Как сделать резьбу в металле

О том, как нарезать резьбу метчиком вручную, должен знать каждый человек, связанный с монтажом металлоконструкций или выполняющий различные ремонтные работы. Это один из базовых навыков слесарного дела, который у опытных работников доведен до автоматизма.

Метчики предназначенны для охвата вращающим инструментом (воротком) или закрепления в патроне станка.

Базовый инструмент

Для выполнения внутренних резьб ручным способом используются различные метчики, изготавливаемые из углеродистых или быстрорежущих сталей. Они представляют собой металлический стержень с рабочей частью и хвостовиком, предназначенным для охвата вращающим инструментом (воротком) или закрепления в патроне станка. Рабочая часть с наружной резьбой имеет коническую форму, для выхода стружки в ней предусмотрены продольные канавки.

Существует несколько разновидностей метчиков, но не все они пригодны для ручного выполнения внутренней резьбы. Например, машинные могут использоваться лишь на станках в силу своей конструкции. Для производства ручных работ подходят следующие виды метчиков:

Устройство метчика для нарезания резьбы.

1. Комплектные. Из названия следует, что это комплект из нескольких изделий (3-5 штук) одинакового диаметра, применяющихся поочередно. Позволяют добиться четкого профиля резьбы, хотя операция занимает некоторое время.
2. Машинно-ручные. Разновидность машинного инструмента, в котором конец хвостовика имеет прямоугольное сечение для охватывания воротком. Резьба нарезается за один проход.

Кроме того, метчики могут иметь различное исполнение в зависимости от типа резьбы. Наиболее часто встречается метрическая, реже — цилиндрическая и трубная.

Как правило, при монтаже металлоконструкций производственных зданий (ангаров, теплиц и прочих сооружений), не подверженных вибрациям, используются метрические резьбы.

Также часть метчиков изготавливается со срезанной рабочей частью, это нужно для работы с глухими отверстиями. Отдельно следует рассматривать работу с легированными сталями повышенной твердости. Изделия для преодоления этой твердости имеют на рабочей части канавки, расположенные в шахматном порядке либо крест-накрест.

Подбор сверла

Электрическая дрель необходима для выполнения работы по нарезанию внутренней резьбы.

Перед тем как нарезать резьбу метчиком, необходимо сначала просверлить под нее отверстие. Совершенно ясно, что диаметр отверстия должен быть меньше размера метчика, но вот насколько? Существует универсальный способ вычисления этой разницы. Любая резьба характеризуется двумя параметрами:

• диаметр, указывается на инструментах с прописной буквой М впереди, например, М6;
• шаг витков прописан в виде цифры после первого параметра, например, М6х1.

Взглянув на маркировку метчика, легко подобрать сверло для работы. Надо от значения диаметра отнять шаг резьбы, в приведенном примере М6х1 понадобится отверстие размером 6 — 1 = 5 мм. Сверло следует брать обычное цилиндрическое, для обработки металла такие изготавливаются из быстрорежущей стали Р6М5. С целью облегчить подбор размеров в Таблице 1 представлены рекомендуемые диаметры для отверстий самых «ходовых» резьб метрического профиля.

Маркировка	М3	М4	М5	М6	М8	М10
D отверстия, мм	2,5	3,3	4,2	5	6,75	8,5

Поскольку речь идет о ручной обработке металла, то при подборе сверл следует учесть одну особенность. При работе с электрической дрелью, как бы вы ни старались удерживать ее ровно и неподвижно, отверстие будет разбиваться и его размер окажется несколько больше, чем нужно. В результате после прохода метчиком, витки резьбы будут иметь срезанный профиль. При закручивании туда болта появится люфт, а при высоком моменте затяжки витки могут попросту деформироваться. Величина разбивки отверстия зависит от двух факторов:

Зенковки нужны для снятия фасок при нарезании внутренней резьбы.

1. Диаметра, чем он больше, тем сильнее разворачивается отверстие. Например, при D = 5 мм происходит увеличение на 0,08 мм, а при D = 10 мм — уже 0,12 мм.
2. Условий работы. Слесарь может находиться в неудобном положении или на высоте, это вызовет повышенную разбивку отверстия, что потом скажется на качестве соединения.

