Как правильно нарезать резьбу метчиком: алгоритм, рекомендации, таблицы размеров

Вид режущей части метчика определяется его производителем. В таблице ниже представлены сочетания длины и типа режущей части в зависимости от диаметра метчика.

Как нарезать резьбу метчиком

Прежде чем начать процесс нарезания резьбы, важно правильно подобрать метчик. Он должен соответствовать размеру подготовленного отверстия и типу резьбы, которую вы хотите создать. Обратите внимание и на материал инструмента — он должен быть достаточно прочным для работы с выбранной заготовкой.

В этой статье вы узнаете:

• Какие бывают метчики;
• Как подготовиться к нарезанию внутренней резьбы;
• Технология нарезки;
• Нужный инструмент для нарезки резьбы метчиком вручную – таблица с маркировками;
• Как правильно определить диаметр для нарезания вручную (таблица);
• Меры предосторожности;
• Простые решения для сложных задач;
• Полезные советы;
• Часто задаваемые вопросы о резьбе метчиком.

Какие бывают метчики

Резьбовые соединения широко используются в сборке различных механизмов, станков, бытовых приборов и так далее. Помимо различных параметров самих отверстий с внутренней резьбой, они отличаются по форме, направлению и типу. Для нарезки резьбы внутри перфораций применяются специальные инструменты — метчики. Рассмотрим их подробнее.

В зависимости от направления нарезаемой резьбы метчики делятся на:

• Правые метчики. Они нарезаются путем вращения по часовой стрелке. Этот тип резьбы используется чаще всего;
• Левые метчики. У них резьба нарезается противоположно часовой стрелке. Такие метчики применяются в основном для соединений, которые, вращаясь, не должны ослаблять крепеж.

В зависимости от формы профиля нарезаемой резьбы метчики бывают:

• Конические метчики. Эти метчики предназначены для нарезки резьбы, гарантирующей герметичность соединений, особенно в устройствах, которые испытывают давление газов или жидкостей во время эксплуатации;
• Трапециевидные метчики. Применяются для создания так называемых ходовых резьб при соединении механизмов, которые преобразуют вращательное движение в линейное.

Метчики могут также делиться на дюймовые и метрические в зависимости от единиц измерения, используемых для определения параметров формируемой внутренней резьбы (диаметр и шаг). Есть метчики, которые называются универсальными, а также специализированные, которые применяются для работы с определенные детали, такие как трубы, гайки, свечи и так далее. При выборе инструмента необходимо учитывать все вышеперечисленные нюансы.

Разновидности инструмента

Выбор подходящего инструмента зависит от особенностей обрабатываемого материала, необходимых показателей производительности и других параметров. Разные типы метчиков позволяют нарезать как метрическую, так и дюймовую внутреннюю резьбу с цилиндрическим или коническим профилем.

По способу выполнения операций метчики могут быть:

• Проходные (универсальные). Они состоят из трех рабочих зон: первая предназначена для черновой нарезки, вторая — для промежуточной, а третья — для чистовой обработки;
• Комплектные метчики. Этот набор включает в себя несколько инструментов для выполнения полного комплекса работ — черновой, промежуточной и чистовой нарезки. Такие комплекты чаще всего состоят из трех метчиков, реже — из двух (для черновой и чистовой обработки). В отношении особо прочных металлов используются комплекты из пяти инструментов.

Инструмент может быть изготовлен двух типов: для ручной обработки или для серийного производства с помощью металлорежущего оборудования.

• Машинно-ручной метчик. У него квадратный хвостовик, используется с держателями, которые имеют две ручки — воротком;
• Машинный метчик. Устанавливается в патрон на металлообрабатывающих станках различных типов.

Для нарезки резьбы в отверстиях как неподвижного, так и сквозного типа используются метчики разных конструкций:

• Для неподвижных отверстий применяются комплектные метчики без конуса на кончике. Обычно процесс ведется с использованием воротка;
• Для сквозных отверстий используются метчики с конусообразным концом, чаще всего практикуется применение универсальных инструментов.

