Метрическая резьба

Основные параметры

Каждая резьба имеет точные геометрические параметры. Для метрической характерен треугольный профиль резьбы, который также называют крепежным. Его используют для деталей, соединяемых между собой свинчиванием. Размер профиля определяется его высотой.

Высота профиля (Н) – это отрезок от основания до вершины равностороннего треугольника, который образуется при поперечном разрезе витка. Выступы и впадины выполняют в виде треугольников со срезанными вершинами. В некоторых случаях впадины закругленные.

Если стороны каждого витка мысленно продлить до точки их пересечения, то они сформируют угол профиля (α).

Профиль резьбы

Основные параметры, указанные в обозначениях метрической резьбы, характеризуют ее размер. К ним относятся диаметр и шаг.В обозначениях метрической резьбы указывают основные параметры.

Диаметр резьбы делят на 4 вида:

• наружный;
• внутренний;
• средний;
• номинальный.

Такие параметры резьбы, как ход (Р_h) и шаг (Р), взаимозависимы и равны для однозаходной системы.

Ход и шаг резьбы

Участок, разделяющий одноименные точки на двух витках, — это шаг резьбы. Выделяют основной шаг (крупный) и мелкий.

Ход резьбы – отрезок, соединяющий две одинаковые точки на соседних витках одного захода. В случае, когда заходов несколько, ход выражают через произведение числа шагов на количество заходов.

К основным элементам резьбы также относятся:

• Поверхность под наклоном 45º перед внутренней или за наружной, называется фаской. Она играет роль в соединении элементов.
• Сбег – место перехода к не нарезанной поверхности детали. Объединяет эти два показателя длина, то есть отрезок с витками, фаской и сбегом.

Для резьбы метрической основные размеры сведены в таблицы соответствующих стандартов: ГОСТ 9150-2002, ГОСТ 8724-2002, ГОСТ 24705-2004.

О возможных конструкционных отклонениях, вызванных свойствами материалов, сообщают поля допусков, со значениями, не превышающими номинальный профиль, сформированный максимумом материала. Эти показатели влияют на точность посадки резьбы – плотность проникновения выступов в зазоры.

Поля допусков резьбы делят на три класса точности. А также на 4 вида по предпочтительности по выбору.

Как нарезают резьбу – резьбонарезное оборудование и инструмент

Выбор резьбонарезного оборудования зависит от типа и масштабов производства, материала и размеров труб, требований к точности резьбы и других факторов.

Резьбу можно получить методом накатки или нарезки.

Резьбу методом накатки получают с помощью специальных резьбонарезных роликов. Для этого заготовку устанавливают между роликами с необходимым контуром резьбы и накатывают витки резьбы на резьбонакатных автоматах и полуавтоматах, а иногда на токарных и револьверных станках. Благодаря плавному распределению волн напряжения между витками за счет деформации металла, такая резьбы отличается высокими механическими характеристиками и высокой производительностью.
Однако точность используемых роликов должна быть на очень высоком уровне, а материал изготовления обладать повышенными механическими свойствами – чаще всего используется высоколегированные штампованные стали.

Нарезанные резьбы более просты в изготовлении, однако по механическим свойствам и пределу выносливости уступают накатанным. Это связано с наличием более острых кромок профиля и более высокого значения коэффициента напряжения.

По способу нарезки резьбы подразделяется на ручную и с помощью специального станка.

При ручной нарезке используются специальные приспособления: метчик (для внутренней трубной резьбы) и плашки (для наружной трубной резьбы), или специальный резьбонарезной ручной инструмент – клупп, осуществляющий нарезку с помощью подвижных регулируемых гребенчатых резцов. Ручную нарезку рекомендуется производить при диаметрах труб до 1 дюйма, так как большие диаметры требуют значительно больших физических усилий.

Для больших нагрузок и объемов работ сегодня существует огромный выбор надежного резьбонарезного инструмента: от переносных электрорезьбонарезных инструментов до специальных станков, способных справиться с нарезкой резьбы любого типа на трубах всевозможных диаметров из любых материалов.

В нашей компании ITC (АйТиСи) представлен широкий ассортимент резьбонарезного инструмента Ridgid и Rex. Мы являемся официальным дилеров в России этих торговых марок, поэтому можем предложить не только лучшие цены, но и гарантийное и постгарантийное обслуживание.

