Какой бывает резьба: виды и параметры

Отличия дюймовой и метрической резьбы

Представленное резьбовое соединение имеет свою стандартизацию с ориентировкой на ГОСТ 6357-81, в котором регламентируются такие параметры резьбы как шаг и диаметр.

Размеры, которыми будут обладать резьбовые соединения, зависят от расстояния между противоположно размещенными верхними точками, расположенными на торце трубы.

Трубная резьба и ее размеры будут напрямую зависеть от значения внутреннего или внешнего диаметра изделия. В настоящее время выделяют такие виды резьб как:

• Метрическая;
• Дюймовая;
• Трапецеидальная;
• Цилиндрическая;
• Упорная;
• Коническая.

Кроме того, различные виды резьб имеют свое обозначение. Так, например обозначение резьбы левого типа маркируется буквами LH. Для более детальной информации резьбовое соединение обозначается на чертежах дополнительными буквами, где:

• М — обозначает номинальный диаметр витков;
• Ph – значение хода;
• Р – значение шага.

Типы резьбы

Характеристики резьбы

Резьба  как таковая представляет собой последовательность винтовых канавок с постоянной величиной сечения и шага, которые наносятся на поверхности цилиндрической либо же конической формы. Резьба применяется для обустройства резьбовых соединений труб различного назначения.

Резьба характеризуется такими показателями как:

• Единиц измерения диаметра
• Расположение
• Профиль резьбообразующей поверхности
• Направление
• Число заходов резьбы

Трубная резьба представляет собой достаточно обособленную группу стандартов, которые регламентируют параметры соединения с использованием труб из различного материала. Ниже мы рассмотрим несколько типов трубных резьб.

Цилиндрическая трубная резьба

Резьба трубная цилиндрическая Также известна как резьба Витворда. (BritishStandardWhitworth). Данный вид резьбы применяется для цилиндрического резьбового соединения, а также – при соединении внутренней цилиндрической и наружной конической трубной резьбы.

Цилиндрическая резьба

Параметры данного типа резьбы следующие:

• Обозначение формы профиля – резьба дюймовая (профиль резьбы в форме равнобедренного треугольника с верхним углом 55 градусов)
• Наибольший диаметр трубы для резьбового соединения – 6 дюймов

Коническая трубная резьба

Резьба этого типа используется для трубного конического соединения, а также для стыковки внутренней цилиндрической резьбы с наружной конической.

Функцию уплотнения в данном случае использует сама резьба, при этом обязательным является использование герметика.

Двойная коническая резьба

Характеристики резьбы:

• Резьба дюймового типа с конусностью
• Буквенный индекс резьбы указывает не ее тип (R – наружная резьба и Rc – внутренняя резьба, LH – левая резьба)

Резьба круглая (для санитарно-технической арматуры)

Круглая резьба для сантехнической арматуры применяется там, где необходимо обустройство часто разъемных соединений. Благодаря конструктивным особенностям данный тип резьбы отличается длительным сроком службы и высокой сопротивляемостью к нагрузкам (даже весьма значительным).

Круглая резьба используется в таких элементах как:

• Смесители
• Краны
• Вентили
• Шпиндели

Допускается применение данного типа резьбы в элементах, которые работают в загрязненной среде.

Схема круглой резьбы

Резьба NPSM

Данный тип резьбы расшифровывается как National pipe thread и соответствует американскому стандарту трубных резьб NSI/ASME B1.20.1. Резьба NPSM относится к цилиндрическим дюймовым резьбам (профиль резьбы в форме треугольника с углом в 60 градусов) и производится в диапазоне от 1/16 дюйма до 24 дюймов.

Резьба NPSM

Естественно, здесь мы рассмотрели лишь наиболее часто встречающиеся типы трубных резьб. Однако и этой информации будет вполне достаточно для тех, кто будет самостоятельно  обустраивать трубные соединения. Ну, а чтобы необходимая информация всегда была под рукой, ниже мы приведем нужный каждому мастеру справочный материал.

Другие параметры

Резьба, кроме рассмотренных выше, определяется параметрами:

1. Угол подъема резьбы. Это угол (ψ), который образуется между касательной к винтовой линии и плоскостью, проходящей перпендикулярно осевой линии резьбы. Его определение осуществляется по формуле:
   • для однозаходных

для многозаходных

Длина свинчивания. Эта характеристика равна длине участка, на котором наружная и внутренняя резьбы перекрывают друг друга в осевом направлении.
Сбег. Это место, где резьба переходит к гладкой, ненарезанной, поверхности детали. На этом участке она имеет неполный профиль.
Длина. Размеры определяются по длине, равной сумме длины резьбы с полным профилем и участков сбега и фаски.

Знание сведений, характеризующих основные элементы резьбы, позволяет точно выполнить операции по ее нарезанию, как на металлорежущих станках, так и вручную с помощью плашек и винторезов.

Почему в дюймах

Хотя в странах мира повсеместно распространена метрическая система измерений, и резьбовой шаг привязан к миллиметру, вся современная сантехника, насосное, отопительное оборудование и прочие системы с использованием трубопроводов рассчитаны на систему измерения в дюймах.

Частично это произошло потому, что считать десятые доли миллиметров слишком неудобно и при этом страдает точность, в то время, как резьбовые элементы в полдюйма, три четверти, полтора и так далее проще обозначать и производить. При изготовлении бытовой сантехники стандартный дюймовый шаг составляет 1/4″ — это в 6 раз больше миллиметра и позволяет существенно уменьшить число типоразмеров соединительных патрубков сантехнической арматуры.

Рис.2 Цилиндрический профиль и его размерные показатели

Технологии нарезки

Есть два распространенных способа:

• Вручную. Для этого используется метчик и плашка. Первый инструмент делает резьбу в заранее подготовленном отверстии, будучи установлен в специальную рукоятку. Второй механизм предназначен для внешнего нарезания. Это круглое устройство с внутренними острыми лепестками, которое завинчивается на заготовку с помощью держателя.
• С помощью токарного или сверлильного станка. Для этого нужны специальные резьбонарезные резцы. Сначала выбирается отверстие. Следует сделать несколько проходов – от чернового к финишному этапу. Чтобы не перегревать сплав, на место ввинчивания наносят машинное масло.

Определение типа резьбы

Опытный механик может определить тип резьбы визуально, но полноценно выяснить параметры можно только при помощи штангенциркуля и калькулятора или специального металлического шаблона. При использовании измерительного инструмента полученные данные пересчитывают и сравнивают с табличными значениями.

На шаблонах нанесена маркировка, позволяющая назвать тип резьбы. В случае возникновения сомнений необходимо провести контрольный замер штангенциркулем и идентифицировать нарезку по таблицам.

Российская промышленность выпускает шаблоны 2 типов (с маркировками М60° для метрических профилей с углом 60° и Д55°, предназначенные для идентификации дюймовой или трубной нарезки с вершинным углом 55°). Металлические шаблоны собраны в общую пачку на центральной оси. На каждом элементе нанесена краской или выдавлена прессом цифра, указывающая на шаг резьбы (в мм или дюймах, в зависимости от типа шаблонов).

Это интересно: Арматура для фундамента

Нарезка трубной резьбы своими руками

Как и метрическая, трубная резьба бывает наружной и внутренней, выполняется ручными или механическими способами. Для создания нарезки ручным способом используют метчики (для внутренней насечки) и плашки (для нарезания внешних поверхностей).

Самостоятельная нарезка резьбы на трубе внутри и снаружи проводится в следующем порядке:

1. Перед нарезанием стачивают внешнюю или внутреннюю кромки, делая небольшую фаску — это помогает установить режущий инструмент без перекосов. Также под рукой необходимо иметь машинное масло, которым будет смазываться поверхность трубы и режущий инструмент в процессе проведения работ.
2. Труба надежно фиксируется в тисках и смазывается машинным маслом, плашка закрепляется в плашкодержателе, а метчик в воротке, после чего инструмент надевают или вставляют в трубу.
3. Вращая плашку или метчик, вворачивают их в заготовку на необходимую глубину. Вращательные движения совершает в одну и другую сторону, при большой глубине нарезания плашку или метчик периодически извлекают и очищают от стружки вместе с поверхностью детали.

