UA-75651220-1

Нарізання різьби

    Поняття про різьбу. Утворення гвинтової лінії
     Найпоширенішими з’єднаннями деталей машин є різьбові. Широке застосування різьбових з’єднань у машинах і механізмах пояснюється їхньою простотою й надійністю, зручністю регулювання затягання, а також можливістю їх розбирання й повторного складання без заміни деталі.
     Прообраз сучасного гвинтового тіла був створений дуже давно. Уже в Давньому Єгипті в часи будівництва пірамід (3 тис. років до н. е.) на полях застосовувався водовідливний пристрій, який являв собою довгу гладку колоду з прикріпленими на її поверхню планками. Послідовно розташовані й облеглі колоду планки створювали спіраль. При обертанні колоди вода по цій спіралі піднімалася вгору.
    В описах, що дійшли до нашого часу, є відомості про такий самий гвинт, винахід якого приписують Архімеду (287-212 рр. до н. е.). Звідси й назва в давні часи - «Архімедів гвинт».
    Перші гвинти, призначені для з’єднання з гайкою, виготовлялися з дерева вручну шляхом вирізання гвинтової лінії, попередньо викресленої на циліндричній поверхні. У подальшому з’явився інструмент для випилювання різьби при виготовленні гвинтів - трикутна пила. Спосіб випилювання різьби мав порівняно широке застосування в техніці навіть після появи більш удосконалених пристроїв.
    Нарізуванням різьби називається її утворення зняттям стружки (а також пластичним деформуванням) на зовнішніх або внутрішніх поверхнях заготовок деталей.
    Різьба буває зовнішньою й внутрішньою. Деталь (стрижень) із зовнішньою різьбою називається гвинтом (рис. 1.8.1, а), а з внутрішньою - гайкою (рис. 1.8.1, б). Ці різьби виготовляють на верстатах і вручну. Розглянемо виготовлення різьб вручну.
Рис. 1.8.1. Деталі з різьбою:
а - зовнішньою (гвинт); б - внутрішньою (гайка)
     Гвинтову лінію можна уявити собі так. Візьмемо циліндричний стрижень діаметром D і вирізаний з паперу або фольги прямокутний трикутник АВС, сторона якого АВ дорівнює довжині кола циліндра πD, тобто 3.14D (рис. 1.8.2). Обкрутимо трикутник АВС навколо циліндра так, щоб сторона АВ збігалася з колом нижньої основи циліндра. Тоді інша сторона ВС трикутника розміститься на твірній, а гіпотенуза АС утворить на поверхні циліндра гвинтову лінію. При цьому сторона трикутника ВС становитиме крок гвинтової лінії, сторона АС - довжину одного витка, а кут САВ - кут підйому гвинтової лінії (а).
     Залежно від напряму підйому витків на циліндричній поверхні гвинтова лінія (різьба) може бути правою чи лівою. Якщо гвинтова лінія при навертанні трикутника на циліндр, віддаляючись від основи, поступово піднімається зліва направо, тобто проти годинникової стрілки (рис. 1.8.2, а, б), то вона називається правою, відповідно і різьба буде правою. Якщо гвинтова лінія при навертанні трикутника на циліндр, віддаляючись, поступово піднімається справа наліво, тобто за годинниковою стрілкою (рис. 1.8.2, в, г), то вона називається лівою, відповідно і різьба буде лівою.
Рис. 1.8.2. Утворення правої гвинтової лінії (а) і напрям витка при правій різьбі (б), утворення лівої гвинтової лінії (в) і напрям витка при лівій різьбі (г)
     Правими гвинтова лінія й відповідна їй різьба називаються тому, що для загвинчування гвинта з цією різьбою гвинт (або гайку) слід обертати вправо, тобто за годинниковою стрілкою. При лівій різьбі гвинт (або гайку) для загвинчування слід обертати вліво, тобто проти годинникової стрілки. У машинобудуванні найчастіше застосовують праві різьби.

     Круглий поперечний переріз матеріалу, що залишився після нарізування різьби - це внутрішній поперечний переріз різьби, а діаметр цього перерізу - внутрішній діаметр різьби. Зовнішній діаметр стрижня є номінальним діаметром різьби (d), або діаметром різьби.

Основні елементи різьби

     У будь-якої різьби розрізняють такі основні елементи: профіль; кут і висоту профілю; крок; зовнішній, середній і внутрішній діаметри.

     Профіль різьби (рис. 1.8.3) розглядають у перерізі, що проходить крізь вісь болта або гайки. Ниткою (витком) називається частина різьби, утворена при одному повному оберті профілю.

     Кут ε профілю - кут між боковими сторонами (гранями) профілю різьби, який вимірюється у площині, що проходить крізь вісь болта. У метричної різьби цей кут дорівнює 60°, у дюймової - 55°.

     Висота (глибина) різьби Н1 профілю - відстань від вершини різьби до основи профілю, що вимірюється, перпендикулярно до осі болта.

     Крок Р різьби - відстань між паралельними сторонами або вершинами двох, розміщених поряд, витків, яка вимірюється вздовж осі різьби. У метричної різьби крок виражається в міліметрах; дюймова різьба характеризується числом ниток (витків) на одному дюймі.
Рис. 1.8.3. Основні елементи різьби
     Зовнішній діаметр d різьби - діаметр циліндра, описаного навколо різьбової поверхні. Зовнішній діаметр вимірюється у болтів за вершинами профілю різьби, а у гайок - за западинами,

     Внутрішній діаметр d1 різьби - діаметр циліндра, вписаного у різьбову поверхню. Внутрішній діаметр вимірюється у болтів за западинами, у гайок - за вершинами профілю різьби.

