Понятие о резьбе. Элементы и виды резьбы
Под резьбой понимают винтовые канавки и гребешки (витки), образованные на стержне или в отверстии. Стержень с резьбой условно называют винтом, а деталь с резьбой в отверстии — гайкой. Если гайку надеть на винт с одинаковой резьбой и вращать ее вокруг оси винта, то гайка будет перемещаться вдоль винта. При ограничении продольного перемещения гайки в продольном направлении будет двигаться винт относительно гайки. Это техническое явление используют для соединения деталей между собой, например обычного болта с гайкой. Другое применение — для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Наглядным примером этому могут служить слесарные тиски. В роли гайки в них выступает подвижная губка. При вращении винта она перемещается и зажимает деталь между собой и неподвижной губкой.
Различают наружную и внутреннюю резьбы. Наружная резьба — это резьба на стержне. Внутренняя — в отверстии. В зависимости от направления винтовой линии, образующей витки, резьбу подразделяют на правую и левую.
Приближенно профиль резьбы можно увидеть, если смотреть на винт сбоку,— его будут отражать очертания витков резьбы. Однако для более точного представления о профиле резьбы нужно мысленно разрезать отдельный виток поперек, при этом полученные в месте разреза очертания витка покажут действительный профиль резьбы. В зависимости от профиля резьбы подразделяются на треугольную, прямоугольную, круглую и др. Наибольшее распространение имеет треугольная резьба.
За шаг резьбы принимают расстояние между вершинами двух соседних витков, измеренное вдоль оси.
Наружный диаметр резьбы — это наибольший диаметр, измеренный по вершинам витков резьбы.
Внутренний диаметр — это наименьший диаметр, измеренный по впадинам витков резьбы. Если элементы даются в миллиметрах, т. е. в единицах метрической системы, то такая резьба называется метрической. В нашей стране метрическая резьба имеет наибольшее применение.
НАРЕЗАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ РЕЗЬБЫ
При ручной обработке металлов внутреннюю резьбу нарезают метчиками. Метчик состоит из двух основных частей: рабочей и хвостовика. Рабочая часть представляет собой винт с резьбой определенного профиля и продольными канавками — она-то и служит для непосредственного нарезания резьбы. Продольные канавки, пересекаясь с витками резьбы, образуют резьбовые гребенки с режущими кромками. Стружка при нарезании резьбы размещается в продольных канавках, поэтому их называют стружечными. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из режущей (заборной) и калибрующей (направляющей) частей.
Режущая часть выполняет основную работу по нарезанию резьбы. Нарезание осуществляется режущими кромками резьбовых гребенок, высота зубьев которых постепенно увеличивается. По мере ввинчивания метчика в отверстие режущая часть прорезает резьбовые канавки. Каждый зуб режущей части срезает небольшую часть металла, а после прохода всей режущей части образуется резьба полного профиля.
За режущей частью метчика расположена калибрующая часть, которая служит для зачистки профиля нарезанной резьбы. Хвостовиком метчик закрепляют в воротке во время работы.
Изготовляют метчики из инструментальной углеродистой, легированной или быстрорежущей стали. Ручные метчики выпускаются в комплектах, состоящих из двух штук: метчики для черновой и чистовой обработки. Могут выпускаться и комплектами из трех штук: для чернового, получистового и чистового нарезания резьбы. Черновой метчик выполняет основную работу и срезает до 60 % слоя металла, подлежащего снятию. Получистовой метчик срезает до 30 % слоя металла. Чистовой метчик придает резьбе окончательную форму и размеры и срезает остальные 10 % слоя металла. Внешне метчики одного комплекта отличаются размерами режущих частей. У чернового метчика она самая большая, у получистового — меньше, у чистового— еще меньше. В комплектах метчики маркируются следующим образом: у чернового метчика на хвостовике одна риска, у получистового — две, у чистового — три.
Воротки для закрепления ручных метчиков во время работы могут иметь разное устройство. Часто применяются нерегулируемые воротки, обычно с тремя квадратными окнами разных размеров под различные квадраты хвостовиков метчиков. Применяются и более универсальные воротки с регулируемыми отверстиями.
Приемы нарезания внутренней резьбы
При нарезании внутренней резьбы метчиком вначале готовят отверстия под нее. Сверло берут несколько большего диаметра, чем внутренний диаметр требуемой резьбы; если эти диаметры будут равны, то металл, выдавливаемый при нарезании, будет сильно нажимать на режущие кромки метчика. В результате кромки нагреются и к ним будут прилипать частицы металла; резьба получится с рваными гребешками. По этой причине возможна даже поломка инструмента. Вместе с тем нельзя делать отверстия под резьбу диаметром значительно большим, чем размер внутреннего диаметра резьбы,— резьба получится неполного профиля.
Диаметр отверстия под резьбу определяют по специальным таблицам. Полученное отверстие под резьбу зенкуют конической зенковкой 90 °, чтобы получить фаску в верхней части отверстия для лучшего входа метчика при нарезании резьбы.
Рабочую часть первого (чернового) метчика смазывают машинным маслом и вставляют его заборной частью в отверстие так, чтобы ось метчика совпала с осью отверстия, затем на хвостовик метчика надевают вороток. Левой рукой вороток прижимают к метчику, а правой рукой вращают по направлению резьбы до тех пор, пока метчик не врежется на несколько витков и не займет устойчивое положение. В это время можно проверить установку метчика угольником.
После этого вороток берут за рукоятки обеими руками и вращают с перехватом рук каждые пол-оборота. Для облегчения работы и получения чистой резьбы вороток вращают вначале на один-полтора оборота вперед, затем на пол-оборота назад и т. д. Благодаря такому возвратно-вращательному движению метчика стружка ломается, делается короткой, а процесс резания значительно облегчается.
Нарезав полностью резьбу, вращением воротка в обратную сторону метчик вывертывают из отверстия. Такими же приемами нарезают резьбу вторым (чистовым) метчиком. Если комплект метчиков состоит из трех штук, то сначала нарезают резьбу первым, затем вторым и окончательно третьим (чистовым) метчиком.
Нарезая резьбу в мягких и вязких металлах (медь, алюминий, латунь и т.д.), метчик периодически вывертывают из отверстия и очищают его канавки от стружки.
Есть некоторые особенности нарезания резьбы в глухих (несквозных) отверстиях. Глубина такого отверстия должна быть несколько больше длины нарезаемой части. Нужно рассчитать, чтобы при нарезании резьбы рабочая часть метчика могла немного выйти за пределы нарезаемой части. Если такого запаса в отверстии не будет, то резьба получится неполной. Правильность нарезания резьбы можно проверить соответствующим винтом.
В процессе нарезания внутренней резьбы надо соблюдать определенные правила: