Подборка диаметра сверла под резьбу: таблицы и особенности

Резьба трубная цилиндрическая, G (BSPP)

Известна еще как резьба Витворда (BSW (BritishStandardWhitworth)

). Применяется данный вид для организации цилиндрических резьбовых соединений. Также используется ив случаяхсоединения внутренней цилиндрической резьбы с наружной конической резьбой(ГОСТ 6211-81).

• ГОСТ 6357-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая.
• ISO R228
• EN 10226
• DIN 259
• BS 2779
• JIS B 0202

Параметры резьбы

• теоретическая высота профиля (Н) — 960491Р;
• обозначение по форме профиля – резьба дюймовая (профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55 градусов);
• максимальный диаметр трубы – 6 дюймов (на трубах диаметром свыше 6 используется сварное соединение).

Пример условного обозначения:

G- обозначение формы профиля (резьба трубная цилиндрическая);

G1 1 / 2 — условный проход (измеряется в дюймах);

А – класс точности (может быть А или В).

Для обозначения левой резьбы используется индекс LH(пример: G1 1 / 2 LH-B-40 – резьба трубная цилиндрическая, 1 1 / 2 — условный проход в дюймах, класс точности В, длина свинчивания 40 миллиметров).

Шаг резьбы может иметь одно из четырех значений:

Таблица 1

Основные размеры трубной цилиндрической резьбы определяются ГОСТ 6357-81 (BSP). Следует помнить, что размер резьбы в данном случае условно характеризует просвет трубы, при том, что на самом деле наружный диаметр существенно больше.

Таблица 2

d — наружный диаметр наружной резьбы (трубы);

D — наружный диаметр внутренней резьбы (муфты);

D1 — внутренний диаметр внутренней резьбы;

d1 — внутренний диаметр наружной резьбы;

D2 — средний диаметр внутренней резьбы;

d2 — средний диаметр наружной резьбы.

Как нарезать правильно

Наносить резьбу можно на практически любые металлы и их сплавы — сталь, медь, алюминий, чугун, бронзу, латунь и т.д. Не рекомендуют делать ее на каленом железе — оно слишком жесткое, при работе будет крошиться и качественных витков добиться не удастся, а значит, соединение будет ненадежным.

Инструмент для работы

Подготовка

Работать надо на чистом металле — удалить ржавчину, песок и другие загрязнения. Затем место, где будет наносится резьба, необходимо смазать (кроме чугуна и бронзы — с ними надо работать «на сухую»). Для смазки есть специальная эмульсия, но если ее нет, можно использовать размоченное мыло. Также можно использовать другие смазки:

• льняное масло для стали и латуни;
• скипидар для меди;

• керосин — для алюминия.

Часто можно услышать советы использовать при нарезании резьбы машинное или минеральное масло или даже сало. Они работают неплохо, но специалисты говорят, что лучше этого не делать — стружка будет прилипать к вязкой субстанции, что приведет к быстрому износу метчика или плашки.

Процесс нарезки

При нарезке наружной резьбы плашку размещают строго перпендикулярно к поверхности трубы или прута. При работе она не должна вилять, иначе витки получатся неровными и соединение будет некрасивым и ненадежным. Особенно важны первые витки. От того, как они «лягут» зависит не будет ли затем соединение с перекосом.

Нанося внутреннюю резьбу, деталь фиксируют неподвижно. Если это небольшой кусок, его можно зажать в тисках. Если большая пластина — обеспечьте ее неподвижность доступными методами, например, зафиксировав брусками. М

Метчик в отверстие вставляют так, чтобы его ось была параллельна оси отверстия. С небольшим усилием, понемногу, начинают крутить в заданном направлении. Как только почувствуете что сопротивление усилилось, выкручиваете метчик обратно и очищаете его от стружки. После чистки процесс продолжают.

