Диаметр сверла под резьбу. как правильно выбрать диаметр сверла

Технология нарезания внутренней резьбы

Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.

Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.

Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу

Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.

Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:

Д о = Д м х 0,8, где:

Д о – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,

Д м – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.

Воротки, в которые вставляется резьбовой метчик, могут иметь простейшую конструкцию или оснащаться трещоткой. Работать такими приспособлениями с зафиксированными в них инструментами следует очень аккуратно. Чтобы получить качественную и чистую резьбу, вращение метчика по часовой стрелке, совершаемое на пол-оборота, необходимо чередовать с его проворачиванием на одну четвертую оборота против хода резьбы.

Резьба будет нарезаться значительно легче, если в процессе выполнения этой процедуры использовать смазку. Роль такой смазки при нарезании резьбы в изделиях из стали может играть олифа, а при обработке алюминиевых сплавов – спирт, скипидар или керосин. Если таких технических жидкостей нет под рукой, то для смазки метчика и нарезаемой резьбы можно использовать обычное машинное масло (однако оно обладает меньшим эффектом, чем перечисленные выше вещества).

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРОВ ОТВЕРСТИЙ ПОД НАРЕЗАНИЕ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ ДЛЯ МАТЕРИАЛОВ ПОВЫШЕННОЙ ВЯЗКОСТИ

1. Общие положения

1.1. Под материалами повышенной вязкости понимаются материалы, у которых из-за повышенных упругих деформаций и пластических свойств наблюдается значительный подъем витка (вспучивание).

1.2. К группе материалов повышенной вязкости относятся: сплавы магния по ГОСТ 804-93 ;

1.3. В табл. 1 приведены коэффициенты подъема витка для некоторых видов труднообрабатываемых материалов повышенной вязкости.

2. Расчет диаметра отверстия

2.1. Диаметр отверстия под нарезанием резьбы рассчитывается но формулам (1). (4).

2.2. Номинальный (наименьший) диаметр отверстия d tuui определяют по фор

где /), – номинальный внутренний диаметр резьбы гайки, мм;

EI – нижнее предельное отклонение внутреннего диаметра резьбы по ГОСТ 16093-81 . мм:

А – величина подъема витка, определяемая по табл. 1. При расчете диаметров отверстий для группы материалов в формулу подставляют наибольшее значение величины подъема витка для данного шага резьбы.

2.3. Наибольший диаметр отверстия определяют по формулам:

а) для конкретного материала

мнив = А + (EI + Гщ) -у,

где Е1+Т 0| – верхнее предельное отклонение внутреннего диаметра резьбы по ГОСТ 16093-81 , мм;

А – величина подъема витка, определяемая по табл. 1;

Чтобы узнать какой диаметр отверстия необходим для внутренней резьбы М6, можно воспользоваться специальными таблицами. А можно запомнить простую формулу, чтобы узнать, какое сверло нужно взять под ту или иную внутреннюю резьбу:

Основные характеризующие параметры

Когда требуется сделать отверстия, имеющие большой диаметр, применяются специальные станки, в которых сверла сделаны с конусным хвостом. Все обыкновенные сверла имеют цилиндрический хвост. Конус большого сверла соответствует пятому размеру. Размеры конуса находятся в прямой зависимости от размера сверл. Большой диаметр сверл требует наличия большого конуса. Вот ориентировочные данные:

Диаметр: 6-10 мм, конус: 11-22 2 мм.

Самые большие сверла обязательно имеют пятый конус. Когда необходимо сделать внутреннюю резьбу, диаметр отверстия подбирается по диаметру резьбы и величине резьбового шага. В инженерных чертежах такие данные показываются надписью М8×1. В этом случае буква «М», показывает метрическую резьбу, цифра обозначает шаг резьбы. Когда просто пишут «М8», без цифр, подразумевается применение стандартного крупного шага. Такой резьбовой шаг наиболее предпочтителен, так он стандартизован для большинства размеров.