Трубная дюймовая резьба

Особенностью трубной резьбы можно назвать то, что в документации всегда указывается только внутренний диаметр трубы. При этом не учитывается толщина стенок. Дюймовые трубы характеризуются следующими особенностями:

1. Резьбой называют канавку винтового типа с постоянным шагом и сечением. Она может наносится на трубы, изготавливаемые из различных материалов.
2. У трубных вариантов основные параметры указываются в дюймах. Следует учитывать, что один дюйм составляет 25,4 мм.
3. Внутренний диаметр дюймовoй трубы может указываться в специальных таблицах. Этот параметр используется для того, чтобы рассчитать высоту витка. Они обладают более острыми гребнями-впадинами.
4. Нитки создаваемых канавок слегка закручиваются. За счет этого резьба трубная цилиндрическая обладает более высокой прочностью.
5. Как ранее было отмечено, профиль витков может отличаться: цилиндрический и конический.

Распространение водопроводных труб с рассматриваемом типом резьбы можно связать с простотой выполнения монтажных работ. Наибольшее распространение получили следующие типы труб:

1. С 14 нитками на один дюйм. В данном случае шаг составляет 1,814 мм.
2. С 11 нитками на один дюйм. Подобный вариант исполнения имеет шаг 2,309 мм.

Метрические и трубные варианты исполнения изготавливаются при применении схожих технологий. Стоит учитывать, что проводить нарезку витков можно ручным или механическим способом. Нарезка при применении ручных инструментов проводится следующим образом:

1. Для фиксации заготовки применяются зажимные тиски. Для применения инструментов могут применять специальные держатели
2. Плашка предназначена для создания наружной поверхности, метчик внутренней.
3. Перед выполнением работы следует проводить смазывание инструменты и обрабатываемой заготовки специальным веществом, которое упрощает применение инструмента. Нарезание проводится путем вращения инструмента.
4. Для повышения качества получаемых витков процедура повторяется несколько раз.

Таблица дюймовой резьбы

Для автоматизации процесса может применяться токарный станок. Работа проводится по следующему алгоритму:

1. Для образования витков на поверхности применяется специальный резец.
2. Обрабатываемая труба фиксируется в зажимном патроне.
3. В большинстве случаев на конце трубы создается фаска обычных проходным резцом, после чего настраивается подходящая скорость перемещения суппорта.
4. Стоит учитывать, что для нарезания рассматриваемой поверхности подходит исключительно соответствующий станок. Он должен иметь резьбовую подачу.

В промышленности применяются исключительно станки, так как за счет автоматизации процесса ускоряется процесс и снижается себестоимость изделия.

Основные параметры и свойства

Профиль резьбы различного материала представляет собой сечение плоскости, проходящей вдоль оси заготовки. К основным характеристикам относят:

1. Внешний диаметр представляет собой размеры по вершинам у цилиндра, а также впадин у внутренних поверхностей. У трубной резьбы диаметр обозначается условно в дюймах.
2. Внутренний диаметр — это параметр резьбы, указывающий размеры вписываемого цилиндра по вершинам внутренних резьбовых профилей, либо по впадинам внешних соединений.
3. Шаг — это расстояние между сторонами двух витков, лежащих рядом, которое измеряется вдоль оси детали.
4. Угол профиля представляет собой значение между сторонами треугольника профиля резьбы, который измеряют в осевой плоскости.
5. При продолжении сторон профиля получают высоту исходного треугольника.

Трубная цилиндрическая, трубная коническая и коническая дюймовая

Трубная цилиндрическая резьба нашла свое применение при сооружении трубопроводов. Производители выпускают изделия, на которых наносят резьбу от 1/16 до 6 дюймов. При этом, на один дюйм может быть нанесено до 28 до 11 ниток резьбы.

Трубная коническая резьба

Она этого вида применяется как крепежно-уплотняющая. Требования к ней определены в ГОСТ 6211-81. В этом документе говорится о том, что профиль должен соответствовать дюймовому профилю. Ее изготавливают на конусе с углом 1:16.

В основании лежит угол в 55⁰.

Она обеспечивает герметичность соединения без применения, каких либо дополнительных приспособлений (шайб, герметиков и пр.). Использование этого вида соединения резко снижает время на сборку/разборку соединения. Ее можно встретить в системах подачи масла, топлива, пара и пр.