Процесс нарезки в фото

При нарезании резьбы в глухом отверстии, его глубина должна быть немного больше требуемой — в этот излишек должен входить кончик метчика. Если конструктивно такое невозможно, у метчика отрезают кончик. При этом к дальнейшей эксплуатации он не пригоден, но другого выхода нет.

Для того чтобы витки получились качественными, используют два метчика или плашки — черновую и чистовую. Первый проход делают черновой, второй — чистовой. Также есть комбинированные устройства для нанесения резьбы. Они позволяют сделать все за один проход.

Еще один практический совет: чтобы стружка не попадала в рабочую зону, при нарезании делают один полный оборот по часовой стрелке, затем пол оборота против. После этого возвращают инструмент в то место, где остановились и снова делают один оборот. Так продолжают до требуемой длины.

Размеры и предельные отклонения диаметров отверстий резьб с крупным шагом

(размеры в мм)

ГОСТ предусматривает отверстия для резьб с крупным шагом d = 1,0 ÷ 2,2 мм

Размеры и предельные отклонения диаметров отверстий резьб с мелким шагом

ГОСТ предусматривает отверстия для резьб с d = 1,0 ÷ 200 мм и для 3-го ряда.

ГОСТ предусматривает методику определения диаметров отверстий под нарезание метрической резьбы для материалов повышенной вязкости.

Рекомендации по выполнению работ

Схема сверления металла.

В идеальном случае работы по сверлению лучше всего выполнять на специальном станке, тогда можно просто принимать необходимое значение диаметра из Таблицы 1. Однако такого рода оборудование есть далеко не у всех, поэтому чаще всего сверлить металл приходится с помощью обычной ручной дрели. В этом случае стоит придерживаться некоторых рекомендаций:

1. Инструмент должен быть правильно заточен и не иметь отклонений от продольной оси (биения). Угол заточки зависит от твердости обрабатываемого материала, чем тверже металл, который нужно просверлить, тем больший угол режущей части нужно соблюсти. При этом его значение не может превышать 140⁰.
2. Как бы вы ни старались крепко и уверенно держать дрель в процессе сверления, разбивка отверстия будет выше, чем если бы эти работы выполнялись на станке. Значения разбивки, приведенные в Таблице 2, наверняка будут превышены если сверлить металл дрелью. В результате этого резьбовые витки в профиле будут иметь вид скошенного конуса, а он должен быть остроконечным. В таком соединении будет повышенный люфт, надежность его сомнительна. Во избежание такой ситуации следует для выполнения отверстия принимать сверло на 0,1 мм меньше, чем указано в Таблице 1. Эта самая десятая доля мм и уйдет на разбивку. Возможно, при нарезании метчик будет идти не очень легко, но если выполнять работу аккуратно, то резьба получится полноценной и люфт в соединении исключается.
3. Перед тем как сверлить металл, нужно произвести разметку и выяснить точное местонахождение отверстия. Затем это место надо накернить, сделав достаточно глубокую насечку, иначе в самом начале сверления инструмент будет «гулять» по поверхности детали. В идеале лучше всего углубить насечку центровкой, которая сделает в металле небольшое глухое отверстие, сверло из него никуда не уйдет.
4. Обрабатываемая деталь должна быть хорошо закреплена в удобном положении. Если вам удобно работать в положении стоя, держа дрель горизонтально, деталь следует прочно зафиксировать в тисках. В случае когда это сделать невозможно, ее лучше положить на горизонтальную поверхность невысоко над полом и закрепить с помощью струбцины. Сверлить можно вертикально, сверху вниз, наставив сверло в намеченное место.
5. Во время работы инструмент требует смазки. Лучше всего для этой цели подойдет кусочек старого свиного сала, нужно включить дрель и погрузить в него конец сверла на ходу. Если сало отсутствует, можно воспользоваться солидолом или другой густой смазкой. Во время работы с вязкими или жаропрочными марками сталей (нержавейка, медь), в качестве смазки надо применять машинное масло.