     Середній діаметр d2 різьби - діаметр збіжного з різьбою циліндра, твірні якого поділяються боковими сторонами профілю на рівні відрізки.

Профілі різьби

     Профіль різьби залежить від форми різальної частини інструмента, за допомогою якого проводиться нарізування різьби.

     Найчастіше застосовується циліндрична трикутна різьба (рис. 1.8.4, а); зазвичай її називають кріпильною, оскільки нарізають на кріпильних деталях, наприклад на шпильках, болтах і гайках.

     Конічні трикутні різьби дають змогу дістати щільне з’єднання. Такі різьби є на конічних пробках, інколи - у маслянках.

     Прямокутна різьба (рис. 1.8.4, б) має прямокутний (квадратний) профіль. Вона не стандартизована, складна у виготовленні, неміцна й застосовується рідко.

     Трапецеїдальна стрічкова різьба (рис. 1.8.4, в) має переріз у вигляді трапеції з кутом профілю 30°. Коефіцієнт тертя у неї малий, тому вона застосовується для передачі рухів або великих зусиль у металообробних верстатах (ходові гвинти), домкратах, пресах тощо. Витки цієї різьби мають великий переріз в основі, що забезпечує її високу міцність і зручність при нарізуванні. Основні елементи трапецоїдної різьби стандартизовані.
Рис. 1.8.4. Види різьби залежно від профілю:
а - циліндрична трикутна; б - прямокутна; в - трапецеїдальна; г - упорна; д - кругла
     Упорна різьба (рис. 1.8.4, г) має профіль у вигляді нерівнобічної трапеції з робочим кутом при вершині 30°. Основи витків заокруглені, що створює в небезпечному перерізі міцний профіль. Тому цю різьбу застосовують тоді, коли гвинт має передавати велике одностороннє зусилля (у гвинтових пресах, домкратах тощо).

     Кругла різьба (рис. 1.8.4, д) має профіль, утворений двома дугами, спряженими з невеликими прямокутними ділянками, і кутом ε 30°. У машинобудуванні ця різьба застосовується рідко. Використовується вона переважно у з’єднаннях, які сильно спрацьовуються, у забрудненому середовищі (арматура пожежних трубопроводів, вагонні стяжки, гаки вантажопідйомних машин тощо). Ця різьба не стандартизована.

     За кількістю ниток різьби поділяють на одноходові (однозахідні) і багатоходові (багатозахідні). Ходом різьби називають осьове переміщення гвинта за один його оберт. Для однозахідних різьб хід дорівнює кроку (відстань між суміжними витками), а для багатозахідних - добутку кроку на число заходів. Останнє можна визначити, якщо поглянути на торець гвинта (гайки), тоді буде видно, скільки ниток беруть свій початок з торця (рис. 1.8.5, а, б). В однозахідної різьби на торці гвинта або гайки видно лише один кінець витка, а у багатозахідних - два, три і більше.
Рис. 1.8.5. Види різьб залежно від кількості заходів:
а - тризахідна; б - восьмизахідна
     Однозахідні різьби мають малі кути підйому гвинтової лінії й більше тертя (малий ККД). Вони застосовуються там, де потрібне надійне з’єднання (у кріпильних деталях).

     У багатозахідних різьб порівняно з однозахідними кут підйому гвинтової лінії значно більший. Такі різьби застосовують тоді, коли потрібне швидке переміщення по різьбі при найменшому терті. При цьому за один оберт гвинта (або гайки) гайка (або гвинт) переміститься на величину ходу гвинтової лінії різьби. Багатозахідні різьби використовують у механізмах для передачі руху.

     Основні типи різьб та їх позначення. У машинобудуванні, як правило, застосовують три типи різьб - метричну, дюймову і трубну.

      Метрична різьба (рис. 1.8.6, а) має трикутний профіль з плоскозрізаними вершинами; кут профілю дорівнює 60°, діаметри і крок виражаються в міліметрах.
Рис. 1.8.6. Різьби метрична (а), дюймова (б), трубна (в) і деталь з дюймовою різьбою (г)
     Метричні різьби поділяють на різьби з нормальним кроком (для зовнішніх діаметрів 1-68 мм) і з дрібним кроком (для зовнішніх діаметрів 1-600 мм).

     Метричні різьби з нормальним кроком позначають, наприклад, М20 (число - зовнішній діаметр різьби), з дрібним кроком - М20 × 1,5 (перше число - зовнішній діаметр, друге - крок).

     Метричні різьби застосовують здебільшого як кріпильні: з нормальним кроком - при значних навантаженнях і для кріпильних деталей (болтів, гайок, гвинтів), з дрібним кроком - при малих навантаженнях і тонких регулюваннях.

     Дюймова різьба (рис. 1.8.6, б, г) має трикутний плоскозрізаний профіль з кутом 55° (різьба Вітворта) або 60° (різьба Селлерса). Усі розміри цієї різьби виражаються в дюймах (1″ = 25,4 мм). Крок виражається числом ниток (витків) на довжині одного дюйма.

     Стандартизовано дюймові різьби діаметрами від 3/16 до 4″ і числом ниток на 1″ від 24 до 3. Зовнішній діаметр різьби виражається у дюймах. Від метричної дюймова відрізняється більшим кроком.

      В Україні при проектуванні нових конструкцій дюймову різьбу не застосовують. Її використовують при виготовленні запасних частин для тих машин та обладнання, де застосовується дюймова різьба.