Проблема решается следующим образом: чтобы внутренняя резьба получилась полнопрофильной, надо изначально взять сверло, диаметр которого на 0,1 мм меньше требуемого. Возможно, что в некоторых случаях вращение метчика будет затруднено, но обычно никаких сложностей не возникает.

Для выполнения работы по нарезанию внутренней резьбы понадобится:

• средства разметки (рулетка, линейка, карандаш);
• дрель электрическая с набором сверл;
• зенковка для снятия фасок;
• набор метчиков с ручным воротком;
• молоток;
• керн.

Сверла следует заправить (заточить) в соответствии с твердостью обрабатываемого материала. Чем он тверже, тем больше нужно выдержать угол заточки. Во время просверливания и нарезания рабочие части сверл и метчиков нужно обязательно смазывать. Выбор типа смазки зависит от вязкости стали. Для стали обычной и углеродистой подойдет старое сало или солидол, для нержавейки — машинное масло.

Порядок производства работ

Таблица выбора метчиков для нарезания резьбы.

Чтобы правильно выполнить весь комплекс работ по нарезанию резьбы, рекомендуется придерживаться определенной последовательности. Это важно, когда нужно обеспечить добрую сотню соединений как при сборке металлических конструкций. Начинать надо с разметки, что производится с помощью рулетки или линейки в соответствии с чертежом. Отмерив указанные расстояния от базовых сторон, в найденной точке ставят метку карандашом. Разметка выполняется для всех отверстий сразу или же для тех, куда работник способен дотянуться, находясь на высоте.

Далее, наставив на намеченное место керн, наносят один рассчитанный и точный удар, чтобы получилось четкое углубление. Естественно, перед началом процедуры керн нужно заточить должным образом. Таким же способом нужно наметить все места будущих отверстий. Затем сверло закрепляется в патроне дрели и смазывается, после чего можно приступить к проделыванию отверстия. Обороты дрели надо заблаговременно отрегулировать, чтобы они были невысокие.

Сверление производится аккуратно, со средним нажимом, держа дрель без перекоса под углом 90° к поверхности. Нельзя допускать шатания электроинструмента в разные стороны, это усиливает разбивку отверстия. Надо учесть, что в момент выхода сверла с другой стороны потребуется некоторое усилие и небольшое увеличение числа оборотов. Если металл толстый, то смазывание рабочей части надо осуществлять во время процесса несколько раз. Когда все отверстия готовы, в патрон вставляется зенковка и снимаются фаски.

Последний этап — нарезание резьбы. Последовательность выполнения этой операции одинакова для всех видов метчиков. Зажав его в воротке и предварительно смазав, конец инструмента вставляют в отверстие, также соблюдая угол 90°. Слегка нажимая на вороток сверху, чтобы первые витки рабочей части могли зацепиться за кромку фаски, делают первый оборот. Дальнейшее вращение идет без нажима по алгоритму: один оборот вперед, пол оборота назад для сброса стружки. С машинными метчиками, выполняющими резьбу за один проход, надо действовать осторожно: инструмент хрупкий и легко ломается. Комплектные изделия идут легче, но тут нужно прогнать резьбу первым номером, потом вторым и так далее.

Удаление сломанного инструмента

Даже слесари с многолетним опытом в силу разных причин иногда ломают метчики при нарезании внутренних резьб ручным способом. Вопрос в том, как извлечь обломок изделия, ведь не всегда проблему можно решить проделыванием другого отверстия. Если обломок хоть немного торчит над поверхностью, стоит попробовать захватить его пассатижами или губками ручных тисков и попытаться вывернуть естественным образом. Как правило, это дает успешный результат.

Когда обломок рабочей части полностью сидит в отверстии, нужны кардинальные меры. Одна из них — попробовать вывернуть его оттуда сверлом левого вращения, работая дрелью на самых низких оборотах. Ничего не выходит? Придется отыскать сверло с твердосплавным наконечником или алмазом и просто высверлить застрявший кусок инструмента.