Каждый диаметр требует наличие определенного размера отверстия. Для определения применяется специальная таблица, в которой указаны самые ходовые размеры. С ними сталкивается любой слесарь или домашний умелец.

Своим внешним видом резьба напоминает винтовую канавку, имеющую постоянное сечение. Резьба имеет два вида:

• наружная;
• внутренняя.

Резьбовые соединения применяются практически везде. С их помощью можно придать вращению детали поступательное движение. Любой механизм, любая сложная машина не могут обойтись без резьбовых сочленений.

Она подразделяется на несколько групп:

• однозаходная;
• многозаходная.

Направление движения направляющих влияет на разделение резьбы на два вида:

• левая;
• правая.

Имеется также подразделение резьбы на несколько видов согласно имеющейся системе размеров:

• трубная;
• метрическая;
• дюймовая.

Характеризует метрическую резьбу своеобразный профиль, имеющий вид треугольника. Его угол достигает 60°. Все измерения размеров проводят в миллиметрах. При большом шаге она маркируется цифрами с добавлением буквенного обозначения. Обычно цифры демонстрируют величину наружного диаметра. Каждый технический чертеж обязательно показывает характеристику резьбы типа “М6″ или ее аналог. Когда хотят метрическую резьбу показать с нестандартным мелким шагом, специально добавляют число, показывающее шаг. Маркировка выглядит следующим образом: М6×0,6.

Другая величина угла профиля отличает специальную дюймовую резьбу. Он обычно достигает 55°. Величина отверстия показывается в дюймах, количеством ниток измеряется шаг.

Основным отличием трубной резьбы считается ее первоначальный диаметр, который базируется на размере трубного отверстия. В этом случае нарезка делается только снаружи.

Чтобы выполнить операцию нарезки, пользуются самым разным оборудованием, таким как:

• сверловочный станок;
• токарный парк;
• резьбонарезные приспособления.

Кроме механизированных способов, нарезка очень часто делается вручную. Чтобы получить внутреннюю резьбу, слесаря используют особые резьбовые метчики. Нарезка снаружи делается с помощью плашек.

Метчики также подразделяются на несколько групп:

• метрические;
• дюймовые;
• трубные.

В большинстве случаев ручные метчики выпускаются в комплекте, куда входит три предмета. Первые два предназначены для предварительной операции, последний считается доводочным. Он создает окончательную резьбовую форму и нужные размеры. Абсолютно каждый метчик имеет свой номер, который маркирован на хвосте инструмента. Иногда метчиков бывает только два. Тогда один считается предварительным, а другой – чистовым. Материалом для метчиков служит высоколегированная сталь.

Применяя плашку, получают наружную резьбу. По своей конструкции этот инструмент делится на:

• круглые;
• призматические.

Для абсолютно круглых плашек применяется специальный вороток, получивший название плашкодержатель.

При выборе диаметра сверла под резьбу таблица с соответствующими размерами станет вашим незаменимым вспомогательным инструментом. С ее помощью можно значительно облегчить предшествующие работе расчеты и получить правильно нарезанную резьбу, надежно удерживающую крепежный элемент.

Качественная резьба – это залог устойчивого соединения элементов любой конструкции. От выбора инструмента в соответствии с обрабатываемым материалом и условиями работы во многом зависит конечный результат ваших стараний.

Какое сверло лучше использовать

Современная промышленность предлагает потребителям широкий выбор приспособлений для обработки различных поверхностей. Встречаются следующие сверла по металлу:

