Нарезание внутренней резьбы метчиком: алгоритм и советы

О чем речь? Нарезание внутренней резьбы метчиком происходит по определенному алгоритму, в котором нет ничего сложного, если подготовить необходимые инструменты и купить качественный режущий стержень. От последнего как раз и зависит, получится ли нарезать нужное резьбовое соединение или нет. 

Что учесть? Если не соблюдать технологию, то метчик может обломиться или застрять в резьбе. Тогда его придется высверливать, разъедать кислотой, выбивать, а это лишние хлопоты. Поэтому сперва теория, потом практика со строгим пошаговым следованием.

Что такое метчик

Случается, что срочно требуется деталь или крепежный элемент, без которого отремонтировать технику не получается.

К примеру, есть нерабочая цепная пила, произведенная в советские времена. Требуется гайка с левой резьбой, но найти ее нет никакой возможности в силу того, что выпуск подобной техники давно прекращен. Значит, придется потратить много времени на посещение торговых точек, где, возможно, получится эту запчасть разыскать.

Однако имеется иной способ решения проблемы – ручной метчик и гайка, у которой диаметр отверстия меньше требуемого, а какая там резьба вообще не важно. Немного усилий, и у нас в наличии долгожданный крепеж, без лишних затрат финансов и времени.

Что такое метчик? Инструмент для нарезания внутренней резьбы. Выглядит как стержень из твердой стали или быстрорежущих металлических сплавов, у которого на конце сделаны режущие кромки. Благодаря прочности он может нарезать канавки в металлической заготовке при вкручивании.

Метчик позволяет сделать резьбу в отдельной детали, а также нарезать в части изделия, не разбирая его на элементы. Понятно, что изначально необходимо выбрать метчик нужного типа, тогда и резьбовое соединение будет требуемого вида.

Виды метчиков:

Канавки винтовые стружечные

Такая форма изгиба помогает подаче смазки, заранее нанесенной на заготовку, в момент вкручивания. Это основная конфигурация.

Зубья расположены в шахматном порядке

Витки, находящиеся в заборной части, имеют классический вид, а далее, при калибровке, разносятся.

Машинно-ручной

Исходя из названия понятно, что инструмент будет применяться как лезвие на станке, так и при вращении вручную. Из-за этого забор острее, что позволяет легче и быстрее начинать работу.

Протяжка

Такой тип метчика используют токари вместо резца, закрепляя в станке на другой стороне от шпинделя. Шпиндель вращает заготовку, в итоге получается резьба.

Способ применяется там, где требуется скорость изготовления, но нет особенных требований к качеству.

Комбинированный со сверлом

Метод относится к инновационным. Подходит к изделиям с небольшим диаметром. Достоинства – экономия времени, так как инструменты нет нужды менять местами.

Сначала готовится место, а потом сразу изготавливается резьба, благодаря тому что в одной насадке есть наконечник, и для калибрующей части не требуется искать таблицы.

Подготовка к нарезанию резьбы метчиком

Чтобы осуществить нарезание внутренней резьбы метчиком, в заготовке нужно высверлить сквозное отверстие требуемых диаметра и глубины (если нужен глухой паз). На данном этапе закладывается плотность прилегания деталей будущего резьбового соединения, то есть качество всей работы.

Выбор просверливаемого диаметра отверстия происходит на основании требований ГОСТ 19257-73. Если предполагается нестандартная нарезка, необходимо произвести расчет поперечника: из величины диаметра резьбы вычитают ее шаг. Метчики промаркированы, чтобы знать их параметры.

Кроме правильно подобранного инструмента для получения внутренней резьбы требуются подходящие материалы и оборудование:

• сверло по металлу нужного диаметра, закрепленное в станке или электрической дрели;
• зенковка, чтобы снимать фаски с краев отверстий;
• метчик;
• вороток и тиски;
• керн и молоток;
• смазка в масленке;
• ветошь.

Поэтапное нарезание внутренней резьбы метчиком

Для простоты понимания поясним методику работы с метчиком на примере изготовления резьбы в сквозном отверстии.

Этап 1. Диаметр отверстия уже определен. Подбираем сверло и метчик нужного размера

При нарезании внутренней резьбы метчиком вручную важен размер сверла.

Но сверло необходимо в диаметре быть меньше.

Этап 2. Сверлим отверстие, где позже будет резьба  

Рекомендации по подбору сверла при нарезании внутренней резьбы метчиком даны в таблице.

Этап 3. В сделанное отверстие вворачиваем черновой, а потом чистовой метчик

Зачем нужен этот этап? Первый метчик убирает во время нарезания порядка 75 % лишнего металла, так как у него резцы крупные, а второй, снимая оставшуюся четверть материала, позволяет получить качественную резьбу.

Технология нарезания внутренней резьбы метчиком вручную достаточно проста. Хвостовую часть инструмента устанавливаем в специальное приспособление – метчикодержатель. Рукоятка в Т-образной форме обеспечивает возможность вращательного движения в толще детали.

Каждому типу резьбонарезного инструмента соответствует свой метчикодержатель. Например, для STAYER 28039-T2 подойдут метчики диаметром М3–М6, а для М3–М6 STAYER 28039-T4 – диаметром М6–М12.

Качественная резьба получается при плавном ходе инструмента. Для этого, во-первых, метчикодержатель вращают, избегая рывков.