Отломанную рабочую часть метчика подчас бывает очень трудно извлечь, поэтому к выполнению работы надо отнестись скрупулезно, особенно при недостатке опыта. Пользуйтесь хорошо заточенным инструментом, соблюдайте все предложенные выше рекомендации, и вы 100% получите результат в виде надежного резьбового соединения.

Метчик – инструмент, с помощью которого можно быстро и точно нарезать резьбу в подготовленном отверстии. Это стержень, разделенный на рабочую часть и хвостовик. Хвостовик служит для фиксации в воротке или патроне станка. Удаление стружки обеспечивают продольные или винтовые канавки, находящиеся на режущей части. Для изготовления этого инструмента используют углеродистые или быстрорежущие стали. Чтобы качественно нарезать внутреннюю резьбу, необходимо знать, как правильно выбрать метчик и подготовить отверстие.

Разновидности инструмента

Подходящий инструмент выбирают, в зависимости от особенностей обрабатываемого материала, требуемой производительности и других параметров. С помощью метчиков разных типов можно нарезать метрическую или дюймовую внутреннюю резьбу с цилиндрическим или коническим профилем.

По способу ведения процесса различают модели:

• Проходные (универсальные). Их рабочая часть состоит из трех зон. Первая выполняет черновую нарезку, вторая – промежуточную, третья – чистовую.
• Комплектные. Для выполнения полного комплекса работ используют несколько инструментов – для черновой, промежуточной и чистовой нарезки. Комплекты состоят из трех метчиков, реже – из двух (для черновой и чистовой обработки). Для обработки особо прочных металлов используют комплекты с 5 инструментами.

Инструмент изготавливают двух типов: для обработки отверстия вручную или с помощью металлорежущего оборудования.

• Машинно-ручной. Имеет квадратный хвостовик. Работает в комплекте с держателем с двумя ручками – воротком.
• Машинный. Устанавливается в патрон металлообрабатывающих станков различных типов.

Для нарезки резьбы в непроходных и сквозных отверстиях применяют метчики разных конструкций:

• Для непроходных отверстий используют комплектный инструмент без конусного кончика. Работа обычно выполняется воротком.
• В сквозных отверстиях резьбу изготавливают метчиками с конусообразным кончиком. Чаще всего это разновидности инструмента универсального типа.

Каналы для отведения стружки имеют различные формы: прямую, винтовую, укороченную.

Для обработки материалов невысокой твердости подходят стружкоотводящие каналы любых форм. Чтобы метчиком нарезать резьбу в материалах высокой твердости, таких как нержавеющая и жаропрочная стали, применяют только инструмент, в котором режущие сегменты имеют шахматное расположение.

Как правильно определить диаметр отверстия?

Перед тем как нарезать резьбу, изготавливают отверстие, диаметр которого определяют по стандартизированным таблицам. Если подготовить отверстие, сечение которого меньше рекомендованной величины, инструмент выйдет из строя, если больше – результат будет некачественным.

Таблица соответствия метрических резьб и диаметров отверстий для них

Обозначение резьбы	Диаметр, мм	Обозначение резьбы	Диаметр, мм	Обозначение резьбы	Диаметр, мм
М 2	1,6	М 8	6,7	М 22	19,4
М 2.2	1,75	М 9	7,7	М 24	20,9
М 2.5	2,05	М 10	8,5	М 27	23,9
М 3	2,5	М 11	9,5	М 30	26,4
М 3.5	2,9	М 12	10,2	М 33	29,4
М 4	3,3	М 14	12,0	31,9
М 5	4,2	М 16	14,0	М 39
М 6	5,0	М 18	15,4	М 42	37,4
М 7	6,0	М 20	17,4	М 45	40,4

Таблица соответствия дюймовых резьб и диаметров отверстий для них

Размер резьбы, дюймы	Диаметр, мм	Размер резьбы, дюймы	Диаметр, мм
1/8	8,8	7/8	28,1
1/4	11,7	1	30,5
3/8	15,2	1 1/8	35,2
1/2	18,9	1 1/4	39,2
5/8	20,7	1 3/8	41,6
3/4	24,3	45,2