Дюймовая коническая резьба

Ее чаще все применяют для соединения элементов, входящих в топливные, масляные и другие трубопроводы. Еще не так давно, она была стандартизирована на основании дюймовой системы мер.

Плашка дюймовая коническая

В основании лежит треугольник с углом в 60 ⁰. Но, в последние годы, на практике стали чаще использовать конический профиль изготовленный на основании метрической системы мер.

Измерение внутреннего диаметра резьбы

Внутренний диаметр нарезки контролируется измерительным приспособлением с заострёнными ножками – кронциркулем. Для организации вычислительных работ нужно установить инструмент на шаблонную деталь по резьбовому калибру, и затем проделать сравнение с исходным внутренним диаметром резьбовых соединений. Кронциркуль должен находиться относительно измеряемой оси под углом.

Также измерение внутренней резьбы может осуществляться приборами для цилиндрической резьбы. Это обусловлено тем, что внутренний диаметр имеет гладкую поверхность, что идеально подходит для формы наконечников, используемых в этих инструментах. Проверка полученных измерений делается посредством калибров-пробок.

Трапецеидальная резьба

Трапецеидальный профиль относят к ходовым. Отличительное свойство этого вида профиля заключается в том, что она самотормозящая. Это вызвано тем, что при перемещении гайки по стержню развивается большая сила трения. Такое свойство позволяет избежать дополнительного фиксирования гайки на валу.

Трапецеидальный профиль используется для того, что бы преобразовать вращательное движение в трапецеидальное. Как пример, можно привести ходовой вал, устанавливаемый в токарных или шлифовальных станках. Кроме этого оборудования, он нашел свое применение в кузнечно-прессовом оборудовании, автомобильной и тракторной технике. Вообще узлы с трапецеидальным профилем используют для перемещения кареток на сборочных конвейерах, в литьевых машинах, робототехнике и пр.

Трапецеидальная резьба

На практике применяют изделия с размерами от 8 до 640 мм. Шаг составляет от 1,5 до 12 мм.

При внесении параметров на чертежах или документах применяют буквы Тр, затем указывают геометрические параметры.

Требования к параметрам изложены в ГОСТ 24738-81.

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.

Основные размеры дюймового крепежа UNC приведены в таблице дюймовых резьб

Типоразмер	Наружный диаметр, дюймов	Наружный диаметр, мм	Диаметр сверления, мм	Число витков на дюйм	Шаг, мм
N 1 – 64 UNC	0,073	1,854	1,50	64	0,397
N 2 – 56 UNC	0,086	2,184	1,80	56	0,453
N 3 – 48 UNC	0,099	2,515	2,10	48	0,529
N 4 – 40 UNC	0,112	2,845	2,35	40	0,635
N 5 – 40 UNC	0,125	3,175	2,65	40	0,635
N 6 – 32 UNC	0,138	3,505	2,85	32	0,794
N 8 – 32 UNC	0,164	4,166	3,50	32	0,794
N 10 – 24 UNC	0,190	4,826	4,00	24	1,058
N 12 – 24 UNC	0,216	5,486	4,65	24	1,058
1/4″ – 20 UNC	0,250	6,350	5,35	20	1,270
5/16″ – 18 UNC	0,313	7,938	6,80	18	1,411
3/8″ – 16 UNC	0,375	9,525	8,25	16	1,587
7/16″ – 14 UNC	0,438	11,112	9,65	14	1,814
1/2″ – 13 UNC	0,500	12,700	11,15	13	1,954
9/16″ – 12 UNC	0,563	14,288	12,60	12	2,117
5/8″ – 11 UNC	0,625	15,875	14,05	11	2,309
3/4″ – 10 UNC	0,750	19,050	17,00	10	2,540
7/8″ – 9 UNC	0,875	22,225	20,00	9	2,822
1″ – 8 UNC	1,000	25,400	22,25	8	3,175
1 1/8″ – 7 UNC	1,125	28,575	25,65	7	3,628
1 1/4″ – 7 UNC	1,250	31,750	28,85	7	3,628
1 3/8″ – 6 UNC	1,375	34,925	31,55	6	4,233
1 1/2″ – 6 UNC	1,500	38,100	34,70	6	4,233
1 3/4″ – 5 UNC	1,750	44,450	40,40	5	5,080
2″ – 4 1/2 UNC	2,000	50,800	46,30	4,5	5,644
2 1/4″ – 4 1/2 UNC	2,250	57,150	52,65	4,5	5,644
2 1/2″ – 4 UNC	2,500	63,500	58,50	4	6,350
2 3/4″ – 4 UNC	2,750	69,850	64,75	4	6,350
3″ – 4 UNC	3,000	76,200	71,10	4	6,350
3 1/4″ – 4 UNC	3,250	82,550	77,45	4	6,350
3 1/2″ – 4 UNC	3,500	88,900	83,80	4	6,350
3 3/4″ – 4 UNC	3,750	95,250	90,15	4	6,350
4″ – 4 UNC	4,000	101,600	96,50	4	6,350