Рис.8 Ручной способ создания резьбы

При наличии в домашнем хозяйстве токарного станка, применяют механический способ нарезания, при этом выполняемая работа состоит из следующих операций:

1. Трубу фиксируют в патроне токарно-винтового станка, в его суппорт устанавливают специальный резец.
2. Включают станок, выставляют заданные режимы скорости вращения шпинделя и движения суппорта с резцом, а также глубину погружения резца. Прорезание наружной трубной поверхности проводят с применением смазывающей охлаждающей жидкости или масла.
3. В начале вырезают фаску, затем совершают проходы, с каждым постепенно увеличивая глубину погружения резца. Последний проход совершают с минимальным снятием металла на малых оборотах.

Рис. 9 Изготовление резьбы на токарном станке

Трубные резьбы, применяемые в быту

Отечественными ГОСТ регламентируется два основных вида трубной резьбы: конические и цилиндрические, главное отличие которых состоит в профиле заготовки. В первом случае он конической формы (конусность 1 к 16), во втором типе основанием является цилиндрическая заготовка.

Также известны американские разновидности стандартов трубных дюймовых накаток NPSM и NPT, главное отличие которых — профильный угол в 60 градусов. Отечественный аналог американского стандарта NPT — ГОСТ 6111-52 на коническую резьбу с углом конуса гребня в 60 градусов.

Рис. 3 Таблица резьбы трубной конической

Как определить тип резьбы

Необходимость определения нарезанной резьбы возникает при подборе детали, которую нужно присоединить к существующему резьбовому соединению. Сделать это возможно несколькими способами.

Резьбомер

Это специальное приспособление, предназначенное для определения шага нарезанной резьбы. Устройство инструмента построено по принципу корпуса, к которому присоединено несколько щупов (тонкие пластины с гребёнкой). Форма каждой из них схожа с конкретным размером нарезанного шага.

Метрический резьбомер с открытыми вкладышамиИсточник tdchiz.ru

Существует несколько типов резьбомеров:

• Метрические. Используются для измерения шага резьбы изделий с метрическим типом нарезки. Применимы к соответствующим диаметрам: от 1 до 600 мм. В устройстве имеется 20 разных пластин, позволяющих самостоятельно вычислять шаг резьбы в интервале от 0,4 до 7 мм. Маркировка метрических резьбомеров осуществляется нанесение буквы «М» на корпус и упаковку.
• Дюймовые. Используются для определения резьбы, нарезанной на металлических трубах и сопрягаемых с ними элементах. Для определения шага резьбы соответствующего характера применяется расчёт количества витков, приходящихся на один дюйм нарезки. В комплект такого инструмента входит 17 измерительных пластин с разным количеством витков (от 1 до 28). Обозначается аббревиатурой «Д55».
• Универсальные. Их название говорит само за себя – такие приспособления используются для определения резьбы в обоих случаях. Такой инструмент является наиболее востребованным, так как позволяет работать со всеми типами резьбовых соединений.

Замер резьбы с помощью электронного штангенциркуляИсточник stroyday.ru

Другие способы

Получить точное значение можно и другими способами. Конкретная методика подбирается в зависимости от вида искомого значения (внутренняя или наружная резьба), а также имеющихся подручных средств и приспособлений. В зависимости от выбранной методики, для этого может понадобиться штангенциркуль дюймовой разметкой, металлическая линейка, чистая бумага, маркер или иные приспособления.