Каналы для удаления стружки бывают разных форм: прямые, винтовые, укороченные. Так, для обработки не слишком твердых материалов могут подойти стружкоотводящие каналы любой формы. Однако для нарезания резьбы в материалах с высокой твердостью, таких как нержавеющая и жаропрочная сталь, предпочтительно использовать метчики, у которых резцы располагаются в шахматном порядке.

Как правильно определить диаметр отверстия?

Перед началом нарезки резьбы необходимо подготовить отверстие, диаметр которого определяют согласно стандартизированным таблицам. Если отверстие будет меньше рекомендованного размера, может произойти выход инструмента из строя, а если оно будет больше — это приведет к снижению качества резьбы.

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	М 39
М 5	4,2	М 16	14,0	М 45	40,4
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

Подготовка к нарезанию внутренней резьбы

Чтобы нарезание внутренней резьбы с помощью метчика прошло гладко и завершилось качественным результатом, нужно корректно подготовиться к этой операции. Все методы нарезки резьбы предполагают, что в обрабатываемой детали уже должно быть выполнено отверстие нужного диаметра. Если резьба, которую вам нужно нарезать, соответствует стандартному размеру, можно использовать специализированную таблицу по ГОСТу для определения диаметра подготовительного отверстия.

Таблица 1. Диаметры отверстий, высверливаемых под стандартную метрическую резьбу

Если резьба нестандартная, то для расчета диаметра отверстия можно воспользоваться универсальной формулой. В первую очередь необходимо ознакомиться с маркировкой метчика, где должны быть указаны тип резьбы, ее диаметр и шаг, измеренные в миллиметрах для метрической системы. Для определения размера поперечного сечения отверстия, которое необходимо сверлить для резьбы, достаточно вычесть шаг из его диаметра. Например, если используется инструмент с маркировкой М6х0,75, то расчет диаметра подготовительного отверстия будет следующим: 6 – 0,75 = 5,25 мм.

Для стандартных дюймовых резьб тоже есть таблицы, что помогают правильно подобрать сверло для предварительных работ.

Таблица 2. Диаметры отверстий, высверливаемых под дюймовую резьбу

Важным аспектом получения качественного результата является не только выбор инструмента для нарезки резьбы, но и правильный выбор сверла для создания подготовительного отверстия. При его выборе необходимо учитывать параметры и качество заточки, а также убедиться, что оно вращается в патроне используемого оборудования без биений.

Угол заточки режущей части сверла подбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала. Чем выше твердость материала, тем больше должен быть угол заточки сверла, но он не должен превышать 140°.

Важно контролировать глубину сверления, когда делаете глухие отверстия.

Как правильно нарезать резьбу? Для начала необходимо подготовить инструменты и расходные материалы:

1. Электрическую дрель или сверлильный станок, которые способны работать на низких оборотах;
2. Сверло, диаметр которого рассчитывается или подбирается по справочным таблицам;
3. Сверло или зенковку для снятия фаски с края подготовленного отверстия;
4. Комплект метчиков необходимого размера;
5. Ручной держатель для метчиков (вороток);
6. Слесарные тиски (если изделие, в котором нужно нарезать резьбу, надо зафиксировать);
7. Керн;
8. Молоток;
9. Машинное масло или другой смазочный состав, который будет применяться для смазки и метчика, и нарезаемого резьбового участка;
10. Ветошь для уборки;

Особенности технологии

Нарезание внутренней резьбы метчиком включает в себя следующие этапы.