Как определяется шаг резьбы без резьбомера линейкой

Если под рукой не оказывается специального инструмента, то вовсе не обязательно спешить в магазин для его приобретения. Если нужно узнать значение шага резьбы, то сделать это можно без резьбомера. Для этого можно воспользоваться линейкой (лучше конечно взять в руки штангенциркуль). Надо отметить, что определение шага нарезки линейкой позволяет получить менее точный результат, чем при использовании резьбомера или штангенциркуля

Это важно учитывать, и если нужно получить точные показания, то лучше воспользоваться специализированным прибором

В этом разделе рассмотрим, как можно узнать шаг резьбы, имея под рукой только линейку. Многие наверняка догадались, как это сделать, но все же рассмотрим особенности процедуры подробно.

Для начала нужно отметить, что метрические и дюймовые нарезки изготавливаются с соблюдением соответствующих стандартов. Это позволяет определить расстояние между витками нарезки, не имея специального инструмента. Сделать это можно следующим образом:

1. Расположить деталь (болт с резьбой) рядом с линейкой
2. Внимательно посмотреть на вершины витков. Если они совпадают с миллиметровыми делениями линейки, то это значит, что шаг резьбы составляет 1 мм
3. Если витки не совпадают с делениями шкалы линейки, тогда следует воспользоваться другим способом. Для этого нужно посчитать количество витков на детали в определенном диапазоне (на 1 или 2 см)
4. Чтобы узнать шаг, нужно взять диапазон в миллиметрах и разделить на полученное количество витков, например, на диапазоне 20 мм было насчитано 17 витков. Если разделить 20 мм на 17 витков, то получим значение 1,17, что соответствует ближайшему стандартному шагу в 1,25 мм. Для проведения более точных подсчетов необходимо отнять один виток, так как отчет нужно проводить не с одного, а с нуля, поэтому получим 20/16=1,25 мм
5. Чтобы не проводить расчеты, можно воспользоваться табличными значениями. Таблица для определения шага нарезки представлена ниже

Таблица определения шага метрической резьбы

Выше описана инструкция, как определить шаг для метрической резьбы. По аналогичному принципу осуществляется измерение для дюймовой нарезки

Для этого важно знать, что 1 дюйм равен 25,4 мм. Для определения шага дюймовой нарезки необходимо:

1. Посчитать количество витков на расстоянии 25,4 мм, приложив к заготовке линейку
2. Соответствующее количество витков указывает на шаг нарезки
3. На расстоянии 25,4 мм или 1 дюйма может присутствовать от 4 до 28 витков
4. Если изделие имеет короткую длину (меньше 25,4 мм), тогда измерения проводятся на участке в 2 раза меньшем, то есть, на 12,7 мм. Полученное значение количества витков нужно умножить на 2, получив при этом соответствующее количество витков на 1 дюйм

Чтобы убедиться в правильности проведенных действий, сверяем полученные значения с табличными.

Таблица для определения шага дюймовой резьбы

Надо понимать, что для получения максимально-точных результатов, рекомендуется воспользоваться резьбомером.

Виды резьбы

Как уже отмечалось, все виды стыков этого класса стандартизированы. Например, ГОСТ 24705-2004 определяет размеры метрического профиля, в частности, угол в основании, шаг и пр. Всего к метрическому виду относят порядка 15 отечественных и иностранных стандартов.

Существует так же и классификация стыков этого типа. Ее выполняют на основании ее геометрических размеров, расположению на изделии и количеству заходов, или исходя ее практического использования.

