Классификация метчиков для нарезания резьбы

Резьба на металлических деталях создается с помощью специального приспособления – метчика. Разновидностей таких инструментов существует несколько. Метчики для нарезания резьбы могут классифицироваться по назначению, конструкции, классу точности, материалу, использованному при изготовлении на заводе.

Понятие метчика для нарезания

Метчик – это профильный инструмент, предназначенный для резки в заготовках с отверстиями внутренней резьбы. Внешне такое приспособление представляет собой металлический винт с проделанными в нем канавками.

Предназначение

Использоваться метчики могут как в промышленности, так и домашними мастерами.

С их применением подготавливаются резьбовые соединения в ДВС, магистральных сетях, узлах промышленного оборудования. Используются такие устройства и при ремонте деталей с уже нанесенной, но сорванной резьбой.

Конструктивные особенности

Современные метчики имеют продуманную конструкцию, позволяющую создавать максимально качественную внутреннюю резьбу. Основными их элементами являются:

• заборная часть;
• хвостовик с зажимной зоной;
• калибрующая часть;
• квадрат.

Зубцы на метчике, посредством которых делается нарезка, могут располагаться с разным шагом. По всей длине приспособления предусматриваются канавки, выполняющие одновременно 2 функции: удаление стружки и подачу в зону обработки смазывающей, охлаждающей жидкости. Количество таких канавок может варьироваться от 2 до 6.

Заборная зона инструмента отличается конической формой, а калибрующая – цилиндрической. Такая конфигурация позволяет уменьшить трение между элементами в процессе нарезки, а также добиться того, чтобы готовый результат получился максимально точным.

Принцип работы

Работает стандартный метчик за счет своего вращения. Совершать обороты приспособление при резке может в любом направлении в горизонтальной плоскости. Чаще всего вращение происходит вправо. Иногда на деталях требуется нанести левую резьбу. Для выполнения такой работы применяется левосторонний метчик.

Работа инструментом может производиться вручную или на промышленном станке. Нарезка выполняется на заготовке с уже имеющимся в ней отверстием. Иногда его приходится просверливать на месте. Резьба чаще всего создается по стандартным размерам ГОСТ.

Для выполнения резьбы отверстие может обрабатываться в несколько проходов или в один. Рабочая часть приспособления подразделяется на калибровочную и режущую зоны.

Первая формирует профиль резьбы в процессе ее нанесения, обеспечивает движение метчика по уже созданным виткам.

Государственный стандарт (ГОСТ)

При изготовлении метчиков производители руководствуются чертежами, разработанными с учетом требований ГОСТ. Помимо размеров, стандартами регламентируются твердость рабочей части, степень ее биения, допуски. Точность резки зависит от класса точности метчика по ГОСТ.

Классы точности

Этот параметр устанавливается для приспособлений с учетом полей допуска среднего диаметра резьбы. Для инструментов метрического типа существуют 4 класса точности. Приспособления класса 1, 2, 3 изготавливаются со шлифованным резьбовым профилем, класса 4 – с нешлифованным. Метчики 4-го класса предназначены для работы вручную. Инструменты классов 1, 2, 3 бывают машинно-ручными и гаечными. Трубные устройства могут иметь класс точности В1, А2, А3, дюймовые – C и D.

Маркировка

Характеристики метчика можно определить, посмотрев имеющиеся на нем надписи. В маркировке приспособления указываются по порядку:

• размер и тип резьбы;
• класс точности.

На левосторонние инструменты добавляется пометка LH. Бывает так, что резьба приспособления отличается мелким или крупным шагом, не являющимся стандартным. В этом случае после показателя диаметра резьбы проставляется параметр этого шага. Стандартный шаг на метчиках в маркировках не указывается. Если устройство сделано из нержавейки, в отметке дополнительно присутствует обозначение HSS.

В маркировке приспособления может содержаться дополнительная информация:

• резьбовой сбег;
• шаг канавок;
• марка стали, использованной для изготовления;
• группа применения;
• угол канавок;
• внутреннее охлаждение;
• вращение канавок;
• номер партии производителя.

Наносятся отметки на хвостики метчиков.

Видовое разнообразие: классификация

Все существующие на рынке метчики делятся на несколько видов. Приспособления могут подразделяться по нескольким признакам.

