В машиностроении применяют два типа соединений — разъемные и неразъемные. Первый тип получается благодаря клепкам и болтовым креплениям, такой способ наиболее распространен. Второй тип получается при помощи сварного шва, пайки припоем, а также склеивания деталей. Если детали скрепляются первым способом, используют специальные резьбы по металлу, которые бывают разных видов.
Основные параметры и свойства
Профиль резьбы различного материала представляет собой сечение плоскости, проходящей вдоль оси заготовки. К основным характеристикам относят:
- Внешний диаметр представляет собой размеры по вершинам у цилиндра, а также впадин у внутренних поверхностей. У трубной резьбы диаметр обозначается условно в дюймах.
- Внутренний диаметр — это параметр резьбы, указывающий размеры вписываемого цилиндра по вершинам внутренних резьбовых профилей, либо по впадинам внешних соединений.
- Шаг — это расстояние между сторонами двух витков, лежащих рядом, которое измеряется вдоль оси детали.
- Угол профиля представляет собой значение между сторонами треугольника профиля резьбы, который измеряют в осевой плоскости.
- При продолжении сторон профиля получают высоту исходного треугольника.
Назначение
Резьбовые профили бывают наружными и внутренними. Они применяются для следующих целей:
- надежного закрепления частей механизма на необходимом расстоянии;
- создания герметичного соединения труб;
- предотвращения перемещения детали.
Виды резьбы
Цилиндрическая резьба по металлу классифицируется по размерам, положению на поверхности, числу заходов и области использования. В производстве выделяют несколько видов резьбы:
- метрическую;
- дюймовую (условные обозначения размеров в дюймах);
- метрическую коническую;
- круглую;
- трапецеидальную;
- упорную.
Данные виды используются в промышленности для соединения деталей различных видов.
Метрическая
Такой вид резьбового профиля применяется для крепежных соединений. В результате соблюдения технических условий ее можно использовать как ходовую. В разрезе резьба имеет вид треугольника с равными боковыми сторонами, угол вершины которого равен 55°. Изготавливается с одним или несколькими заходами для увеличения прочности соединения деталей.
В промышленности выделяют резьбы с размерами от 0,25 мм до 600 мм, при шаге 0,25 мм до 6мм, правого и левого исполнения. Мелкий шаг применяется для тонкостенных поверхностей. В маркировке изделия присутствует буквенное обозначение М, размер, шаг, а также добавляют число заходов и вид исполнения.
Дюймовая
Применяется такой тип резьбы для соединения труб и запорной арматуры. Наносится на металлические поверхности и пластик. Размеры указываются в дюймах, в разрезе имеет вид треугольника с равными сторонами с углом вершины 55°. Впадины и вершины удаляются для предотвращения притирания металла. Размерный ряд начинается от 3/16 до 4 дюймов.
Метрическая коническая
Данный резьбовой профиль наносят на заготовку конического вида по внутренней или внешней поверхности. По техническим условиям угол конусности составляет значение 1:16. Применяется в трубных креплениях для создания повышенной герметичности. На чертежах метрическая коническая резьба маркируется МК, затем указывается значения размера и шага.
Круглая
Круглая резьба используется в трубных крепежах, при соединении кранов, стыков и ответвлений. В документации маркируется Кр, после указаны номинальные размерные значения. В основании и на вершинах производятся округлый профиль с углом 30°.
Трапецеидальная
Резьбу такого вида считают ходовым. Отличается от аналогов свойством самостоятельного торможения. Данная характеристика достигается при вращательном движении гайки по валу, в результате которого появляется повышенное трение. Не требует использования дополнительных элементов для закрепления деталей.
Применяется трапецеидальная резьба для преобразования вращения в поступательное трапецеидальное. Используется в автомобильной технике, промышленном оборудовании, станках, робототехнике. Движение детали на валу проходит плавно без рывков. Номинальные размеры от 8 мм до 640 мм, при шаге от 1,5 мм до 12 мм. На схемах маркируется Тр, а после указываются основные параметры.
Упорная
Используется такой тип резьбового профиля для оборудования, на валах которого наблюдается повышенная осевая нагрузка. В разрезе представляет собой трапецию с расположением рабочей стороны под углом 3°, а другой под углом 30°. Обозначается латинской буквой S.
Достоинства и недостатки резьбовых соединений
К эксплуатационным преимуществам резьбового соединения относят:
- Контроль над усилием при изготовлении профиля резьбы на заготовке.
- В результате эффективного самоторможения происходит фиксирование в необходимом положении.
- Простота сборки и разборки при помощи доступных инструментов.
- Низкие затраты на изготовление.
- Разновидности соединений.
- Возможность крепления деталей большого размера.
Минусом резьбового соединения считают неравномерную нагрузку по линии профиля резьбы. Такое явление может привести к преждевременному разрушению первого витка, в результате повышенных эксплуатационных усилий. Также недостатком является эффект самостоятельного отвинчивания под действием вибраций.
Нарезание резьбы
Производится при помощи нескольких способов:
- Резцом и резцовой гребенкой. Выполняется на станке при помощи необходимых резцов, благодаря этому получаются точные калиброванные измерительные приспособления. Используется редко из-за малой скорости изготовления.
- При помощи накатной плашки, в результате проката по телу детали получают поверхность с резьбой. Получается при выдавливании на заготовке при помощи роликов.
- Фрезеровка резьбового соединения удается при использовании специальных инструментов. Фреза врезается в заготовку, постепенно снижаясь на шаг резьбы.
- Шлифовальным оборудованием изготавливают соединение для измерительного оборудования с высокой точностью.
Самостоятельно в условиях гаража можно изготовить внешний профиль крепежа, при этом следует выполнить следующие манипуляции:
- Заготовку закрепить в тисках, ее диаметр должен соответствовать размеру внешней резьбы.
- Подобрать плашку и закрепить в держателе.
- При помощи напильника снять фаску с заготовки, затем промазать маслом.
- Аккуратно опустить плашку на деталь.
- Медленно поворачивая инструмент накручивать его до отметки необходимой длины резьбы.
Для внутренней нарезки применяют метчики и выполняют следующие манипуляции:
- Используя справочные таблицы, уточнить необходимый диаметр сверла.
- Закрепить заготовку в тисках, при помощи электрической дрели просверлить отверстие. При этом инструмент должен находиться под прямым углом. Углубление нужно сделать больше, чем размер профиля с учетом конуса метчика.
- Заменив сверло на зенковку, снять фаску с поверхности отверстия.
- Первый прогон выполняют инструментом первого номера, смазав маслом рабочую поверхность.
- Два поворота метчиком чередуют с одним в противоположную сторону, для того чтобы предотвратить поломку инструмента и сброса стружки.
- Далее повторяют прогон метчика второго и третьего номера. Номера указаны на хвостовике.
Для предотвращения поломок инструмента рекомендуется следующее:
- Для внешней резьбы с заготовки снять фаску, плашку устанавливать на нее под прямым углом, предварительно смазав маслом.
- При перекосе обрезать и продолжить нарезку резьбы.
- Перед тем как нарезать внутреннюю резьбу, просверлить отверстие при этом инструмент держать перпендикулярно. Снять фаску и смазать масло.
- Чтобы предотвратить поломку метчика, не рекомендуется применять станки и оборудование для усиления.
- При поломке инструмента следует использовать приспособления для удаления остатков из углубления.
Для получения качественного крепления необходимо соблюдать рекомендации и правила по нарезанию резьбы. Подбор качественного инструмента облегчит задачу и ускорит процесс.