Ниже приведен перечень, в котором указаны типы конструкций разъемных соединений и их обозначения:

• метрическая (M);
• метрическая коническая (MK);
• цилиндрическая (MJ);
• трубная цилиндрическая (G);
• трубная коническая (R);
• круглая для санитарно-технической арматуры (Кр);
• трапецеидальная (Tr);
• упорная (S);
• упорная усиленная (S45°);
• эдисона круглая (E);
• метрическая (EG-M);
• дюймовая цилиндрическая (UTS: UNC, UNF, UNEF, 8UN, UNS);
• дюймовая (BSW);
• дюймовая коническая (NPT);
• нефтяной сортамент.

Трубная дюймовая резьба

Все эти конструктивные элементы используются во всех отраслях промышленности, начиная от авиационной и закачивая пищевой.

Применение калибров

Пробки со вставками являются главным типом резьбовых пробок, имеют конусный хвостовик. Они изготавливаются диаметром от 1 до 50 мм. Уплотнение резьбовых соединений с внешним диаметром от 50 до 100 мм делают в виде насадок, фиксируемых на концах пластмассовой ручки винтами. Проверку внешней резьбы производят резьбовыми кольцами, изготовленными диаметром от 1 до 100 мм. Проходные кольца нарезаются по всей ширине кольца. Их внешняя поверхность накатывается. Непроходимые кольца обладают укороченной резьбой (оставляют только два три витка с укороченной резьбой). На них создают отличительную проточку посередине внешней накатанной цилиндрической поверхности кольца.

Коническая трубная резьба по ГОСТ 6211-81 и ее маркировка

Резьбовые соединения этого вида предназначены для работы в условиях высокого давления, применяются в гидравлических системах мобильного инструмента, приводящих в движение тяжелые механизмы (гидростанции), для подключения гибких рукавов и муфт, рассчитанных на давление 700 и более бар. Данный вид резьбового соединения имеет следующие особенности:

• ГОСТ регламентирует не только максимальный наружный диаметр в 6″, но и длину нарезки, которая разбивается на полную длину и рабочую часть.
• Уклон конуса имеет соотношение 1:16 по всей длине, ход резьбовой насечки включает в себя четыре позиции и привязан к внешнему диаметру.
• Маркировка включает в себя номинальный диаметр резьбы в дюймах и тип изделия, который обозначается латинской буквой R с дополнительными символами C и Р, означающими внутреннюю коническую или внутреннюю цилиндрическую нарезку. Направление указывается для левостороннего исполнения, имеет символьное обозначение LH.

Достоинства и недостатки резьбовых соединений

Соединения, получаемые с ее помощью, пожалуй, самые распространенные среди разъемных. В отличие от прочих видов разъемных соединений они обладают следующими достоинствами:

• надежностью;
• простотой монтажа и демонтажа;
• низкой стоимостью, которая обусловлена унификацией и массовым изготовлением крепежных деталей. Для производства применяют как точение, так и накатку.

Это соответственно снижает прочностные параметры соединения. Довольно, часто, в узлах, где использована резьба, приходится применять дополнительные устройства для предотвращения самораскручивания. Разумеется, средства стопорения применяют исходя из назначения узла, например, колесо автомобиля.

Диаметр резьбы

Условный параметр, которым обозначают резьбу на чертежах и в справочных таблицах, называют номинальным диаметром.

Если вокруг выступов наружной резьбы и впадин внутренней описать воображаемый цилиндр, то его диаметр будет называться наружным. А обозначение на чертежах: D – для внутренней; d – для наружной.

Внутренний диаметр представляет собой размер вписанного цилиндра в углубления наружной резьбы и по точкам вершин внутренней, обозначается: D₁ и d₁ для внутренней и наружной соответственно.

Средний диаметр – параметр воображаемого цилиндра, у которого отрезки равны ½ шага резьбы. Обозначается: D₂ и d₂.

Величину внутреннего диаметра болта используют для расчетов напряжения в креплении. Его значение можно взять из таблицы с диаметрами, либо рассчитать самостоятельно, исходя из номинального.

Метрические резьбы

Название (метрическая резьба) показывает, что все измерения выполняются в метрических единицах. Это самый распространённый мировой стандарт. Основные значения резьбовых соединений показаны в таблице 1. За основу взят стандартный шаг резьбы, кроме него существуют исполнения, где предусматривается и меньшие шаги.