      Трубна циліндрична різьба (рис. 1.8.6, в) стандартизована. Це дрібна дюймова різьба, але на відміну від останньої спряжуться без зазорів (для збільшення герметичності з’єднання) і має заокруглі вершини.

      За номінальний діаметр трубної різьби приймають внутрішній діаметр труби (діаметр отвору, або, як кажуть, «діаметр труби на світло»), тобто зовнішній діаметр трубної різьби буде більшим за номінальний на подвоєну товщину стінок труби.

      Трубна циліндрична різьба застосовується для зовнішніх діаметрів 1/8…6″ з числом ниток на одному дюймі від 28 до 11; кут профілю дорівнює 55°. Її використовують на трубах для їх з’єднання, а також на арматурі трубопроводів та інших тонкостінних деталях.

    
Трубну циліндричну різьбу позначають так: Труб. 3/4″ (цифри - номінальний діаметр різьби в дюймах).

     Стандартизовані трубні різьби діаметри від 1/8 до 6″ з числом ниток на одному дюймі від 28 до 11.

      Інструмент для нарізування різьби
       Загальні відомості. Різьби на деталях виготовляють нарізуванням на свердлильних, різьбонарізних і токарних верстатах, а також накатуванням, тобто методом пластичних деформацій. Інструментом для накатування різьби є накатні плашки, накатні ролики й накатні головки.

     Інколи різьбу нарізують вручну.

     Внутрішню різьбу нарізують мітчиком, зовнішню - плашками, прогонками й іншими інструментами.

     Інструмент для нарізування внутрішньої різьби. Мітчики. Мітчики поділяють: за призначенням - на ручні, машинно-ручні й машинні; за профілем нарізуваної різьби - для метричної, дюймової та трубної різьб; за конструкцією - на суцільні, збірні (регульовані й такі, що самовиключаються) та спеціальні.

     Мітчик (рис. 1.8.7, а) складається з двох основних частин - робочої та хвостової.

     Робоча частина - це гвинт з кількома поздовжніми прямими або гвинтовими канавками і служить для нарізування різьби. Мітчики з гвинтовими канавками застосовують для нарізування точних різьб. Робоча частина мітчика складається із забірної та калібрувальної частин.
Рис. 1.8.7. Ручний мітчик:
а - конструкція; б - елементи; в - головні кути
     Забірна (або різальна) частина, як правило, робиться у вигляді конуса; вона здійснює основну роботу при нарізуванні різьби. У мітчиках для в’язких металів на забірній частині є скіс 6-10° у напрямі, зворотному напряму різьби: при правій різьбі скіс лівий, при лівій - правий. Це поліпшує відведення стружки.

     
Калібрувальна (напрямна) частина - різьбова частина мітчика, суміжна із забірною частиною. Вона спрямовує мітчик у отвір і калібрує нарізуваний отвір.

     Хвостовик-стрижень служить для закріплення мітчика в патроні або утримування його у воротку (за наявності квадрата) під час роботи.

      Різьбові частини мітчика, обмежені канавками, називаються різальними перами (рис. 1.8.7, б). Різальні пера (зуби) мають форму клина.

     
Головними кутами різальних пер мітчика (рис. 1.8.7, в) є: передній γ, задній α та кут загострення β. Ці кути у забірної та калібрувальної частин різні.

      Для сталі середньої твердості передній кут γ = 8-10°, для твердої сталі γ = 5°, для бронзи й чавуну γ = 0-5°. Задній кут α = 6-8° для ручних і 10° - для інших мітчиків.

       Різальними кромками називаються кромки на різальних перах мітчика, утворені перетином передніх поверхонь канавки із тиловими поверхнями робочої частини.

     Серцевина - це внутрішня частина тіла мітчика, виміряна по діаметру кола, дотичного до дна канавок мітчика. Мітчики для нарізування різьби в нержавіючих сталях мають масивнішу (товстішу) серцевину.

     Канавки - це заглиблення між різальними зубами (перами), що утворюються видаленням частини металу. Ці канавки служать для утворення різальних кромок і розміщення стружки при нарізуванні різьби. Профіль канавки утворюється передньою поверхнею, по якій сходить стружка, і задньою, що служить для зменшення тертя пер мітчика об стінки нарізуваного отвору.

     Канавки у мітчика, як правило, роблять прямими, оскільки вони простіші у виготовленні. Однак для кращих умов різання й виготовлення точних різьб застосовують мітчики не з прямими, а з гвинтовими спіральними канавками. Кут нахилу гвинтової канавки цих мітчиків становить 8-15°. Для нарізування глухих отворів нахили цих канавок роблять правими (рис. 1.8.8, а), щоб стружка легко виходила вгору, для нарізування наскрізних отворів - лівими (рис. 1.8.8, б), щоб стружка виходила вниз.

      Мітчики діаметром до 22 мм, як правило, виготовляють з трьома, а діаметром від 22 до 52 мм - з чотирма канавками. Спеціальні мітчики на калібрувальній частині канавок не мають.