Обороты вращения патрона должны быть как можно меньше. Наверняка многие сталкивались с ситуацией, когда пройдя пару мм, процесс останавливался, сверло вращалось на одном месте. При этом визуальное изучение его кромок показывало, что инструмент не затупился.

Причина в другом: перегретая на высоких оборотах режущая кромка сверла теряет свою твердость и не в состоянии справиться с металлом. Если продолжать в том же духе, рабочая часть инструмента «оближется», это исправить уже сложнее. В любом случае потребуется перезаточка.

Схема метчика.

Не пытайтесь просверлить с первого же раза отверстие большого диаметра, как правило, для ручных дрелей неудобства начинаются с размера 10 мм. Лучше сначала выполнить отверстие малого диаметра (3-4 мм), а потом его рассверлить до необходимого. Иногда это приходится делать и в три приема. При рассверливании нужно быть внимательным в тот момент, когда сверло выходит наружу с другой стороны. Возникает резкое сопротивление последнего слоя металла под режущей кромкой, нужно крепко держать дрель двумя руками, иначе ее может провернуть и просто вырвать у вас из рук.

Параметры резьбы и ее разновидности

Процесс нарезания внутренних канавок в отверстии метчиком:1 – вороток; 2 – метчик; 3 – деталь с подготовленным отверстием

Принято делить резьбы по типам и назначению. Есть несколько критериев, которыми пользуются для определения определенного вида:

единицы измерения. Основными мировыми исчислениями для техники являются СИ и дюймовая система. Принято пользоваться миллиметрами или дюймами

Важно! При создании трубопроводной сети используют дюймовую трубную резьбу; в зависимости от числа нарезаемых ручьев принято делить на: одно-, двух- и трехзаходные резьбовые изделия. Большее количество применяется крайне редко; важным показателем является вид профиля вырезаемой канавки

Чаще всего применяют треугольный вид. Он может иметь 60 ⁰ при вершине (метрические) или 55 ⁰ – дюймовые. Помимо этого изготавливают прямоугольные (для ходовых винтов и гаек), круглые (для электрических ламп) и трапециевидные (упорные типы); по направлению вращения делят на: правые (если смотреть вдоль оси и движении вперед, то вращение происходит по часовой стрелке), левые – закручивание производится вращением против часовой стрелки; уже отмечалось, что нарезают канавки снаружи (наружная) и внутри (резьба в отверстии); по форме образующей поверхности: цилиндрическая (распространена повсеместно) и коническая (используется при изготовлении затягивающихся пробок); назначение резьбовых сочленений может быть различным: крепежное (соединяет детали в единый узел); крепежно-уплотнительный (не только фиксирует детали между собой, а также предотвращает проникновение газов и жидкостей между соединяемыми изделиями); ходовые, предназначенные для ориентированного перемещения вдоль оси винтовой поверхности на заданное расстояние.

Основные параметры резьбового соединения (метрическая, заглавные буквы обозначают внутреннюю поверхность гайки, строчные – отвечают за наружную болта):

d – наружный диаметр болта, на поверхности которого нарезается резьба. Номинальный параметр, мм; D – наружный диаметр резьбы на гайке, мм; d₂ – значение среднего диаметра на болте, мм; D₂ – размер среднего диаметра гайки, мм; D₁ – диаметр гайки внутри канавок, мм; d₁ – диаметр болта по внутренней поверхности винтовой линии, мм; D₁ – минимальный диаметр канавки на гайках, мм; d₃ – минимальный диаметр болта по канавкам, мм; Р – резьбовой шаг, мм; Н – высота треугольника, задающего профиль резьбы.