Параметры резьбовой части: номинальный диаметр d, внутренний диаметр d₁ и шаг резьбы Р

Таблица 1: Размеры резьбы и шаг винтовой линии

Номинальный диаметр резьбы d	Шаг Р
1 ряд (предпочтительный)	2 ряд (допустимый)	3 ряд (для специальных конструкций)	крупный	мелкий 1	мелкий 2	мелкий 3	мелкий 4	мелкий 5
2,00			0,40	0,35
	2,20		0,45	0,40
2,50			0,45	0,35
3,00			0,50	0,35
–	3,50		-0,60	0,35
4,00			0,70	0,50
	4,50		0,75	0,50
5,00			0,80	0,50
		5,50	0,50	0,40
6,00			1,00	0,75	0,50
		7,00	1,00	0,75	0,50
8,00			1,25	1,00	0,75	0,50
		9,00	1,25	1,00	0,75	0,50
10,00			1,50	1,25	1,00	0,75	0,50
		11,00	1,50	1,00	0,75	0,50
12,00			1,75	1,50	1,25	1,00	0,75	0,50
	14,00		2,00	1,50	1,25	1,00	0,75	0,50
		15,00	1,75	1,50	1,00
16,00			2,00	1,50	1,00	0,75	0,50
		17,00	1,75	1,50	1,00
	18,00		2,50	2,00	1,50	1,00	0,75	0,50
20,00			2,50	2,00	1,50	1,00	0,75	0,50
	22,00		2,50	2,00	1,50	1,00	0,75	0,50
24,00			3,00	2,00	1,50	1,00	0,75	0,50
		25,00	2,00	1,50	1,00
		26,00	1,50	1,00
	27,00		3,00	2,00	1,50	1,00	0,75	0,50
		28,00	2,50	2,00	1,50	1,00
30,00			3,50	3,00	2,00	1,50	1,00	0,75
		32,00	2,50	2,00	1,50
	33,00		3,50	3,00	2,00	1,50	1,00	0,75
		35,00	2,50	1,50	1,00	0,75
36,00			4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
		38,00	3,00	1,50	1,00	0,75
	39,00		4,00	3,00	2,00	1,50	1,00	0,75
		40,00	3,50	3,00	2,00	1,50	1,00	0,75
42,00			4,50	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
	45,00		4,50	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
48,00			5,00	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
		50,00	4,00	3,00	2,00	1,50
	52,00		5,00	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
		55,00	4,00	3,00	2,00	1,50
56,00			5,50	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
		58,00	5,00	4,00	3,00	2,00	1,50
	60,00		5,50	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
		62,00	5,00	4,00	3,00	2,00	1,50
64,00			6,00	4,00	3,00	2,00	1,50	1,00
		65,00	6,00	4,00	3,00	2,00	1,50

Угол при вершине винтовой линии у метрических резьб составляет 60⁰

Видно, что есть несколько рядов по уровню предпочтений. Объясняется довольно просто. Типовые детали стараются делать так, чтобы их было проще заменять в случае разборки и сборки. Менее предпочтительные ряды получаются при индивидуальном проектировании отдельных деталей. Производство удорожается.

Специальные резьбы применяют весьма ограничено. Ими пользуются лишь в тех случаях, когда невозможно применить стандартные предпочтения.

Внимание! Использование специальных резьб связано с необходимостью создавать одноразовые инструменты для нарезания подобных винтовых линий.

В таблицах указан стандартный шаг резьбы, а также дополнительные мелкие значения. Здесь тоже имеются свои предпочтения. Проще использовать номинальные параметры. Инструмент для нарезки выпускается предприятиями разных стран. Его несложно приобрести. Мелкие шаги востребованы только в специальных местах.

Например, уменьшенный шаг резьбы применяют для изготовления шпилек, в двигателях внутреннего сгорания. С их помощью крепят головку блока к самому блоку цилиндров. Эти детали испытывают значительные нагрузки. Внутри движутся поршни, происходит процесс горения газа. Давление возрастает и убывает постоянно. Поэтому требования к соединению довольно высокие.

Мелкие шаги используют при сборке лопаток на турбинах. Вал турбины современного реактивного двигателя вращается с частотой 40…50 тыс. об/мин. Центробежная сила достигает громадных значений. Поэтому требования к узлам соединений повышенные.

Особенности резьбы

Прямоугольная резьба обладает нестандартным квадратным профилем, поэтому для нее не установлены стандартные параметры шага, диаметра, величины среза и хода. Глубина профиля данной разновидности нарезки равняется половине шага. Основные размеры резьбовых соединений с прямоугольным профилем определены в ГОСТ 9150-81.