      Ручні мітчики для метричної й дюймової різьб стандартизовані й виготовляються комплектом: з двох мітчиків для різьби з кроком до 3 мм включно (для основної метричної різьби діаметром від 1 до 52 мм і для дюймової різьби діаметром від 1/4 до 1″) і комплектом з трьох мітчиків для різьби з кроком вище 3 мм (для метричної різьби діаметром від 30 до 52 мм і для дюймової різьби діаметром від 1″ до 2″). До комплекту, що складається з трьох мітчиків, входять чорновий, середній і чистовий мітчики (рис. 1.8.9, І, II, III). Усі мітчики комплекту мають різні діаметри. Чорновий мітчик (І) нарізує чорнову різьбу, знімаючи при цьому до 60 % металу (стружки); середній мітчик (II) нарізує вже точнішу різьбу, знімаючи до 30 % металу; чистовий мітчик (III) знімає ще до 10 % металу, має повний профіль різьби і використовується для остаточного, точного нарізування різьби та її калібрування. Щоб визначити, яким є мітчик - чорновим, середнім або чистовим, на хвостовій частині роблять відповідно одну, дві або три кругові риски (кільця) або ставлять відповідний номер. Окрім того, на хвостовій частині проставляють розмір різьби, для нарізування якої цей мітчик зроблено.
Рис. 1.8.8. Мітчики з правою (а) і лівою (б) гвинтовими канавками
Рис. 1.8.9. Комплект мітчиків:
І, II, ІІІ - відповідно чорновий, середній і чистовий мітчики
     Залежно від конструкції різальної частини мітчики бувають циліндричними та конічними.

     При циліндричній конструкції мітчиків усі три інструменти комплекту мають відповідні діаметри. Чистовий мітчик має повний профіль різьби, діаметр середнього мітчика менший за нормальний на 0,6 глибини нарізки, а діаметр чорнового мітчика менший за діаметр різьби на повну глибину нарізки. У чорнового мітчика довжина забірної частини дорівнює 4-7, у середнього - 3-3,5 і чистового - 1,5-2 ниткам. Кут нахилу забірної частини у чорнового мітчика дорівнює 3°, у середнього - 7°, у чистового - 2° (рис. 1.8.9). Циліндричними мітчиками нарізують різьбу у глухих отворах.

     При конічній конструкції мітчиків усі три інструменти комплекту мають однакові діаметри та повний профіль різьби з різною довжиною забірних частин. Різьбу в межах забірної частини роблять конічною й додатково зрізують по вершинах зубів на конус. У чорнового мітчика забірна частина дорівнює довжині робочої частини, у середнього - половині цієї довжини, у чистового - двом ниткам.

     Конічні мітчики застосовують зазвичай для нарізування різьб у наскрізних отворах.

     Мітчики випускають зі шліфованим і нешліфованим профілями зубів. Шліфовані створюють різьбу точнішу і з чистішою поверхнею.

     За точністю нарізуваної різьби мітчики поділяють на чотири групи - С, Д, Е та Н. Мітчики групи С - найточніші, груп Е та Н - менш точні з нешліфованим профілем зубів. Мітчики груп С та Д - зі шліфованим профілем зубів; ними нарізують висококласні різьби. Мітчики груп Е та Н призначені для різьб 9-го квалітету.

   
Машинно-ручні мітчики застосовують для нарізування метричної, дюймової та трубної циліндричної й конічної різьб у наскрізних і глухих отворах усіх розмірів машинним способом і вручну з кроком до 3 мм включно. Мітчики цього типу виготовляють двох видів - одинарні (для наскрізних і глухих отворів) і комплектні (чорновий і чистовий).

     Машинні мітчики застосовують для нарізування на верстатах різьб у наскрізних і глухих отворах. Вони бувають циліндричними (рис. 1.8.10, а) і конічними (рис. 1.8.10, б).

     У машинних і машинно-ручних мітчиках на хвостовику роблять кільцеві канавки для затискання у швидкозмінних патронах.

     Гайкові мітчики (рис. 1.8.10, в) служать для нарізування метричної різьби в гайках за один робочий хід вручну або на свердлильних і різьбонарізних верстатах. Їх виготовляють однокомплектними, вони мають довгі різальну частину (12 витків) і хвостовик. Велика довжина останнього дає можливість нанизувати на нього гайки при нарізуванні.

     Виготовляють також гайкові мітчики із зігнутим хвостовиком (рис. 1.8.10, г), які закріплюються у спеціальних патронах на гайконарізних автоматах. Вони дають змогу гайкам безперервно автоматично спадати в міру нарізування.

     Плашкові мітчики (рис. 1.8.10, д) відрізняються від гайкових наявністю забірного конуса і служать для попереднього нарізування різьби у плашках за один робочий хід.
Рис. 1.8.10. Машинні мітчики:
а - циліндричний; б - конічний; в - гайковий; г - із зігнутим хвостовиком; д - плашковий; е - маточний
     Маточні мітчики (рис. 1.8.10, е) застосовують для зачищення різьб у плашках після нарізування плашковим мітчиком, а також для зачищення різьб у плашках, які перебувають у роботі. У маточних мітчиках канавки роблять з правою спіраллю.

     Спеціальні мітчики складають велику групу, до якої входять безканавкові й комбіновані мітчики, мітчики з гвинтовими канавками тощо.

     Безканавкові мітчики (рис. 1.8.11, а) застосовують для нарізування наскрізних різьб 10-12 мм. Довжина забірної частини мітчика така сама, що й у звичайних машинних. Довжина канавки (з виходом) на 3-5 ниток довша за забірну частину. Безканавкові мітчики набагато міцніші за звичайні. Завдяки довгій різьбовій частині мітчики можна загострювати кілька разів. Висока продуктивність при нарізуванні різьби є головним достоїнством безканавкових мітчиків. Для нарізування різьби у глухих отворах ці мітчики не придатні.
Рис. 1.8.11. Спеціальні мітчики:
а - безканавковий; б - комбінований; в - мітчик-свердло; г - з гвинтовими канавками
     Комбіновані мітчики складаються з двох частин, розділених шийкою (рис. 1.8.11, б). Перша частина служить для попереднього, а друга - для остаточного нарізування різьби. Комбінований інструмент - мітчик-свердло (рис. 1.8.11, в) дає змогу поєднати свердління й нарізування різьби в одну операцію, що значно підвищує продуктивність. Його застосування можливе лише при нарізуванні наскрізних отворів без примусової подачі за умови, що мітчик включається в роботу після виходу вершини свердла з отвору. В іншому разі свердло змушене працювати з подачею, яка дорівнює крокові різьби, що нарізується.