• На поверхности детали, где будет производиться сверление, необходимо сделать небольшое углубление для точного захода сверла, используя керн и обычный молоток. Сверло фиксируется в патроне электродрели или сверлильного станка, которые настроены на низкие обороты вращения. Перед началом сверления необходимо смазать режущую часть сверла специальным составом — смазанный инструмент легче проникает в материал и создает меньшее трение в обработочной зоне. Для смазки сверла можно использовать кусок свиного сала, солидол или машинное масло при работе с вязкими материалами.
• Если нарезка резьбы требуется на небольших деталях, их следует зафиксировать в слесарных тисках. При сверлении инструмент должен быть установлен строго перпендикулярно к поверхности детали. Регулярная смазка метчика и строгое соблюдение направления его движения также крайне важны.
• На входе в отверстие, как упоминалось ранее, необходимо снять фаску, глубина которой должна составлять 0,5–1 мм в зависимости от диаметра. Для этого применяют сверло большего диаметра или зенковку, установленную в патроне сверлильного оборудования.
• Процесс нарезания внутренней резьбы начинается с метчика №1, который устанавливается в вороток. Не забудьте подготовить смазку для метчика перед началом работы. Сначала нужно выставить положение метчика относительно отверстия, так как корректировать его после того, как он окажется внутри, будет невозможно. Во время нарезания резьбы метчиком следуйте правилу: два оборота метчика вперед – один против. При повороте метчика назад стружка сбрасывается с его режущей части, и уменьшится нагрузка на инструмент. Нарезка резьбы плашкой выполняется аналогичным образом.
• После нарезки резьбы метчиком №1 в вороток устанавливается метчик №2, затем — метчик №3. Обработка ими осуществляется по описанной методике. Во время работы необходимо внимательно следить за моментом, когда инструмент начинает вращаться с повышенной нагрузкой — в этом случае следует повернуть вороток в обратную сторону, чтобы сбросить стружку.

Чем тверже обрабатываемый материал, тем обильнее должно быть смазывание метчика в процессе нарезки резьбы.

Перед нарезкой внутренней резьбы метчиком или нарезкой резьбы плашкой на наружных поверхностях, важно тщательно изучить эти процедуры и строго следовать указанным инструкциям. Только так можно обеспечить высокое качество и точность результата.

Подготовка и как правильно нарезать резьбу

Перед началом нарезания резьбы убедитесь, что вы собрали все необходимые инструменты и материалы:

• Электрическая дрель или сверлильный станок, способный работать на низких оборотах.
• Сверло или зенковка для снятия фаски.
• Вороток (ручной держатель для метчиков).
• Тиски для надежного закрепления заготовки.
• Керн для отметки.
• Молоток для ударов по керну.
• Машинное масло для смазки метчиков и нарезаемой резьбы.
• Ветошь для уборки.
• Комплект метчиков нужного размера.

Что касается технологии выполнения резьбы, следует придерживаться следующего поэтапного алгоритма:

1. Определите размер и тип резьбы, которую вы хотите создать, и выберите соответствующий метчик (именно поэтому имеет смысл однозначно указать, что нужен комплект).
2. Задержите заготовку в зажиме или на станке, чтобы она была фиксирована и не двигалась во время работы.
3. Нанесите на заготовку маркировку, указывающую начало резьбы и ее глубину.
4. Начните работу с метчиком, вставьте его в резьбовое отверстие или внутреннюю заготовку и постепенно поворачивайте его вправо и влево, создавая резьбу.
5. При необходимости добавьте масляную смазку, чтобы облегчить процесс резки.
6. После завершения резьбы удалите остатки металла и обработайте поверхность для улучшения качества.

Тем не менее, важно помнить, что нарезка резьбы метчиком требует опыта и навыков, поэтому, если вы не уверены в своих силах, разумно обратиться к профессионалу. Обязательно используйте разные метчики для различных задач и помните о мертвом ходе, который позволяет избежать повреждений резьбы.

Меры предосторожности

Когда вы нарезаете резьбу метчиком, следует придерживаться определенных мер предосторожности, чтобы избежать травм и достичь высокого качества результата. Вот они:

• Носите защитные очки — во время нарезания резьбы могут возникать осколки и мелкие частицы, которые способны повредить глаза;
• Используйте перчатки — они защитят руки от порезов и других травм при работе с метчиками;
• Проверьте, чтобы метчик был нужного размера — неправильный метчик может повредить резьбу или деталь;
• Используйте только качественное масло или смазку — перед началом работы метчики и поверхность материала обязательно должны быть смазаны для снижения трения и износа метчика. В качестве смазки можно использовать льняное масло, олифу, керосин, скипидар, сало или даже обычное мыло;
• Не перенапрягайте метчик — следует действовать аккуратно, так как чрезмерное усилие может привести к повреждению детали.

Хотя в статье мы акцентировали внимание на важности использования смазки или масла, стоит заметить, что это не всегда необходимо. Например, если вы работаете с чугуном или бронзой, то лучше обрабатывать детали без смазки.

Вот отличный видеоролик о том, как производить резьбу в металле с помощью метчика и метчикодержателя:

В данном видео объясняются некоторые особенности ручной нарезки резьбы.

