборота ломают стружку, это значительно облегчает процесс нарезания. Закончив нарезание, вывертывают метчик из отверстия (вращением воротка в обратную сторону) или пропускают его насквозь.
Второй и третий метчики смазывают и вводят в отверстие без воротка. После того как метчик правильно установится по резьбе, надевают вороток и продолжают нарезание резьбы.
При нарезании глубоких отверстий необходимо в процессе резания 2-3 раза полностью вывинтить метчик и очистить его от стружки, так как избыток ее в канавках может вызвать поломку метчика или срыв резьбы.
Перед нарезанием наружной резьбы плашками обточенный до нужного диаметра стержень закрепляют в тисках. На самом конце стержня снимается небольшая фаска под углом 45° (рис. 4.17,6). Стержень должен иметь чистую поверхность, так как нарезание резьбы по окалине или ржавчине сильно изнашивает плашки.
Рис. 4.17. Приемы работы при нарезании резьбы ручными метчиками (а) и плашками (б, в).
Для получения правильной резьбы диаметр стержня обычно делают на 0,2-0,4 мм меньше требуемого диаметра резьбы.
На торец стержня, закрепленного в тисках так, чтобы его конец выступал из губок на 15-20 мм больше, чем длина нарезаемого участка., накладывают закрепленную в воротке плашку и с небольшим нажимом начинают нарезать резьбу, поворачивая вороток короткими движениями по часовой стрелке (рис. 4.17, в). Первые 1,0-1,5 нитки обычно нарезают без смазки, так как сухой металл плашка захватывает легче; затем стержень смазывают натуральной олифой и продолжают вращать вороток или клупп на один-два оборота вправо и на полоборота влево для ломания стружки.
Вначале нарезания резьбы плашками необходимо делать некоторый нажим «а плашку (при рабочем ходе), не допуская ее перекоса. В процессе нарезания давление на обе руки должно быть равномерным.
Раздвижные плашки в клуппе в процессе нарезания следует поджимать только в начале прохода; после прохода по всей длине нарезки клупп свинчивают (или, как говорят, «сгоняют»), затем вновь поджимают плашки винтом и проходят резьбу второй раз.
При необходимости получить точную я чистую резьбу нарезку производят двумя плашками - черновой и чистовой.
Механизированное нарезание резьбы осуществляется ручной дрелью или резьбонарезной электрической машинкой, а также на сверлильном или резьбонарезном станке. Работа эта требует особого внимания и осторожности, особенно при использовании дрели и электрической или пневматической машины.
Ручными дрелями нарезают резьбу диаметром до 6 мм, причем производительность по сравнению с работой воротком увеличивается втрое. Применение электрической или пневматической машинок повышает производительность труда практически в 5 раз.
При нарезании резьбы дрелью или машинками метчик зажимается в патроне и особое внимание обращается на то, чтобы не было перекоса метчика относительно оси отверстия.
Тема № 11 «Нарезание крепежной резьбы ручным способом.
ВЫВОД
Правила техники безопасности при нарезании резьбы
· при нарезании резьбы вручную в заготовках с сильно выступающими острыми частями крайне важно следить за тем, чтобы при повороте метчика с воротком не поранить руку;
· во избежание поломки метчика нельзя работать затупившимся метчиком, а при нарезании резьбы в
глухих отверстиях следует чаще удалять стружку из отверстия;
· 
особую осторожность следует соблюдать при нарезании резьб малого диаметра (5мм и менее) во избежание поломки метчика;
· надев спецодежду, волосы тщательно заправить под берет;
· крайне важно прочно закреплять заготовку в тисках;
· при опиливании заготовок с острыми кромками нельзя поджимать пальцы левой руки под напильником при обратном ходе;
· во избежание травматизма верстак, тиски, рабочий и измерительный инструмент должны содержатся в порядке и храниться в надлежащих местах.
Итак, если листовой металл или трубы, которые вы хотите использовать в работе, не имеют видимых повреждений: листы – ровные; трубы – не погнутые; металл – чистый, без следов ржавчины, окалины, то вам повезло. Но чаще всего слесарь норовит из ничего сделать нечто, в связи с этим материалом ему служат всевозможные отходы или бывшие в употреблении листы металла или трубы. В этом случае, прежде чем приступить к слесарной обработке, следует их должным образом подготовить: выправить, отштриховать, промыть, зачистить окалину, возможно – удалить лак, краску или шпатлевку, а затем только произвести нарезание внутренней или наружной резьбы.
Студент должен знать: назначение и способы выполнения операций при нарезании наружной и внутренней резьбы ручным способом; виды резьбы; инструменты и приспособления; техническое оснащение; возможные виды и причины появления брака; организацию и правила содержания рабочего места; основы промышленной санитарии.
Студент должен уметь: в правильной последовательности выполнять все операции при нарезании резьбы круглыми и раздвижными плашками в сквозных и глухих отверстиях; определять по таблицам диаметры стержней и отверстий под резьбу; проверять качество резьбы; пользоваться измерительным и поверочным инструментами; выбирать инструмент при обработке резьбовых поверхностей; правильно организовывать рабочее место; соблюдать правила техники безопасности; устранять дефекты, возникающие при обработке резьбовых поверхностей.
Контрольные вопросы:
1. Какие существуют виды резьбы и их назначение?
2. Какой инструмент применяется для местного увеличения размеров отверстия, обработки площадок?
3. От чего зависит скорость резания при обработке отверстия?
4. В какой последовательности нарезается внутренняя резьба вручную?
5. Какие существуют основные элементы и виды круглых плашек?
6. В каких случаях применяют комплекты из двух и трех метчиков?
7. Что является причиной срыва резьбы при нарезании резьбы?
8. Какие могут встретится дефекты и как их устранить при обработке резьбовых поверхностей?
9. Какие существуют отличительные особенности дюймовых резьб?
10. Какие виды брака возможны при работе затупленными инструментами?
11. Какие правила техники безопасности крайне важно соблюдать при обработке резьбовых
Поверхностей?
Нарезание трубной резьбы ручным способом»
Цель: познакомить студентов с техническими требованиями к предстоящей работе в слесарном цеху; научиться пользоваться инструментами и приспособлениями; последовательности приемов при нарезании крепежной и трубной резьбы ручным способом; с правилами техники безопасности при нарезании резьбы; с охраной труда и противопожарной безопасностью