     Застосовують й інші комбіновані інструменти - мітчик-розвертку, зенкер-розвертку-мітчик тощо. Заміна кількох інструментів одним комбінованим дає змогу значно скоротити допоміжний час, що витрачається на заміну інструмента.

     Мітчики з гвинтовими канавками (рис. 1.8.11, г) мають кут нахилу канавки 35°, що забезпечує вільний вихід стружки по спіралі й виключає можливість зриву різьби. Мітчиком можна нарізувати різьбу на високих швидкостях. Один мітчик із гвинтовою канавкою заміняє комплект звичайних мітчиків.

     Застосування цих мітчиків для обробки деталей з чавуну, латуні, нержавіючої сталі й інших матеріалів дозволило підвищити продуктивність праці втричі. Мітчики виготовляють з інструментальних сталей У8, У12 та швидкорізальної Р18.

     При нарізуванні різьби вручну різальний інструмент обертають за допомогою воротків, встановлюючи їх на квадрати хвостовиків.

     Нерегульовані воротки можуть мати один або три отвори (рис. 1.8.12, а); у регульованих воротках є регульований отвір (рис. 1.8.12, б). Окрім цих, застосовують торцеві воротки (рис. 1.8.12, в) для обертання мітчиків при нарізуванні різьби у важкодоступних місцях.

     Тарований вороток (рис. 1.8.12, г) використовують для нарізування різьби у глибоких і глухих отворах. Він складається з корпуса 6, втулки 7 і пружини 8. Корпус і втулка мають зчіпні скісні кулачки, які при перевищенні зусилля, що передається від руки працюючого, виходять із зачеплення. В результаті цього втулка з мітчиком не обертатиметься і тим самим запобігатиметься його поламка.

     Універсальний вороток служить для закріплення плашок із зовнішнім діаметром 20 мм, усіх видів мітчиків і розверток, які мають хвостовики квадратного перерізу зі сторонами до 8 мм. У корпусі, закритому кришкою, розміщено механізм, який дає змогу змінювати розмір квадратного отвору. Механізм рухається за допомогою гвинта з рифленою головкою. Різьбова частина гвинта зв’язана з одним з чотирьох кулачків, вільно розміщених всередині корпуса.
Рис. 1.8.12. Воротки:
а - нерегульованний; б - з регульованим отвором; в - торцевий; г - тарований; 1, 3 - нерухома й рухома рукоятки; 2 - рамка; 4, 5 - рухомий і нерухомий сухарі; 6 - корпус; 7 - втулка; 8 - пружина
     При обертанні гвинта зміщується кулачок, який утворює одну зі сторін квадрата. Опускаючись, кулачок натискує на скісний кут другого кулачка, рухаючи останній праворуч. Той, у свою чергу, піднімає третій кулачок, який зміщує ліворуч четвертий. Таким чином, чотири сторони квадратного отвору зменшуються рівномірно. Таке регулювання квадратного отвору дає змогу закріплювати мітчики і розвертки різного виду.

     Для закріплення плашок у корпусі універсального воротка є гніздо. Плашки закріплюють гвинтами.

     Застосування описаного пристрою виключає брак при нарізуванні різьби плашками. Воно замінює слюсареві набір воротків, плашкотримач і спеціальні напрямні пристрої до нього.

     Універсальний вороток дає змогу нарізувати різьбу у важкодоступних місцях. Мітчик тут кріпиться за допомогою чотирьох кулачків розміщених у корпусі. Гвинт обертаючись, зміщує кулачки й змінює розміри квадратного отвору. Подовжена частина корпуса забезпечує перпендикулярність мітчика до площини обертання воротка. При встановлених рукоятках 6 вороток використовується, як звичайно. Для нарізування різьби у важкодоступних місцях рукоятки вигвинчують. У подовжену частину корпуса воротка вставляють кінець торцевого ключа. Завдяки наявності підпружиненої кульки вороток надійно закріплюється на встановленому в нього мітчику.

   
  Нарізування внутрішньої різьби

     
Добір свердел для свердління отворів під різьбу. При нарізуванні різьби матеріал частково «видавлюється», тому діаметр свердла має бути трохи більшим, ніж внутрішній діаметр різьби. Зміна величини отвору при нарізуванні різьби у твердих і крихких металах менша, ніж у м’яких і в’язких.

     Якщо просвердлити під різьбу отвір діаметром, що точно відповідає внутрішньому діаметру різьби, то матеріал, видавлюваний при нарізуванні, тиснутиме на зуби мітчика, від чого вони в результаті великого тертя сильно нагріваються і до них прилипають частинки металу.

     Різьба може вийти з рваними нитками, а в деяких випадках можлива поламка мітчика. При свердлінні отвору надто великого діаметра різьба виходить неповною.

     Діаметр свердла для свердління під метричні і трубні різьби визначають за довідковими таблицями. Якщо не можна скористатися таблицями, діаметр під метричну різьбу приблизно розраховують за формулою dс = d - KcР, де dс - діаметр свердла, мм; d - номінальний діаметр різьби, мм; Kс - коефіцієнт, що залежить від розбивання отвору і береться за таблицями (Довідник металіста, т. 3); зазвичай Kс = 1-1,08; Р - крок різьби, мм.