По методу образования выделяют левую и правую прямоугольные резьбы. Левая разновидность нарезки создана контуром, осуществляющим вращение против часовой стрелки. Контур перемещается вдоль оси, относительно наблюдателя. Правая резьба образована контуром, производящим вращательные движения по часовой стрелке. Движение производится вдоль оси по направлению от наблюдателя.

Прямоугольная резьба может быть однозаходной (нарезка произведена в виде 1 витка). В этом случае груз, размещенный на винтах резьбовых соединений, не сможет самостоятельно опуститься без влияния дополнительной силы трения. Это преимущество однозаходной нарезки обусловлено наличием свойства самоторможения. Также изготавливаются многозаходные резьбовые соединения, где нарезка осуществлена в виде 2-3 раздельных витков, расположенных на равной дистанции. Число заходов прямоугольной резьбы возможно измерить при помощи следующей формулы: Z = L/S, где S – размер шага и L – значение хода.

Прямоугольная резьба обладает множеством схожих особенностей с трапецеидальной ленточной разновидностью нарезки. Обе разновидности нарезания используются для превращения вращательного вида движения в поступательное, обладают свойством самоторможения и не имеют точных стандартов изготовления. Тем не менее прямоугольная резьба уступает трапецеидальной по показателям прочности и технологичности. Также ленточная резьба имеет более простую технологию изготовления, располагает высокими показателями силы трения и не требует дополнительного фиксирования. Но она уступает резьбе с прямоугольным сечением по величине КПД. Сейчас прямоугольная резьба постепенно заменяется трапецеидальной во многих сферах промышленности из-за большого количество недостатков.

Трубная резьба

Трубная цилиндрическая резьба выполняется по ГОСТ 6357-81. Она имеет профиль в форме равнобедренного треугольника, угол наклона гребней составляет 55°. Верхние грани гребней скруглены. Благодаря этому устраняются дополнительные зазоры в зоне выступов и впадин, что обеспечивает повышенную герметичность соединения. Трубная резьба относится к дюймовым. Ее диаметр составляет от 1/16 до 6 дюймов, а шаг — от 11 до 28 витков.

По сравнению с другими видами дюймовых резьб шаг трубной резьбы сокращен. Уменьшенный шаг позволяет не допустить критического сокращения толщины стенки трубы, что необходимо для сохранения прочностных характеристик трубопровода.

Трубная резьба может быть цилиндрической и конической. В последнем случае ее конусность определяется соотношением 1:16.

Метрическая резьба

Самым распространенным видом резьбовых соединений является метрическая резьба. Ее профиль выполняется в соответствии с ГОСТ 9150-81 в форме равностороннего треугольника с углом 60°. Шаг метрической резьбы может составлять 0,25-6 мм, а внешний диаметр — от 1 мм до 600 мм. Такой тип резьбового соединения применяется при изготовлении большинства крепежных деталей.

Кроме того, применяется коническая метрическая резьба с диаметром 6–60 мм конусностью 1:16. Этот тип нарезки позволяет выполнять герметичные соединения. При ее использовании достигается стопорение крепежа, что исключает необходимость применения стопорных гаек.

Виды

Бороздки для крепежа могут делать в разных местах. В связи с этим изменяется и расстояние между витками.

Бороздки для крепежа наносят на внешнюю поверхность изделия.

Эти показатели указаны в действующих нормативных документах:

• ГОСТ6111-52;
• ОСТ НКТП 1260;
• ГОСТ6211-81;
• ГОСТ6357-81;
• ГОСТ9150-81.

По поверхности нанесения

Бороздки для крепления наносят как на внутреннюю поверхность изделия, так и на внешнюю. Часто при монтаже труб используют фитинги с обоими видами резьб: отводы, муфты, переходы и т. п.

По направлению

Резьба может быть цилиндрической или конусообразной. В первом случае ее диаметр (как внутренний, так и наружный) не изменяется по всей длине детали. У конических фитингов размер резьбы уменьшается к торцу соединителя. Она считается более прочной, медленнее истирается, но сложнее для выполнения.

Цилиндрическая резьба не изменяется по всей длине детали.

Трубная резьба различается по следующим параметрам:

• Система измерения диаметра: метрическая и дюймовая резьба
• Направление резьбы: правая, левая
• Расположение резьбы: наружная, внутренняя
• Число заходов: однозаходная, многозаходная
• Назначение: крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая, специальная и т.п.