Во-вторых, требуется смазка (масло либо керосин) – как для легкого вхождения метчика в деталь, так и для профилактики последующей коррозии материала.

В-третьих, постоянно необходимо убирать появляющуюся в отверстии стружку, что также убережет инструмент от поломки.

Советы по нарезанию внутренней резьбы метчиком в легированных сталях

Получение резьбы в деталях, изготовленных из прочных материалов (легированные пластичные стали с аустенитным составом, титановые, легкие и жаропрочные сплавы), имеет ряд нюансов:

• Когда элемент, сделанный из жаропрочного сплава, характеризующийся нормальными показателями жесткости, в ходе монтажа устанавливается на станину перпендикулярно к оси резьбы базовой поверхности, тогда для нарезания резьбы в нем кондуктор не нужен.

Если необходимо установить безусловную перпендикулярность ее оси резьбы к поверхности базы, притом, что крепление к станку и жесткость детали не дают необходимую точность, тогда резьбовое соединение требует применить кондуктор.

• В жаропрочных сплавах для получения резьбы необходимы метчики с шахматным расположением режущих зубьев. Следует знать, что сквозное отверстие требует одного метчика, а глухое – набора из 2–3.

• При нарезании резьбы в заготовке из жаропрочного материала инструмент нужно охлаждать. При подаче смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при помощи помпы ее состав равен – 60 % сульфофрезола, 25 % керосина, 15 % олеиновой кислоты. Если СОЖ наносится с помощью кисти (или погружением метчика в жидкость) – 85 % сульфофрезола, 15 % олеиновой кислоты.
• При изготовлении внутренней резьбы в элементах, сделанных из алюминиевого либо цинкового сплава, то есть материалов, характеризующихся пластичностью и мягкостью, необходимо применять станки с принудительной скоростью вращения шпинделя, равной шагу резьбы.

Если станок не имеет такой возможности, нужно создать условия для свободного движения шпинделя с помощью грузов и пружин, что уменьшит нагрузку уравновешивания.

• Следует учитывать, что при работе с силуминовыми сплавами (по сравнению со сталью) скорость нарезания резьбы должна быть выше в 1,2–1,5 раза, а охлаждать нужно во столько же раз сильнее.
• Если приходится работать с заготовками из легкосплавных материалов, то предпочтительнее всего охлаждать метчики 8–10-процентной эмульсией на основе керосина. Масло не рекомендуется для этих целей, так как получающаяся стружка станет прилипать к резьбе и вычистить ее из отверстий будет затруднительно.
• Детали, произведенные из титановых сплавов и иных труднообрабатываемых сталей аустенитного класса, обрабатывать следует метчиками бесканавочными из быстрорежущей стали (М4–М30) в силу повышенной прочности данного инструмента.

Часто задаваемые вопросы о нарезании резьбы метчиком

Как быть в случае, когда рабочая часть метчика, обломившись, осталась в заготовке?

Имеется ряд способов решить проблему:

• в случае если обломок виден над отверстием, его можно выкрутить при помощи пассатижей;
• если рабочая часть метчика находится внутри отверстия, следует применить экстрактор – приспособление, специально придуманное для подобных случаев (трудность может заключаться в поиске подходящего по размеру инструмента);

• нанести несколько капель азотной кислоты на резьбу внутри заготовки, чтобы соединение ослабло и застрявший обломок легко выпал (проблемой может стать поиск кислоты);
• найти мастерскую с токарным станком, где смогут быстро исправить ситуацию.

Общеизвестно, что лучше неприятность предотвратить, чем искать пути ее решения. Правильным решением будет использовать всегда качественный инструмент, а не гнаться за экономией в мелочах. Метчик от фирменного производителя и не поломается, и резьбу поможет сделать с первого раза.

О каких мерах предосторожности нужно помнить при нарезании резьбы?

Не рекомендуется использовать электрический инструмент, не имеющий функции реверса и точного регулирования оборотов. Лучше всего, если есть доступ к сверлильному станку со скоростью вращения патрона 0,3 оборота в секунду, и задать ему обратное вращение. Иначе легко повредить инструмент, технику и заготовку.

Во время сверления отверстия сверло должно быть перпендикулярно плоскости детали.

То же требование относится и к метчику, который может согнуться и нарушить центровку. Инструмент, конечно, можно выправить, но тут не обойтись без дрели или токарного станка для контроля. Чем опасна кривизна? В итоге резьба будет сделана некачественно, а значит, пострадает плотность соединения.

Что предпринять для предотвращения раскручивания соединения в домашних условиях?

Проблему сможет решить, по сути, любое вещество, способное прилипнуть к металлу: лак, суперклей, резиновый клей (подсушить немного на резьбе перед скручиванием деталей), специальный фиксатор резьбовых соединений, ФУМ-лента и др.

Какая технология нарезания внутренней резьбы метчиком на токарном станке с ЧПУ?

Для этого имеется специальное кодирование движения метчика по функции G63. Это позволяет запрограммировать вход инструмента в отверстие в заготовке, синхронный останов подачи и вращения в точке-адресе, последующий реверс и выход из отверстия метчика.

Впрочем, практика постоянно будет подбрасывать новые сложные задачи – наряду со сквозными отверстиями резьбу делают и в глухих, детали могут быть самой неожиданной формы, равно как и материал, из которого они изготовлены.