Основные типы резьбы

На практике чаще всего используется метрическая резьба. Ее обозначают буквой М (в импортном исполнении могут указывать букву J). Рядом указывается число, характеризующее номинальный диаметр соединения. Но кроме обычных метрических исполнений используются еще ряд специальных:

МК (JK) – метрическая для конусов; G или R – дюймовая трубная. Для отечественных пользователей на чертежах указывается значок дюйма (“) и надпись трубная; Е – круглая с профилем Эдисона используется для электрических ламп. В отечественном исполнении принято указывать номинальный диаметр и добавлять круглая электроламповая

Внимание! На практике специального инструмента для нареки подобных устройств нет. Винтовая линия производится накатыванием на тонкостенную жесть

Подобные операции выполняются в условиях крупных предприятий; Тr – трапециевидная поверхность профиля. В отечественных изделиях обязательно прописывается слово трапециевидная с обязательным указанием параметров трапеции; Кр – появление на рынке сантехнической арматуры импортного исполнения привело к тому, что появилась круглая резьба для санитарно-технических устройств, изготавливаемых на базе сплавов меди. Использование подобных изделий ограничено, но некоторые могут с ними столкнуться в повседневной практике; S и S45 – упорный тип профиля резьбового соединения. Имеет довольно ограниченное применение. Она встречается в станках, а также на судах. S45 указывает на усиленное исполнение; BSW, UTS – так обозначают дюймовые резьбы в спецификациях. BSW – это цилиндрическое исполнение. UTS – конический вид винтовой линии; NPT – для нефтяников существует свой стандарт резьбовых соединений труб. Здесь традиционно применяется дюймовый размер. В зависимости от диаметра могут использоваться треугольные или прямоугольные виды профилей.

Основные типы резьбы по ГОСТ и отраслевым стандартам

Виды инструмента

Сверла как инструмент для выполнения отверстий в материалах различного состава и твердости производятся разных видов:

Виды сверл: а — спиральное бесцентровое, б — спиральное с центром и подрезателями, в — спиральное с винтовым центром, г – перовое центровое, д — центровое, е — буравчик, ж – раззенковка, з — пазовое, и — пробочное.

1. Цилиндрические спиральные – самый распространенный вид инструмента. Применяются для сверления широкого спектра различных материалов, начиная от изделий из древесины и заканчивая различными марками сталей. Инструмент, хорошо зарекомендовавший себя еще со времен СССР, выполнен из быстрорежущей стали марки Р6М5 или Р18. Сверло из стали Р18 (в народе – рапид) имеет высокий показатель твердости и является очень качественным, только найти его в продаже стало проблематично. В настоящее время появились изделия с маркировкой HSS, но они значительно уступают советским по рабочим характеристикам и, как правило, изготавливаются в Китае.
2. Цилиндрические спиральные с напылением или напайками из твердых материалов. Если инструмент желтого цвета, то он имеет напыление из титана, это не улучшает его характеристики, а просто позволяет продлить долговечность рабочей части. С той же целью производятся сверла с воронением, они имеют черный цвет. Для обработки твердых материалов или легированных и закаленных сталей применяются изделия с напайками из твердого сплава вольфрама с кобальтом ВК-9 или ВК-10 (в народе – победитовые). Кобальт может быть введен в качестве легирующего элемента в состав быстрорежущей стали сверла, маркировка такого изделия – Р6М5К5.
3. Ступенчатые инструменты предназначены для выполнения отверстий в материалах небольшой толщины, например, для листового металла. Одно такое изделие может разных диаметров в зависимости от количества ступеней на нем.
4. Кольцевые сверла применяются для выполнения отверстий большого диаметра с невысокими требованиями к точности. Рабочая часть такого инструмента – коронка, которая «вгрызается» в материал, внутри нее – пустота. Изделия очень распространены в строительстве, используются для обработки камня или бетона.
5. Плоские инструменты могут использоваться только для сверления древесины и изделий из нее.
6. Центровки и зенковки. Первые служат для выполнения углубления в металле, которое задаст правильное направление рабочей части обычного сверла. Зенковка нужна для обработки краев готовых отверстий (снятия фасок, заусенцев, выполнение потайных углублений для головки винта).