Как нарезать резьбу метчиком

Успех любой операции по нарезке резьбы зависит от множества факторов, каждый из которых влияет на качество результата. Для эффективного нарезания резьбы метчиком следует соблюдать следующие указания:

1. Выбирайте метчик в соответствии с материалом и типом отверстия, для которого планируете производить нарезку;
2. Обеспечьте надежное закрепление детали — радиальное смещение может привести к поломке метчика или ухудшению качества резьбы;
3. Подбирайте сверло в зависимости от материала и диаметра обрабатываемого отверстия;
4. Необходимо минимизировать деформационные упрочнения (наклеп) обрабатываемого материала;
5. Выбирайте правильную скорость резания;
6. Используйте содержащуюся смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) в соответствии с условиями обработки;
7. При нарезании резьбы на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) проверьте значение подачи в программе. Для резьбового патрона она должна составлять 95–97% от шага резьбы для самозатягивания метчика и ограничения крутящего момента. Это обеспечивает свободное осевое движение метчика и правильный заход в отверстие, а также предохраняет его от поломки при случайном столкновении с дном глухого отверстия.

Как использовать СОЖ при нарезании резьбы метчиком

Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) играет важную роль в успешном нарезании резьбы метчиком. Подвод СОЖ влияет как на эффективность удаления стружки, так и на качество резьбы, а также стойкость инструмента. Подвод может быть как наружным, так и внутренним.

Внутренний подвод СОЖ. Такой тип подачи предпочтителен, поскольку он улучшает эвакуацию стружки, особенно при нарезании резьбы в материалах, дающих сверевые стружки, и в глубоких отверстиях (от 2 до 3 D). Также это снижает износ режущей кромки за счет хорошего охлаждения в зоне резания.

Наружный подвод СОЖ. Этот метод подачи является наиболее распространенным и может быть использован при удовлетворительном стружкообразовании. Для увеличения эвакуации стружки хотя бы одно сопло (или два при неподвижном инструменте) должно быть направлено максимально близко к оси инструмента.

Различные виды СОЖ/эмульсии

Существуют различные виды СОЖ, такие как на основе минеральных, синтетических и полусинтетических масел, а также растительных масел и минеральное масло без добавок. Важно понимать, какой тип СОЖ будет использован в станке, а также содержание масла.

Эмульсия на основе минеральных масел:

• Обладает хорошими режущими свойствами;
• Является наиболее распространённым типом СОЖ при нарезке резьбы метчиком;
• Содержание масла в эмульсии составляет 5–7% для обработки стали, 8–12% для труднообрабатываемых и нержавеющих сталей;
• Стабильная эмульсия, благоприятная для станка.

Синтетическая СОЖ:

• Обладает ниже режущими свойствами по сравнению с другими типами СОЖ при нарезании резьбы метчиком;
• Необходимо проверять соответствие эмульсии установленным требованиям и рекомендациям для нарезки резьбы метчиками;
• Стабильная СОЖ, но может быть неблагоприятной для станка.

Полусинтетическая СОЖ/эмульсия:

• Является относительно новым видом СОЖ на рынке;
• Обладает в целом хорошими режущими свойствами;
• Рекомендуется для обработки широкого спектра материалов;
• А также рекомендована для всех видов обработки;
• Обеспечивает стабильную эмульсию.

Эмульсия на основе растительного масла:

• Обеспечивает лучшие режущие свойства для метчиков по сравнению с другими эмульсиями;
• Не так популярна, как другие виды СОЖ;
• Содержание масла составляет 6–8% для обработки нержавеющих сталей, 10–12% для труднообрабатываемых нержавеющих сталей.

Минеральное масло без добавок:

• Используется в основном на токарных станках и для обработки деталей маленького размера;
• Обеспечивает оптимальные условия резания при нарезании резьбы метчиком;
• Стабильная эмульсия, способствующая качественной обработке.

Важно получить у поставщика СОЖ инструкции по смешиванию и рекомендации по содержанию масла, чтобы обеспечить эффективное использование материалов. Успех в нарезании резьбы метчиком во многом зависит от правильной подготовки, выбора инструментов и соблюдения технологий нарезки.