Таблица для самостоятельного определения резьбыИсточник trubomet.ru

Замер шага резьбыИсточник moy-metall.ru

Выполнение трубной резьбы

Методы выполнения резьбы для труб зависят от доступного оборудования, серийности производства и необходимой точности. Так, накатка применяется в основном при выпуске больших серий изделий, поскольку гарантирует высокую производительность, и низкую себестоимость операции.

Способы нарезки резьбы

• Нарезка на токарно-винторезном станке характеризуется высокой точностью и весьма низкой производительностью. Применяется в индивидуальном и мелкосерийном производстве.
• Нарезка плашками и метчиками обладает также невысокой производительностью и осуществляется, как правило, в несколько проходов разным по степени точности инструментом.
• Накатка – это основной промышленный способ, формирование профиля происходит не за счет снятия стружки, а в результате пластической деформации металла накатными плашками. Высокая производительность обеспечивается за счет автоматизации операции снятия и постановки детали на станок.
• Фрезерование резьбы выполняется на специализированных резьбофрезерных станках.
• Литье. Прогрессивные методы литья — литье под высоким давлением и порошковая металлургия — позволяют получать точный и прочный резьбовой профиль прямо на отливке, без последующей механической обработки

В условиях стройки и ремонта доступен, как правило, только ручной способ выполнения.

Изготовление внутренней резьбы

Для производства внутренней нарезки — применяют инструмент (резцы, метчики, раздвижные метчики, групповые фрезы, накатные ролики), выпускаемый на серийных инструментальных заводах. Изготовление специального режущего инструмента осуществляют в инструментальных цехах крупных производственных объединений.

Самый распространенный способ это нарезание с помощью метчиков. Резьбу можно нарезать в ручную и на станках разного типа. В серийном производстве применяют автоматы для нарезания в гайках, примером такого оборудования может стать станок МН 63. Его применяют для нарезания резьбы от М12 до М20 с разными шагами. В качестве режущего инструмента применяют метчики с изогнутым хвостовиком. Мощность установленного двигателя позволяет обрабатывать и цветные металлы, и высоколегированные стали.

В условиях массового производства гаек применяют так называемые автоматы для накатки. Они сконструированы таким образом, что позволяют выполнять нарезку на гайках разного размера от М5 до М60 с разной производительностью, от нескольких до десятков штук в минуту, и назначения, например, предназначенных для фиксации анкеров.

Для нарезания в корпусных деталях применяют многошпиндельные агрегаты, позволяющие обрабатывать несколько отверстий сразу. Подобное оборудование применяют при обработке двигательных установок для автомобильной и тракторной техники.

Нарезание внутренней резьбы это довольно тяжелый процесс, во время которого и инструмент, заготовка испытывают серьезные нагрузки, приводящие к повышению температуры. Для этого применяют смазывающе – охлаждающие жидкости (СОЖ).

При ручном получении применяют, например, касторовое масло.

Особенности технологии

При нарезании внутренней резьбы метчиком руководствуются следующим алгоритмом.