Параметры отверстия

Различают следующие параметры резьбы:

• диаметры (внутренний, внешний и так далее);
• форму профиля, его высоту и угол;
• шаг и вхождение;
• прочие.

Условием соединения деталей между собой является полное совпадение показателей внешней и внутренней резьбы. В случае, если какая-то из них выполнена без соблюдения требований, то крепление будет ненадежным.

Крепление может быть болтовым или шпилечным, которые кроме основных деталей включают в себя гайки и шайбы. В скрепляемых деталях перед соединением формируют отверстия, а затем проводят нарезание.

При сквозном выполнении диаметр отверстия должен быть на 5-10% больше размера болта или шпильки, тогда выполняется условие:

где d – номинальный диаметр болта или шпильки, мм.

Для определения размера отверстия второй детали расчет ведут так: из значения номинального диаметра (d) вычитают величину шага (Р) – полученный результат является искомым значением:

Результаты расчетов наглядно демонстрирует таблица диаметров отверстий под резьбу, составленная по данным ГОСТ 19257-73, для размеров 1-1,8 мм с малым и основным шагами.

Немаловажным параметром является глубина сверления, которая вычисляется из суммы таких показателей:

• глубины ввинчивания;
• запаса внешней резьбы ввинчиваемой детали;
• ее недореза;
• фаски.

При этом 3 последних параметра справочные, а первый вычисляется через коэффициенты учета материала изделия, которые равны для изделий из:

• стали, латуни, бронзы, титана – 1;
• чугунов серого и ковкого – 1,25;
• легких сплавов – 2.

Внутренняя резьба на муфте-бочонке

Таким образом, глубина ввинчивания составляет произведение коэффициента учета материала на номинальный диаметр, и выражается в миллиметрах.

Профиль и размеры конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов

Данная таблица показывает какие могут быть отклонения по уклону и по шагу профиля.

Видео: нарезание трубной конической резьбы.

Что касается дополнительных креплений, то зачастую используют шплинты в качестве соединительных деталей, поскольку трубопроводы могут подвергаться вибрации как постоянной, так и периодической.

Все дело в том, что данный тип соединения имеет свойство раскручиваться, то во избежание этого используются шплинты для таких соединений. Особенно это касается мест прокладывания трубопроводов под магистралями, где имеется постоянное движение автотранспорта, что создает вибрации.

Резьба представляет собой винтовую канавку определенного профиля, прорезанную на цилиндрической или конической поверхностях. На токарных станках ее выполняют посредством двух равномерных движений — вращения заготовки и поступательного перемещения режущего инструмента вдоль ее оси. Применяемые резьбы можно разделить на ряд групп: 1) по расположению — на наружные и внутренние; 2) по назначению — на крепежные и ходовые; 3) по форме исходной поверхности — на цилиндрические и конические; 4) по направлению — на правые и левые; 5) по форме профиля — на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые; 6) по числу заходов — на одно и многозаходные. Крепежные резьбы чаще всего имеют треугольный профиль. Они используются для соединения различных деталей.- Ходовые резьбы служат для преобразования вращательного движения в поступательное. К ним относятся резьбы с трапецеидальным и реже прямоугольным профилем. Конические резьбы обеспечивают высокую герметичность соединения и поэтому применяются в местах, находящихся под повышенным давлением жидкостей и газов. У правых резьб винтовая канавка имеет направление по ходу часовой стрелки (если смотреть с торца детали), у левых — наоборот. Однозаходными называются резьбы, имеющие одну винтовую канавку. В многозаходных резьбах выполнено несколько параллельных винтовых канавок, равномерно расположенных по окружности. Число заходов резьбы можно определить по количеству начал винтовых канавок на торце детали.

Область применения и инструменты.