     Прийоми нарізування різьби. Після підготовки отвору під різьбу і вибору воротка заготовку закріплюють у лещатах і в цей отвір вставляють вертикально мітчик за кутником (рис. 1.8.13, а).

     Притискуючи лівою рукою вороток до мітчика, правою повертають його праворуч доти, поки мітчик не вріжеться на кілька ниток у метал і не займе стійке положення, після чого вороток беруть за рукоятку двома руками й обертають з перехопленням рук через кожні півоберта (рис. 1.8.13, б).
Рис. 1.8.13. Нарізування внутрішньої різьби:
а - встановлення мітчика; б - прийом нарізування
     Для полегшення роботи вороток з мітчиком обертають не весь час за годинниковою стрілкою, а здійснюють один-два оберти праворуч і півоберта ліворуч і так далі. Завдяки такому зворотно-обертальному руху мітчика стружка ламається, стає короткою (подрібненою), а процес різання значно полегшується.

     Закінчивши нарізування, обертанням воротка у зворотний бік викручують мітчик з отвору, потім знову прокручують його наскрізь.

     Мітчиком вручну виготовляють різьбу по 6-10-му квалітетах.

      Правила нарізування різьби мітчиком:
       - при нарізуванні різьби у глибоких отворах, у м’яких і в’язких металах (міді, алюмінію, бронзі тощо) мітчик слід періодично викручувати з отвору й очищати канавки від стружки:
       - нарізувати різьбу слід повним набором мітчиків: нарізування різьби одразу середнім мітчиком без проходження чорновим, а   потім чистовим не прискорює, а навпаки, ускладнює роботу; різьба в цьому разі виходить неякісною, а мітчик може зламатися;
      - середній і чистовий мітчики вводять в отвір без воротка і лише після того як мітчик піде правильно по різьбі, на головку надягають вороток і продовжують нарізувати різьбу;
      - глухий отвір під різьбу слід робити на глибину, дещо більшу, ніж довжина нарізуваної частини, з таким розрахунком,  щоб робоча частина мітчика трохи вийшла за межі нарізуваної частини; якщо такого запасу не буде, різьба вийде неповною;
      - у процесі нарізування потрібно ретельно стежити за тим, щоб не було перекосу мітчика; для цього слід через кожні дві- три нарізані нитки перевіряти за допомогою кутника положення мітчика щодо верхньої площини виробу; особливо обережно   слід нарізувати різьбу у дрібних і глухих отворах. Нарізану внутрішню різьбу перевіряють калібрами-пробками.

        Змащення різьбонарізного інструмента. На якість різьби та стійкість інструменту впливає правильний вибір мастильно-охолодної рідини (табл. 8.1).
     Примітка. У деталях з текстоліту і гетинаксу нарізування різьби здійснюють з обдуванням стиснутим повітрям.

     При нарізуванні різьб у деталях з силуміну, алюмінію стружка налипає на мітчик і внаслідок цього виникають задири; при нарізуванні різьби у нержавіючих, жароміцних та інших високолегованих сталях мітчик швидко затуплюється.

      Мастило, запропоноване Петровим, дає змогу нарізати високоякісну різьбу з найменшими витратами праці. Воно має такий склад (%): олеїнова кислота - 78, стеаринова кислота - 17, сірка тонкого помелу - 5.

      Стеаринову й олеїнову кислоти змішують при 60-65 °С, потім суміш охолоджують до 20 °С і змішують з сіркою тонкого помелу. Інструментом, змащеним цією пастою, легко нарізується різьба в отворах деталей, які загартовані до 38-42 НКСе.

     Нарізування зовнішньої різьби
      Інструмент. Зовнішню різьбу нарізують плашками вручну і на верстатах.

      Залежно від конструкції плашки поділяють на круглі, накатні, розсувні (призматичні).

      Круглі плашки (лерки) виготовляють суцільними і розрізними.

      Суцільна плашка (рис. 1.8.14, а) - це стальна загартована гайка, в якій через різьбу 1 прорізано наскрізні поздовжні отвори, які утворюють різальні кромки і служать для виходу стружки. З обох боків плашки є забірні частини 2 завдовжки 1,5-2 нитки. Ці плашки застосовують при нарізуванні різьби діаметром до 52 мм за один робочий хід.
Рис. 1.8.14. Плашки:
a - суцільна; б - розрізна; 1 - різьба; 2 - забірна частина
     Діаметри суцільних круглих плашок передбачено стандартом: для основної метричної різьби - від 1 до 76 мм, для дюймової - від 1/4 до 2″, для трубної - від 1/8 до 1 1/2″.

     Круглі плашки при нарізуванні різьби вручну закріплюють у спеціальному воротку.

      Розрізні плашки (рис. 1.8.14, б) на відміну від суцільних мають проріз (0,5-1,5 мм), що дає змогу регулювати діаметр різьби в межах 0,1-0,25 мм. Унаслідок зниження жорсткості нарізувана цими плашками різьба має недостатньо точний профіль.

      Різьбонакатні плашки (рис. 1.8.15), застосовувані для накатування точних профілів різьби, мають корпус, на якому встановлюють накатні ролики з різьбою. Ролики можна регулювати за розміром нарізуваної різьби. Плашки обертають двома рукоятками, що вкручуються в корпус.
Рис. 1.8.15. Різьбонакатні плашки
      За допомогою різьбонакатних плашок нарізають різьбу Ø 4-33 мм і кроком 0,7-2 мм за 6-8-м квалітетами. Накатування виконують на верстатах, а також вручну. Різьба виходить міцнішою, оскільки волокна металу у гвинтах не перерізуються. Крім того, завдяки тиску плашок волокна зміцнюються. Оскільки різьба лише видавлюється, поверхня виходить чистішою. Накатування різьби здійснюється так само, як і нарізування клупами (див. далі).