По назначению

По этому параметру существуют такие типы метчиков:

• ручные;

• машинные;

• машинно-ручные.

При выполнении резьбы приспособлениями ручного типа дополнительно используются тиски и вороток. Такие метчики во многих случаях поставляются производителями комплектами. Наборы чаще всего включают в себя 3 вида инструментов: средний, черновой и чистовой.

Машинные разновидности крепятся в станочном оборудовании. Основное их отличие от ручных приспособлений – в геометрии. Машинные метчики должны быть удобными для высокоскоростной работы. Это определяет особенности их конструкции.

Машинно-ручные инструменты подходят и для станочного оборудования, и для резки вручную. В последнем случае резьба может иметь шаг до 3 мм. Эти метчики поставляются изготовителями в нескольких вариантах – для разного вида отверстий.

По конструкции

В соответствии с конструктивными особенностями существует несколько типов метчиков:

• Бесканавочные инструменты подходят для работы на вязких материалах. Канавки они имеют короткие. Такими метчиками производится нарезка в деталях из низкоуглеродистых сталей.

• У ступенчатых приспособлений рабочая зона состоит из 2 частей. Первая – наносит резьбу, а вторая ее выглаживает.

• У устройств винтового типа канавки прокладываются спиралью. Этот вариант инструментов применяется на современных станках высокой производительности.

• В конструкции комбинированных инструментов имеется сверло. С помощью приспособления такого типа в заготовке резьба создается одновременно со сверлением отверстия.

• Инструменты колокольного типа предназначаются для резки на заготовках большого диаметра. Конструктивно они включают в себя несколько режущих частей, установленных в единой оправе.

• Метчики – протяжки устанавливаются в токарных станках. Применяются они для обработки заготовок по сквозным отверстиям.

Существует несколько метчиков, которые различаются по конструкции.Существует конструктивный тип метчиков, полость для подачи СОЖ у которых проходит внутри. Производители выпускают на рынок и инструменты, предназначенные для нарезки редко используемых и специальных разновидностей резьбы.

По типу нарезаемой резьбы

По этому признаку устройства могут быть:

• метрические;

• трубные;

• дюймовые.

Профиль метрического приспособления выглядит как равнобедренный треугольник с углами 60°. С помощью приспособлений этой разновидности можно создавать практически любые профили. Метрические инструменты разных размеров имеют собственный основной шаг, т. е. расстояние в резьбе между витками. Подбирая устройство для резки с нужным шагом, необходимо пользоваться таблицей ГОСТ.

Типоразмер метчика	Диаметр отверстия, мм	Шаг резьбы основной
М1	0,75	0,25
М2	1,6	0,4
М3	2,5	0,5
М4	3,3	0,7
М5	4,2	0,8
М6	4,95	1
М7	5,95	1
М8	6,7	1,25
М9	7,7	1,25
М10	8,43	1,5
М11	9,43	1,5

Рабочая часть дюймовых метчиков отличается конической формой. Профиль наносимой ими резьбы характеризуется более острым углом – 55°.

Трубные инструменты бывают цилиндрические либо конические. Нужны такие инструменты для создания надежных соединений частей трубопроводов.

По материалу изготовления

При производстве метчиков на заводе материал используется с учетом того, для чего предназначается инструмент. Ручные устройства делают из высокоуглеродистых инструментальных сталей. При этом наиболее популярными марками такого металла являются У10А, У12А.

Машинные метчики делают из сталей быстрорежущих. Чаще всего при производстве машинных приспособлений изготовитель использует стали этого типа марки Р6М5К5.

В заготовках из труднообрабатываемых материалов нарезка выполняется твердосплавными инструментами.

Критерии выбора метчика: на что обратить внимание

Таким образом, при покупке метчика стоит ориентироваться на такие его характеристики:

• способ применения – ручной, машинно-ручной или машинный;
• размер резьбы;
• тип стали, использованной при производстве приспособления;
• профиль создаваемой резьбы;
• направление вращения инструмента.

При подборе устройства следует учитывать и параметры материала той заготовки, внутри которой будет наноситься резьба. Приспособление должно быть сделано из подходящей по качеству стали.