Круглые плашки применяются для нарезания наружных резьб треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничиваются механическими свойствами обрабатываемого металла. Так, например, на токарных станках» круглыми плашками нарезают резьбы на стальных деталях с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно прорезают резцом, а затем калибруют плашками. Круглые плашки (рис. 118, а) по внешнему виду напоминают гайку, в которой для создания режущих кромок просверлены стружечные отверстия (от 3 до 8 в зависимости от размера). Рабочая часть плашки для цилиндрических резьб состоит из трех участков: двух крайних — режущих и среднего — калибрующего. Режущие части плашки конические с углом конуса 2ф = 50-60°. Калибрующая часть цилиндрическая, Она придает резьбе окончательные размеры и обеспечивает направление плашке в процессе резания. Геометрическая форма зуба плашки создается передним углом у который выполняют заточкой в пределах 15-20° (для плашек централизованного изготовления). При резании твердых металлов его рекомендуется уменьшать до 10-12°, а для мягких — увеличивать4 до 20-25°. Задний угол а выполняют затылованием только на режущих частях в пределах 6-8°. Для крепления в плашкодержателе или резьбонарезном патроне на наружной поверхности плашки предусмотрены конические углубления и угловой паз. Угловой паз плашки позволяет при необходимости Разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке (рис. 118, б) и регулировать ее диаметр в пределах 0,1- 0,3 мм. Круглые плашки общего назначения изготавливаются для следующих резьб: метрических с крупным шагом Ml — М68; метрических с мелкими шагами М1Х0,2 — М135Х6; дюймовых 1/4-2″; трубных 1/8-1l/2″. Плашки должны обеспечить нарезание резьб 2-го класса точности. Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность работы плашек состоит в том, что в процессе прорезания винтовой канавки участвует не только режущая, но и калибрующая часть.

Такие плашки изготавливаются для резьб от 1/16″ до 2″. Плашки выполняются из легированной стали 9ХС или быстрорежущих сталей Р9 и Р18. На плашках маркируются обозначение резьбы, класс точности (только 3-й), марка стали (9ХС не указывается), буква Л для левых резьб.

Особенности резьбовой нарезки

• станок сверловочного вида;
• парк токарный;
• разные приспособления для нарезки.

При этом нарезку можно выполнять как механическим способом, так вручную. Например, для внутреннего применения можно использовать специальные резьбовые метчики, а для наружной – плашки. Метчики, как и сверла, подбираются в зависимости от диаметра отверстия. Они подразделяются на следующие категории:

• дюймовые;
• метрические;
• трубные.

В основном комплекты ручных метчиков состоят их трех приспособлений, два из которых нужны для проведения предварительных работ, а последнее является доводочным инструментом, с помощью которого выполняется окончательная форма резьбы и подгон под те или иные размеры. Метчики имеют номера. Если в комплекте с плашкодержателем не три, а два приспособления, то первое является предварительным, а второе чистовым. Изготавливаются метчики на основе высоколегированной стали.

Наружная резьба получается посредством применения плашки. Инструменты эти могут быть круглой или призматической формы. Для круглых плашек используют вороток.

Способы получения внутренней резьбы

Для применения метчика его отверстие нужно обработать зенкером, пока не будет получена нужная степень чистоты. При выполнении нарезки металл понемногу выдавливается.

По размеру сверло должно быть несколько больше, чем внутренний резьбовой диаметр этого инструмента.

При нарезке твердость металла не слишком влияет на диаметр отверстия. Но если применяется материал невысокой резьбы, то диаметр отверстия может существенно поменяться. Так, если по величине отверстие и внутренний диаметр сверла точно соответствуют друг другу, то при нарезке материал выдавливается, а его излишки действуют на зубья метчика. При нагревании стружка прилипает, вследствие чего метчик может сломаться, а резьба будет иметь рваные нити.

При работе со сверлами и резьбовыми соединениями, нужно очень тщательно подбирать параметры, чтобы работа в итоге была выполнена качественно. В этом вам помогут специальные таблицы с указанием параметров под ту или иную резьбу и другие ценные советы.