• В том месте на поверхности обрабатываемой детали, где будет сверлиться отверстие для нарезки резьбы, необходимо сформировать углубление для более точного захода сверла, используя керн и обычный молоток. Сверло фиксируется в патроне электродрели или сверлильного станка, на которых выставляются невысокие обороты вращения инструмента. Перед началом сверления режущую часть сверла необходимо обработать смазывающим составом: смазанный инструмент легче входит в структуру обрабатываемого материала и создает меньшее трение в зоне выполнения обработки. Смазывать сверло можно кусочком обычного свиного сала или солидолом, а при обработке вязких материалов для этих целей используют машинное масло.
• Если нарезать резьбу необходимо в деталях небольшого размера, их следует предварительно зафиксировать, используя для этого слесарные тиски. Начиная сверление, инструмент, зафиксированный в патроне оборудования, надо расположить строго перпендикулярно к поверхности обрабатываемой детали. Следует регулярно смазывать метчик и следить за тем, чтобы он не перекашивался и двигался строго в заданном направлении.
• На входе в выполненное отверстие, как уже говорилось выше, надо снять фаску, глубина которой должна составлять 0,5–1 мм (в зависимости от диаметра отверстия). Для этой цели можно использовать сверло большего диаметра или зенковку, установив их в патроне сверлильного оборудования.
• Процесс нарезания внутренней резьбы начинается с метчика №1, который первым устанавливается в вороток. Не следует забывать о смазке, которая обязательно должна быть нанесена на метчик для нарезания резьбы. Положение метчика относительно обрабатываемого отверстия надо выставить в самом начале работы, так как потом, когда инструмент будет находиться уже внутри отверстия, сделать это не получится. Нарезая резьбу метчиком, необходимо придерживаться следующего правила: 2 оборота метчика делается по ходу нарезания резьбы, 1 – против хода. Когда метчиком делается один оборот назад, с его режущей части сбрасывается стружка и уменьшается нагрузка на него. Нарезание резьбы плашкой выполняется по аналогичной методике.
• Нарезав резьбу метчиком №1, в вороток устанавливают инструмент №2, а после него – №3. Обработка ими выполняется по вышеописанной методике. При нарезании резьбы метчиками и плашками необходимо чувствовать, когда инструмент начинает вращаться с усилием. Как только наступает такой момент, следует провернуть вороток в обратную сторону, чтобы сбросить стружку с режущей части инструмента.

Чем тверже обрабатываемый материал, тем обильнее надо смазывать метчик в процессе нарезки резьбы

Прежде чем выполнять внутреннюю резьбу при помощи метчика или нарезать резьбу плашкой на наружных поверхностях, следует хорошо изучить эти процедуры и строго следовать правилам их проведения. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что результат удовлетворит вас своим качеством и точностью.

Метрическая коническая резьба

Отличие конического изделия от обыкновенного метрического заключается в том, то ее наносят на конусную внутреннюю или внешнюю поверхность. При этом угол конуса составляет 1:16.

Ее применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения. Например, в трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки жидкостей.

Производителю выпускающие изделия с таким видом, руководствуются требованиями ГОСТ 25229-85.

Метрическая коническая резьба

Для обозначения метрического конического профиля применяют буквенное сокращение МК. Далее указывают все необходимые геометрические параметры. Например, МК 24*1,5 показывает то, что она имеет наружный диаметр в 24 мм и шаг 1,5.

Метрическая резьба

Метрическая выполняется на основании ГОСТ 8724-2002 – чаще всего применяется при изготовлении крепежных изделий. При соблюдении определенных условий этот вид допустимо использовать в качестве ходовой.

В основе этого вида лежит равносторонний треугольник (с углом в основании 60 градусов). Она может иметь один или несколько заходов. Многозаходную применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить повышенную прочность сочленения узлов.

Отечественные и зарубежные производители выпускают изделия имеющие диаметр от 0,25 до 600 мм и шаг от 0,25 до 6 мм. Изделия с малым шагом применяют тогда, когда необходимо обеспечить разъемную сборку изделий с тонкой стенкой. Кстати, в автомобильной промышленности этот вид применяют достаточно часто. Она может иметь левое и правое исполнение.

Метрическая резьба

Ее обозначают следующим образом – на первом месте указывают букву, в этом случае — это М. Затем, показывается ее номинальный размер и шаг, в отношении этого вида применяют обозначение только в мм. Кроме этого в обозначение параметров входит количество заходов, исполнение (левое или правое). Разумеется, должен быть указан допуск на изготовление. Маркировка М12*1 говорит о том, что она имеет номинальный диаметр 12 мм и шаг 1.

Трапецеидальная резьба

Трапецеидальный профиль относят к ходовым. Отличительное свойство этого вида профиля заключается в том, что она самотормозящая. Это вызвано тем, что при перемещении гайки по стержню развивается большая сила трения. Такое свойство позволяет избежать дополнительного фиксирования гайки на валу.