1. Спиральные. Наиболее распространенный вид. Представляет собой инструмент цилиндрической формы, изготовленный из высококачественных материалов. Чаще всего используют быстрорежущую сталь. Максимальный диаметр буравчика может достигать 80 мм. Их используют на крупных металлообрабатывающих предприятиях.
2. Ступенчатые. Имеют форму расширяющегося бура. Их нельзя использовать в качестве подготовительного инструмента перед применением метчика. Основная область использования – обработка тонколистового металла.
3. Перовые. Универсальный инструмент. Особенность – наличие съемных режущих пластин. С их помощью можно получить отверстие идеальной формы. Перовые сверла – относительно недорогой инструмент. Их редко используют для сверления отверстий под нарезку. Основная сфера применения – исправление дефектов и перекосов.
4. Удлиненные. Такая конструкция позволяет выполнить глухие или сквозные отверстия на значительной глубине. Эксплуатация таких приспособлений предусматривает использование смазочно-охлаждающей жидкости, которую подают по специальным каналам. На промышленных предприятиях используют буравчики для обработки сверхтвердых материалов.
5. Центровочные. Относятся к токарным приспособлениям. Используются для сверления отверстий с целью дальнейшего закрепления заготовки в центрах.

Необходимо обращать внимание на класс точности. От этого параметра зависит чистота готового отверстия

Существует три класса точности:

1. «В». Самый низкий класс. Позволяет оформлять отверстия с точностью до 15 квалитета.
2. «В1». Инструмент повышенной чистоты. Показатель точности – до 14 квалитета.
3. «А». Приспособление повышенной точности. Позволяет выполнять отверстия в диапазоне 10–13 квалитета. Отличаются высокой стоимостью.

А вы пользуетесь формулой подбора или предпочитаете руководствоваться вспомогательными таблицами? Напишите о вашем методе в блоке комментариев.

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 просверлить несколько отверстий 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).

История

Схема «резьбового» сустава у жука тригоноптеруса Долгое время считалось, что резьбовое соединение, наряду с колесом и зубчатой передачей, является великим изобретением человечества, не имеющим аналога в природе. Однако в 2011 году группа учёных из Технологического института Карлсруэ опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус, обитающих на Новой Гвинее. Оказалось, что лапы этих жуков соединены с телом с помощью вертлуга, который ввинчивается в коксу (тазик) — аналог тазобедренного сустава у насекомых. На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт. В свою очередь, поверхность коксы также снабжена резьбовой выемкой. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, и гарантирует ведущему древесный образ жизни насекомому большую устойчивость.

Применение винтовых поверхностей в технике началось ещё в античные времена. Считается, что первым винт изобрел Архит Тарентский — философ, математик и механик, живший в IV—V веках до н. э. Широко известен изобретённый Архимедом винт, применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале нашей эры. Однако из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.

Широкое применение ходовые и крепёжные резьбы нашли лишь в Средневековье. Изготовление наружной резьбы происходило следующим образом: на цилиндрическую заготовку наматывалась смазанная мелом или краской верёвка, затем по образовавшейся спиральной разметке нарезалась винтовая канавка. Вместо гаек со внутренней резьбой использовались втулки с двумя или тремя штифтами.

В XV—XVI веках началось изготовление трёх- и четырёхгранных метчиков для нарезания внутренней резьбы. Обе сопрягаемые детали с наружной и внутренней резьбой для свинчивания подгонялись друг под друга вручную. Какая-либо взаимозаменяемость деталей полностью отсутствовала.

Предпосылки к взаимозаменяемости и стандартизации резьбы были созданы Генри Модсли (Henry Maudslay) приблизительно в 1800 году, когда изобретённый им токарно-винторезный станок сделал возможным нарезание точной резьбы. Ходовой винт и гайку для своего первого станка он изготовил вручную. Затем он выточил на станке винт и гайку более высокой точности. Заменив первый винт и гайку новыми, более точными, он выточил ещё более точные детали. Так продолжалось до тех пор, пока точность резьбы не перестала увеличиваться.

В течение следующих 40 лет взаимозаменяемость и стандартизация резьб имели место лишь внутри отдельных компаний. В 1841 году Джозеф Витуорт разработал систему крепежных резьб, которая, благодаря принятию её многими английскими железнодорожными компаниями, стала национальным стандартом для Великобритании, названным британским стандартом Витворта (BSW). Стандарт Витворта послужил основой для создания различных национальных стандартов, например, стандарта Селлерса (Sellers) в США, резьбы Лёвенхерц (Löwenherz) в Германии и т. д. Количество национальных стандартов было очень велико. Так, в Германии в конце XIX века было 11 систем резьбы с 274 разновидностями[источник не указан 373 дня

В 1898 году Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.