      Різьбонакатні плашки типу НПН, застосовуються для накатування різьб М6 та М12 на свердлильних і токарних верстатах.

       Розсувні (призматичні) плашки на відміну від круглих складаються з двох половинок, які називаються півплашками (рис. 1.8.16, а). На кожній з них зазначено розмір зовнішньої різьби і цифра 1 чи 2 для правильного закріплення у пристрої (клупі). На зовнішній стороні півплашок є кутові канавки (пази), якими їх встановлюють у виступи клупа.

       Для рівномірного розподілу тиску гвинта на півплашки для уникнення перекосу між півплашками й гвинтом розміщують сухар.
Рис. 1.8.16. Розсувні (призматичні) плашки:
а - загальний вигляд; б - закріплення в клупі
      Розсувні (призматичні) плашки виготовляють комплектами з 4-5 пар у кожному; кожну пару у разі потреби вставляють у клуп. Розсувні плашки виготовляють для метричної різьби діаметром від М6 до М52, для дюймової - від 1/4 до 2″ і для трубної - від У8 до 13/4″. Розсувну плашку закріплюють у клупі (рис. 1.8.16, б), який складається із скісної рамки 1 з двома рукоятками 2 і затискного гвинта 5. Півплашки 3 вставляють у виступи рамки, вводять сухар 4 і закріплюють гвинтом 5. Клупи, в яких встановлюють призматичні плашки, виготовляють шести розмірів - від № 1 до № 6.

  
  Процес нарізування різьби. При нарізуванні різьби плашкою слід мати на увазі, що в процесі утворення профілю різьби метал виробу, особливо сталь, мідь тощо, «тягнеться», діаметр стрижня збільшується. Внаслідок цього посилюється тиск на поверхню плашки, що призводить до її нагрівання й прилипання частинок металу, тому різьба виходить рваною.

     При виборі діаметра стрижня під зовнішню різьбу слід керуватися тими самими міркуваннями, що й при виборі отвору під внутрішню різьбу. Якісну різьбу можна дістати тоді, коли діаметр стержня менше зовнішнього діаметра нарізуваної різьби. Якщо діаметр стрижня буде значно меншим, ніж потрібно, то різьба виходить неповною; якщо ж діаметр стрижня буде більшим, то плашку або не можна нагвинтити на стрижень і кінець стрижня буде пошкоджено або під час нарізування зуби плашки внаслідок перевантаження зламаються.

     При нарізуванні різьби плашкою вручну стрижень закріплюють у лещатах так, щоб його виступаючий над рівнем губок кінець був на 20-25 мм більшим за довжину нарізуваної частини (рис. 1.8.17). Для забезпечення врізування на верхньому кінці стержня знімають фаску.
Рис. 1.8.17. Прийом нарізування різьби плашкою
     Потім на стрижень накладають закріплену у клуп плашку і з незначним натискуванням обертають клуп так, щоб плашка врізалася приблизно на одну-дві нитки. Після цього нарізувану частину стрижня змащують мастилом і обертають клуп з рівномірним тиском на обидві рукоятки так, як при нарізуванні мітчиком, тобто один-два оберти праворуч і півоберта ліворуч.

      Для запобігання браку й пошкодженню зубів плашки треба стежити за перпендикулярним положенням плашки до стрижня - плашка має врізатися у стрижень без збочення.

     Нарізану зовнішню різьбу перевіряють різьбовими мікрометрами або різьбовими калібрами-кільцями та різьбовими шаблонами. Плашками вручну нарізують різьбу за 8-9-м квалітетами. Нарізування різьби клупами здійснюють у такому порядку. Встановлюють у клуп плашки й розсувають їх на розмір, дещо більший за діаметр нарізуваної заготовки. Затискують заготовку в лещатах у вертикальному положенні й запилюють на торці фаску; надягають клуп на стрижень заготовки і щільно зсувають плашку гвинтом.

     Клуп з плашками, змащеними змішаним або сірчаним маслом, повертають на 1-11/2 оберти за годинниковою стрілкою, потім на 1/4-1/2 оберти назад. Нарізавши різьбу, клуп переміщують, обертаючи його в зворотний бік для сходження на кінець стрижня; потім підтискують плашки гвинтом і нарізують вдруге.

      Перевіряючи різьбу калібром або гайкою (на крайній випадок), повторюють нарізування до виготовлення різьби потрібного розміру. Після завершення роботи плашки виймають з клупа, очищають від стружки, ретельно протирають і змащують мастилом.

Прогресивні способи нарізування й законтрювання різьби. Більшість деталей машин (тракторів, автомобілів, металообробних та інших верстатів) з’єднують за допомогою різьбових з’єднань. Трудомісткість процесу нарізування різьби зменшують різноманітними способами.

      Застосовують загартовані самовидавлюючі гвинти, якими через пробиті отвори з’єднують листові деталі.

      На Волзькому автомобільному заводі широко застосовують загартовані самонарізні гвинти для чавунних і сталь них деталей. Гвинти при обертанні з подачею видавлюють різьбові канавки.

      На цьому самому заводі застосовують самоконтруючі різьбові з’єднання - шестигранну головку, що має виточки на нижньому торці, а на верхньому - лунки й радіальні канавки і болти із зубчастим буртиком їх використання значно скорочує трудомісткість складальних робіт.