Приобретать инструменты лучше в комплекте, чтобы иметь возможность создавать резьбу в 2 или 3 прохода. Комплексный подход позволяет выполнять резьбу максимально качественно.

Другая характеристика, на которую стоит ориентироваться при выборе приспособления, – это диаметр отверстия в заготовке.

Показатель метчика должен немного превышать этот параметр. Только при таком соотношении можно будет наносить точную резьбу.

Как правильно самостоятельно нарезать резьбу метчиком

Технологически процесс выполнения резьбы метчиком можно разбить на несколько несложных операций:

1. Заготовка надежно зажимается в стандартных тисках. Крепится она таким образом, чтобы сверлить отверстие и наносить резьбу было максимально удобно.
2. В заготовке сверлится отверстие. Сверло при сверлении удерживается строго вертикально.
3. Сверло подбирается исключительно остро заточенное для предотвращения перегрева металла при работе. Резьба, нанесенная на перегретой стали, получается менее прочной. Готовое отверстие зенкуется. В глухих пазах выполняется припуск по глубине.
4. Резка производится точными, размеренными движениями посредством воротка. При комплексном применении метчиков не допускается пропуска номеров. Сначала должен использоваться черновой инструмент, затем – средний и на заключительном этапе – чистовой.
5. После каждого оборота воротка дается половина оборота в другую сторону для избавления от стружки путем выбрасывания ее из канавок.
6. После резки производится прочистка отверстия. Сквозные пазы проходятся ершиком из проволоки, глухие чистятся методом продувки.
7. На заключительном этапе выполняется проверка готовой резьбы с помощью болта или винта. Последние должны заходить в отверстие плавно, без усилия и перекоса.

Диаметр сверла под отверстие в заготовке подбирается по таблицам ГОСТ.

Диаметр резьбы	Шаг	Диаметр сверла
2	0,4	1,6
3	0,5	2,5
4	0,7	3,3
5	0,8	4,2

Рассчитать диаметр несложно самостоятельно. Этот показатель для сверла всегда меньше диаметра резьбы примерно на размер шага. Если отнять от диаметра резьбы в 2 мм показатель шага 0,4 мм, получится необходимый диаметр сверла – 1,6 мм. Для примера: необходимый диаметр сверла для резьбы на 10 мм с шагом в 1,5 мм таким образом будет равен 8,5 мм.

Возможные проблемы и сложности

При нарушении технологии использования или из-за износа устройства при нарезке резьбы могут ломаться. Такая ситуация всегда перерастает в трудноразрешимую проблему. Изготавливаются метчики из лучших марок сталей. Поэтому высверлить оставшуюся в отверстии часть сломанного инструмента стандартным сверлом невозможно.

Таким образом, допускать поломки инструмента нельзя. Чтобы такого не случилось, во время работы следует соблюдать следующие правила:

• отверстие в заготовке нужно сверлить достаточно большое;
• во время работы нельзя допускать перекосов;
• к воротку не стоит прикладывать слишком большие усилия;
• нельзя забывать делать обратный половинный оборот для удаления стружки.

Высверлить сломавшийся фрагмент инструмента из отверстия невозможно. Но для его извлечения можно применить инструмент экстрактор. Его шпильки заводятся в канавки и зажимаются с другой стороны в цилиндрической оправке. Проворачивая оправку воротком, можно аккуратно выкрутить оставшийся в отверстии фрагмент. Также для извлечения обломков из заготовок может использоваться точечная сварка или метод вытравливания кислотой.

Другой проблемой использования метчиков является их слишком быстрый износ. Происходит так, когда во время работы в зону резания подается недостаточное количество СОЖ. Сильно изнашивается приспособление и при недостаточно высокой скорости нарезки.

В некоторых случаях поверхность выполненной резьбы может получаться рваной. Так происходит или из-за слишком высокой скорости нарезки, или из-за того, что на режущей кромке инструмента образовался нарост.

Чтобы избежать образования наростов, метчики для работы следует выбирать правильно. Для мягких материалов полагается использовать устройства без покрытия, для нержавеющих сталей – с покрытием типа V. Образовываться нарост может и из-за низкой скорости резания или недостаточного подвода СОЖ.