Трапецеидальный профиль используется для того, что бы преобразовать вращательное движение в трапецеидальное. Как пример, можно привести ходовой вал, устанавливаемый в токарных или шлифовальных станках. Кроме этого оборудования, он нашел свое применение в кузнечно-прессовом оборудовании, автомобильной и тракторной технике. Вообще узлы с трапецеидальным профилем используют для перемещения кареток на сборочных конвейерах, в литьевых машинах, робототехнике и пр.

Трапецеидальная резьба

На практике применяют изделия с размерами от 8 до 640 мм. Шаг составляет от 1,5 до 12 мм.

При внесении параметров на чертежах или документах применяют буквы Тр, затем указывают геометрические параметры.

Требования к параметрам изложены в ГОСТ 24738-81.

Основные параметры и свойства

Профиль резьбы различного материала представляет собой сечение плоскости, проходящей вдоль оси заготовки. К основным характеристикам относят:

1. Внешний диаметр представляет собой размеры по вершинам у цилиндра, а также впадин у внутренних поверхностей. У трубной резьбы диаметр обозначается условно в дюймах.
2. Внутренний диаметр — это параметр резьбы, указывающий размеры вписываемого цилиндра по вершинам внутренних резьбовых профилей, либо по впадинам внешних соединений.
3. Шаг — это расстояние между сторонами двух витков, лежащих рядом, которое измеряется вдоль оси детали.
4. Угол профиля представляет собой значение между сторонами треугольника профиля резьбы, который измеряют в осевой плоскости.
5. При продолжении сторон профиля получают высоту исходного треугольника.

Чем отличается от метрической резьбы

• Резьбовые гребни у дюймовой резьбы являются более острыми в сравнении с метрическими гребнями. Связано это с тем, что угол между плоскостью детали и гребнем составляет 54-55 градусов (тогда как у метрических деталей он равен 60 градусов).
• Из-за более острого угла наклона изменяется также профиль резьбовых гребней. У дюймовых деталей гребни являются более длинными, но менее широкими. Тогда как метрический профиль обладает обладает более сбалансированной формой гребней (они более широкие и менее длинные).
• Разница профилей делает невозможным соединение деталей с метрической и дюймовой резьбой. Вкручивание отдельных запчастей приведет к повреждению стенок деталей, а само резьбовое соединение будет очень хрупким. У соединения будет отсутствовать герметизация, что может привести к подтеканию и растрескиванию труб при транспортировке жидкостей.

Стандартная резьба маркируется с помощью метрических единиц измерения (миллиметры, сантиметры, метры). На объекты с дюймовой резьбой могут наноситься измерения, выраженные в дюймах. Дюйм — это неметрическая единица измерения длины. Ее используют в государствах, которые используют английскую систему мер. Основные страны — Великобритания, США, Канада, Новая Зеландия, Австралия и другие. Дюймы можно перевести в обычные метрические единицы измерения, а 1 дюйм равен 25,4 миллиметров. Дюймы имеют специальное обозначение в виде двух насечек (») — это символ ставится после указания количества дюймов. При необходимости можно перевести дюймы в миллиметры и обратно. Алгоритм перевода:

• Если нужно перевести дюймы в миллиметры, то нужно умножить количество дюймов на число 25,4. Скажем, диаметр сечения трубы составляет 2,5 дюйма. Для перевода дюймов в миллиметры нужно умножить 2,5 на 25,4 — мы получим 63,5 сантиметра.
• Если нужно перевести сантиметры в дюймы, то следует количество миллиметров разделить на число 25,4. Скажем, длина шурупа составляет 40 миллиметров. Для перевода сантиметров в дюймы разделим 40 на 25,4 — мы получим приблизительно 1,57 дюймов.

Похожие записи:

Установка крана для фильтра питьевой воды Разбавление антифриза водой: можно ли, в каких пропорциях и чем это чревато для авто Отправка уведомления в роскомнадзор Как правильно выбрать и установить фильтр аквафор морион Как сделать вибростол для тротуарной плитки своими руками Меловые маркеры: чем отличаются, как пользоваться и для чего нужны