     Для запобігання відгвинчуванню болтів застосовують клеї (анаеробні смоли) типу ТЕН-3, які рекомендуються для застопорення з’єднань, що працюють в умовах вібраційного навантаження.

     Механізація нарізування різьби
     Нарізування різьби вручну - малопродуктивна й трудомістка операція, тому при можливості прагнуть застосувати засоби механізації.

Для механізації процесу нарізування різьби у великогабаритних деталях, а також при монтажі (складанні) виробів застосовують такі спеціальні ручні механізовані інструменти, як різьбонарізувачі з електричним або пневматичним приводом, а також електро- і пневмосвердлилки, оснащені спеціальними насадками.

Різьбонарізувач з електричним приводом (рис. 1.8.18) має вмонтований електродвигун, редуктор, реверсійний механізм і нагрудник. На валу ротора електродвигуна 1 (рис. 1.8.18, а) закріплено зубчасте колесо 2, яке через зубчасті колеса 13, 12, 11, 10 і 9 передає обертання вільно насадженим зубчастим колесам 6 і 3, які обертаються в різні боки. При натисканні на корпус інструмента зверху вниз (рис. 1.8.18, б) шпиндель 7 всовується всередину, його фланець 5 входить у зачеплення з виступом 4 зубчастого колеса 3, мітчик при цьому починає вкручуватися в отвір.
Рис. 1.8.18. Різьбонарізувач з електричним приводом:
а - кінематична схема: 1 - електродвигун; 2, 3, 6, 9, 10, 11, 12, 13 - зубчасті колеса; 4, 8 - виступи зубчастих коліс; 5 - фланець, 7 - шпиндель; б - прийом роботи
      Перед введенням у нарізуваний отвір мітчик змащують мастилом. Утримуючи різьбонарізувач у руках так, щоб не було перекосу мітчика відносно осі отвору, вмикають електродвигун і легенько натискують на корпус. Після нарізування різьби і припинення натискування шпиндель 7 висунеться з корпуса і фланець 5 увійде в зачеплення з виступами 8 зубчастого колеса 6. Але через те, що колесо 6 обертається вдвічі швидше, то мітчик почне з подвійною швидкістю викручуватися з отвору. Продуктивність нарізування різьби таким способом у 6-10 разів вища за продуктивність ручним способом.

      Різьбонарізувач з пневматичним приводом (рис. 1.8.19) застосовують для нарізування дрібних різьб. Чотириклапанний ротаційний пневмодвигун 1 через редуктор починає обертати вільно насаджені зубчасті колеса. При натисканні на корпус муфти входять у зачеплення з зубчастим колесом, що відповідає робочому ходу (нарізуванню різьби). Коли корпус рукояткою 2 відводять на себе, шпиндель 5 зміщується під дією пружини вниз, муфта входить у зачеплення із зубчастим колесом і відбувається прискорене вигвинчування мітчика з отвору.

      Інструмент вмикають натискуванням великим пальцем на курок 3 (стиснуте повітря пропускається крізь клапан у двигун). Відпрацьоване повітря виходить з двигуна крізь бічні отвори 4. Редуктор і реверсивний механізм змащують густим мастилом крізь отвір у корпусі.
Рис. 1.8.19. Різьбонарізувач ПНР-8 легкого типу з пневматичним приводом
     Перед введенням в отвір мітчик змащують маслом. Прийоми роботи різьбонарізувачем показано на рис. 1.8.19. Не можна допускати перекосу мітчика відносно осі отвору. Увімкнувши двигун, слід злегка натискати на корпус, нарізуючи різьбу. Після припинення натискування на мітчик різьбонарізувач змінить напрям обертання, і мітчик викрутиться з отвору. Після нарізування різьбу протирають чистою ганчіркою і перевіряють.

     Нарізування різьби в отворах за допомогою свердлильного верстата є найпродуктивнішим способом. Його здійснюють за допомогою запобіжного патрона, в якому мітчик закріплюють на допустиме зусилля. При нарізуванні різьби у глухому отворі мітчик упирається в його дно, при цьому автоматично припиняється обертання.

      Запобіжний патрон встановлюють у шпиндель верстата, як у звичайний патрон з конічним хвостовиком. Мітчик вставляють у цангу патрона (рис. 1.8.20) і закріплюють накидною гайкою 1. Свердлильний верстат налагоджують на швидкість різання 5-8 м/хв. Після вмикання електродвигуна перевіряють мітчик на биття, потім його змащують маслом і нарізують різьбу. Мітчик регулюють на допустиме зусилля круглою гайкою 2, яка стопориться гвинтом 3.

      Найбільший розмір нарізуваної таким способом різьби дорівнює 8 мм. Застосування верстата прискорює процес нарізування різьби у 8-10 разів порівняно з нарізуванням вручну.
Рис. 1.8.20. Нарізування різьби в отворі за допомогою свердлильного верстата:
1 - накидна гайка; 2 - кругла гайка; 3 - гвинт
     Окрім застосування різьбонарізних машинок у серійному й масовому виробництві різьбу нарізують на різьбонарізних верстатах.

     Дефекти. Дефекти, що найчастіше трапляються при різьбонарізуванні, причини їх виникнення і способи усунення подано в табл. 8.2.
     Безпека праці. При нарізуванні різьби мітчиком на верстаті вимоги безпеки такі самі, що й при роботі на свердлильних верстатах. При нарізуванні різьби мітчиками та плашками вручну в деталях з сильно виступаючими гострими частинами стежать за тим, щоб при повороті воротка не поранити руки. При використанні електропневмоінструментів дотримуються відповідних вимог безпеки.