Основными характеристиками резьбы на трубах являются:

• Внешний диаметр
• Внутренний диаметр
• Шаг – расстояние между соседними витками
• Ход — расстояние, на которое переместится крепеж в продольном направлении за один полный оборот. При однозаходной накатке ход равен шагу, при многозаходной — шагу, умноженному на число заходов.

Метрическая резьба

Метрическая резьба характеризуется измерением основных параметров в миллиметрах, по ГОСТу ей соответствует маркировка «М». Широко применяется в диаметрах от 1 до 600 мм и шагом 0,25 до 6 мм. Профиль метрической резьбы представляет собой равносторонний треугольник с углом при вершине в 60° c теоретической высотой Н-0,866025404.
Основные размеры метрической резьбы в настоящее время определяются по действующему ГОСТ 24705-2004, принятому Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации, а также национальными органами по стандартизации Российской Федерации, Азербайджана, Армении, Беларуси, Грузии, Казахстана, Кыргызстана, Молдовы, Таджикистана, Туркменистана, Узбекистана, Украины.

Дюймовая резьба

При дюймовой резьбе все параметры выражаются в дюймах, по ГОСТу обозначается «Тр». Дюймовая резьба основана на британском стандарте резьбы BSW (British Standart Whitworth), запатентованному английским инженером Уитвортом еще в 1841 году, и соответствует стандарту BSPT (British standart pipe thread).
Один дюйм равен 2,54 см, а графическим символом дюйма является двойной штрих справа и сверху от числа (1″ = 1 дюйм). При дюймовой трубной резьбе размер обозначает внутренний диаметр трубы, а не наружный. Вариантов шагов – четыре: 28, 19, 14 и 11 ниток на дюйм.
Дюймовые профили отличаются более острыми гребнями и впадинами с углами в 55° и теоретической высотой Н=0,960491, при этом вершины зубцов скруглены.
Совместить метрическую и дюймовую резьбу в одном соединении невозможно, для этого необходим специальный переходник.
Размер трубной дюймовой резьбы определяется по действующему ГОСТ 6357-81 “Основные нормы взаимозаменяемости” .

Как делают резьбу

Резьбу можно делать как вручную, так и с помощью станка. Ее наносят двумя способами.

Накатка

Этот метод заключается в механическом надавливании на заготовку специальным резьбонакатным инструментом. За счет нажима происходит пластическая деформация металла, и он упрочняется.

Такое нанесение витков, в отличие от нарезки, оказывает щадящее воздействие на заготовку, т. к. не появляются сколы и другие дефекты.

Нарезка

Качество работы при нарезании канавок влияет на надежность соединения. Для нарезки резьбы используют специальные инструменты – метчик и плашку. На заготовке напильником делают фаску и смазывают жиром. Надев приспособление, его крепко прижимают и поворачивают рычаг.

Для нарезки резьбы используют метчик и плашку.

Технологии нарезки

Есть два распространенных способа:

• Вручную. Для этого используется метчик и плашка. Первый инструмент делает резьбу в заранее подготовленном отверстии, будучи установлен в специальную рукоятку. Второй механизм предназначен для внешнего нарезания. Это круглое устройство с внутренними острыми лепестками, которое завинчивается на заготовку с помощью держателя.
• С помощью токарного или сверлильного станка. Для этого нужны специальные резьбонарезные резцы. Сначала выбирается отверстие. Следует сделать несколько проходов – от чернового к финишному этапу. Чтобы не перегревать сплав, на место ввинчивания наносят машинное масло.

Оборудование для нарезания

Для нарезания в зависимости от выбранной технологии используется следующее оборудование:

• Токарно-винторезные станки.
• Наборы плашек, метчиков и воротков (выполняется вручную).
• Резьбонакатные станки (для холодной или горячей накатки).
• Фрезерные станки или обрабатывающие центры.
• Шлифовальные станки.

Токарно — винторезные и фрезерные станки, установки горячей накатки применяются только в условиях производств. Для бытовых применений используют наборы плашек и метчиков или устройство КЛУПП, которое не требует смены плашек при последовательных проходах. Режущие гребенки, охватывающие трубу с трех сторон, можно понемногу выдвигать внутрь корпуса, обеспечивая чистовые проход.