В Российской империи стандартизация резьб на государственном уровне отсутствовала. Каждое предприятие, выпускавшее резьбовые детали, использовало собственные стандарты, основанные на зарубежных аналогах.

Первые мероприятия по стандартизации резьб были предприняты в 1921 году Наркоматом путей сообщения РСФСР. Им на основе немецких стандартов метрической резьбы были выпущены таблицы норм НКПС-1 для резьб, использовавшихся на железнодорожном транспорте. Таблицы включали в себя метрические резьбы диаметром от 6 до 68 мм.

В 1927 году на основе данных таблиц комитетом по стандартизации при Совете труда и обороны был разработан один из первых государственных стандартов СССР — ОСТ 32. В этом же году для резьб по стандарту Витворта был разработан ОСТ 33А. К началу 1932 года были разработаны ОСТ для трапецеидальных резьб на основе модернизированных американских стандартов Acme.

В 1947 году была основана Международная организация по стандартизации (ISO). Стандарты резьбы ISO в настоящее время являются общепринятыми во всем мире, в том числе и в России.

Процесс нарезания

Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.

Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы. Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла. При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.

Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:

До=Дм * 0,8;

здесь: Дм — диаметр метчика.

Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия

Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца

Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие. Выполняется так: 1\2 оборота по ходу чередуется с 1\4 оборота против хода винта для разрушения стружки

Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы

Процесс нарезания

диаметры отверстий для резьбы в зависимости от вида металла

Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.

Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы. Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла. При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.

Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:

До=Дм * 0,8;

здесь: Дм — диаметр метчика.

Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия

Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца

Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие. Выполняется так: 1\2 оборота по ходу чередуется с 1\4 оборота против хода винта для разрушения стружки

Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы

Разновидности и сферы применения метчиков

По способу привода разграничивают на:

Ручные – они имеют хвостик квадратного сечения, который вставляется в – вороток. Есть две ручки, за которые удобно поворачивать изделие

Важно не допускать перекос. Такой результат можно будет исправить только рассверливанием и нарезанием большего диаметра.
Машинные – применяются на металлорежущих станках

Они крепко фиксируются в держателе, точные, не предполагают отклонений.

По способу нарезки:

• Универсальные. Их конструкцию можно назвать классической. Инструмент с ходовой частью (ее длина определяет глубину вхождения винта впоследствии, если отверстие не сквозное), которая разделена на участки. Каждый из них имеет определенные геометрические параметры – угол, направление, расстояние, шаг. Обычно их три, каждый предназначен для черновой металлообработки, промежуточной и финишной. Таким образом, можно одним движением добиться максимально точного результата.
• Комплектные. Название говорит само за себя. Потребуется комплект из 3 метчиков, так как сделать внутреннюю резьбу нужно с высокой точностью. Сперва используется наиболее грубый инструмент, затем более тонкий, а в конце – со шлифовкой и оттачиванием самых мелких углов. Покупать набор дороже, но результат намного более высокого качества.

По типу отверстия:

Для сквозных. Они отличаются длинной рабочей частью. Она постепенно расширяется, переходя в рабочий участок, который и отвечает за точную нарезку.
Для глухих. На нарезающем отрезке сразу начинаются калибрующие витки

Поэтому их очень важно затачивать или своевременно менять набор по мере износа.

По конструкции канавок:

• прямые – прекрасно работаю с мягкими сплавами;
• винтовые, их рабочий участок располагается в шахматном порядке, они могут с легкостью пройти даже через чугун;
• укороченные – хорошо отводят стружки.

По форме изделие напоминает конус (полный или усеченный) или цилиндр. Также все они различаются по диаметру.