Этапы нарезания резьбы машинно-ручным метчиком

Порядок производства работ:

• Первый шаг – разметка в соответствии с чертежами.
• По отметкам производят кернение остро заточенным керном.
• Сверлят со средним нажимом на невысоких оборотах. Дрель должна находиться под прямым углом к поверхности. Перед началом работ сверло смазывают. Если глубина отверстия большая, то смазывание производят не только перед началом, но и во время работы. Глубина глухого отверстия должна быть несколько больше, чем нарезаемая длина. При отсутствии запаса резьба может получиться неполной.
• Повысить качество результата позволяет обработка зенкером, которая уменьшает конусность и обеспечивает параллельность боковых поверхностей.
• Метчик закрепляют в воротке, кончик его смазывают и вставляют в отверстие строго под прямым углом к поверхности. Делают первый оборот, несильно нажимая сверху на вороток. После первого оборота вперед следует сделать половину оборота назад для удаления стружки. Особую осторожность соблюдают при использовании универсального инструмента – он хрупкий и его легко повредить. Проще работать с комплектными моделями.

Полезные советы

• Чтобы правильно нарезать резьбу в металлах с низкой твердостью и высокой вязкостью, таких как алюминий, сплавы на его основе, медь, баббиты, метчик рекомендуется периодически вынимать для очистки каналов от налипшей стружки.
• При использовании комплектных моделей следует использовать полный набор. Пропуск чернового инструмента не ускоряет, а замедляет нарезание. Такое нарушение технологии приводит к снижению качества результата, а иногда и к выходу метчика из строя.
• Для предотвращения перекоса метчика через 2-3 нити проверяют вертикальность его положения с помощью угольника. Такая предосторожность особенно актуальна для глухих и мелких отверстий.

Процесс необходимо вести с применением жидкостей, предназначенных для смазки и охлаждения:

• в стальных элементах применяют эмульсии, льняное масло, олифу;
• в изделиях из алюминия и его сплавов – керосин;
• при обработке меди – скипидар.

Нарезать резьбу в деталях из чугуна или бронзы можно без применения смазки.

• Как нарезать резьбу
• Как нарезать шлицы
• Как вытащить втулку стартера

• Для работы понадобятся: тиски, напильник, метчики, плашки, воротки, машинное масло и желание.

Чтобы нарезать внешнюю резьбу необходимо взять плашку нужного размера и подготовить заготовку, а в частности, подобрать заготовку определенного диаметра. Диаметр заготовки для нарезания резьбы определяется по таблицам. На практике для нарезания, например резьбы диаметром М6, необходим прут сечением 5,92 мм, то есть приблизительно на одну десятую миллиметра меньше, для резьбы М8, заготовка должна иметь диаметр 7,9 мм.
Вот для примера выписка из таблицы диаметров стержней под метрическую резьбу:

Диаметр резьбы/диаметр стержня (мм) — 5/4,92; 6/5,92; 8/7,9; 10/9,9; 12/11,88; 16/15,88; 20/19,86; 24/23,86
После подбора заготовки, ее зажимают в тиски, напильником снимают с торца фаску, для правильного захода плашки, и вращательно-прижимными движениями нарезают резьбу не забывая смазывать деталь машинным маслом.

Внутреннюю резьбу нарезают метчиком. Предварительно просверленные отверстия должны быть меньшим диаметром, необходимой вам резьбы. Выписка из таблицы диаметров сверл для высверливания отверстий приведена ниже.

Диаметр резьбы/диаметр отверстия (мм) — 2/1,6; 3/2,5; 4/3,3; 5/4,2; 6/5,0; 8/6,7; 10/8,4; 12/10,2; 16/13,9; 20/17,4; 24/20,9
Для нарезания резьбы внутри детали необходимо иметь два метчика, черновой и чистовой.

Так же зажимаем деталь в тески и вращательными движениями с небольшим нажимом нарезаем резьбу черновым метчиком, периодически смазывая метчик машинным маслом, затем делаем проход чистовым. Резьба готова к применению.