Резьба Модульная и Питчевая: Основные Параметры и Применения

Применение питчевой резьбы

Модульная и питчевая резьбы используются на агрегатах, где необходимо обеспечить передачу движения. Это червячные и червячно-зубчатые передачи, которые применяются:

в механических домкратах;
прессах;
подъемниках;
экструдерах.

Этот тип резьбы гарантирует надежное сцепление зубьев шестеренки с червяком. Добиться подобного результата позволяет установка профиля шага в 40 градусов (для сравнения — у метрической резьбы он равен 60 градусам).

Питчевая резьба: что это такое, фото

В первую очередь необходимо разобраться, что из себя представляет модульная и питчевая резьба.

Модульная резьба измеряется модулем. Поэтому для получения значения в метрической системе единиц следует умножить значение на модуль.

Питчевая резьба измеряется в питчах. Поэтому для получения понятного дюймового значения требуется значение разделить на питч. Данные виды резьбовых соединений применяются при нарезании червяка червячной передачи.

Основные параметры питчевой резьбы

К параметрам, которые определяют характеристики питчевой резьбы, относятся:

профиль витка (геометрия и угол наклона);
шаг питчевой резьбы (расстояние между одноименными точками);
размеры средней, внутренней и наружной окружностей;
ход и срез резьбы.

Каждый из указанных параметров обладает собственными системами обозначений. Главная из них — единица измерения шага. Питчевая система предполагает использование питчей. При этом шаг резьбы, равный 2 питчам, соответствует 6,28 дм. Для систематизации существующих размеров питчевой резьбы и приведения их к привычным единицам измерения используются специальные таблицы.

Таблица соответствия размеров метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьб

Как модульные, так и питчевые резьбы классифицируется по профилю витков. Они бывают:

в форме архимедовой спирали;
в виде эвольвенты (то есть кривой второго порядка, каждая точка которой служит касательной к заданной окружности);
трапециевидной формы.

Размеры витков зависят от сферы применения резьбы. Каждый диаметр определяют как диаметр воображаемого цилиндра. Так, средний диаметр определяют для цилиндра, радиус которого представляет половину расстояния от верхней до нижней точки резьбы. Измерить основные параметры можно штангенциркулем или другим измерительным инструментом.

Виды метрических резьб

Под метрическими резьбами также понимают все виды с различными профилями, измеряемые миллиметрами. К ним относятся:

резьба треугольная;
трапециевидная;
прямоугольная;
круглая.

Кроме метрической системы измерения параметров используются:

дюймовая;
модульная, где модуль представляет собой отношение длины, выраженной в миллиметрах к числу π;
питчевая, основная единица – питч – отношение числа π к длине, выраженной в дюймах.

Модульная резьба применятся для червячной передачи в машиностроении, как и питчевая. Дюймовая и метрическая – это крепежные типы резьб, но могут использоваться для передачи.

По месту нахождения различают:

внутреннюю;
наружную.

Внутренняя резьба находится в отверстии, ее получают метчиком, специализированным инструментом, представляющим собой стержень с режущими кромками.

Внутренняя метрическая резьба

Наружная резьба выполняется резцом или плашкой на стержне. А также получают накатом на соответствующем оборудовании.

Наружная метрическая резьба

По форме поверхности может быть цилиндрической и конической.

Резьба метрическая коническая используется для монтажа трубопроводов. Ее выполняют на поверхностях, где больший диаметр превышает малый в 16 раз. Диаметры варьируются от 6 до 60 мм.

Также подразделяют по направлению витков на правую и левую. Для определения направление резьбы необходимо деталь расположить так, чтобы ее ось располагалась от наблюдателя. Тогда, правая резьба образуется окружностью, вращающейся слева направо с поступательным движением вдоль оси, а левая резьба, соответственно, против часовой стрелки.

Виды по размеру шага бывают:

крупная (с основным, крупным шагом);
мелкая (с малым);
специальная.

Крупный шаг считается нормальным, подойдет для любых материалов, в том числе и непрочных. Мелкий позволяет выдерживать большие нагрузки, но материалы должны быть определенных прочностных характеристик. Мелкий и специальный используют редко.

Крупный и мелкий шаг резьбы

Место перехода от гладкой поверхности к винтовой называют заходом. По их количеству делят на: одно- и многозаходные. Последние подразделяют также по количеству заходов: двух-, трех- и многозаходные.

Еще одна классификация – по применению. Они бывают:

крепежные и упорно-крепежные;
кинематические или ходовые;
специального назначения.

Ниже представлены основные виды резьб метрических и их буквенные обозначения:

заглавная буква «М» символизирует метрический вид,
если она выполнена на поверхности в виде конуса, то «МК»;
для условий, где необходимы термостойкостью и прочность используют метрическую цилиндрическую «МJ»;
по ISO – «EG-M»;
трапецеидальная – «Tr»;
упорная с углом наклона одной стороны 30º– «S»;
упорная усиленная — «S45», где число – угол наклона одной из сторон.

Технология нарезки питчевой резьбы

Питчевую резьбу разных размеров нарезают:

резцами на токарно-винторезных станках;
модульными фрезами на фрезерных станках;
пальцевыми фрезами.

Нарезание резьбы на токарном станке позволяет добиться высокой точности результата, но не гарантирует достаточной производительности. Таким способом питчевую резьбу нарезают на червячных валах, которые должны характеризоваться высокими показателями точности передачи движения. Метод применяется на мелкосерийных производствах и в частных мастерских.

Использование фрезерного станка позволяет добиться более высокой производительности при нарезании резьбы. Фрезу устанавливают таким образом, чтобы ее ось вращения пересекала продольную ось вала заготовки под углом в 90 градусов. Чтобы повысить качество насечки, ее нарезают в несколько проходов. Перед началом работы фрезерный станок настраивают согласно данным из таблиц, в которых даны размеры питчевых резьб. Эти параметры позволяют установить требуемый набор зубчатых колес на винторезную гитару с заданными передаточными числами.

Пальцевые фрезы подходят для нарезания питчевой резьбы на крупногабаритных изделиях. Для нанесения питчевой насечки на станок устанавливают специальные фрезерные головки, обладающие индивидуальным приводом фрезы. Первый проход выполняют прорезной пальцевой фрезой прямоточного профиля, с углом профиля в 35 градусов.

Таблица размеров для нарезки питчевой резьбы на станке

Параметры соединения

Минимальный диаметр трубной резьбы составляет 1/16″ что соответствует 7,72 мм, максимальный — 6″ или 163,8 мм. Всего существует 16 типоразмеров, в зависимости от наружного диаметра соединения который измеряется по верхним гребням. Внутренний диаметр определяется по нижним точкам в противолежащих концах гребня.

Ещё одной ведущей характеристикой является шаг нарезки, который определяется дистанцией между соседними вершинами резьбы или впадинами. Шаг является одинаковым на любом отрезке соединения и измеряется количеством витков на один технический дюйм равный 25,4 мм. Данная характеристика также зависит от высоты профиля и равна половины разницы между внутренним и наружным диаметром.

Основные правила обозначения питчевой резьбы

Обозначения в соединениях с питчевой резьбой указываются в ГОСТах. Каждое из них содержит такие элементы:

букву, указывающую на принадлежность резьбы к определенному типу;
размер в питчах;
величину шага резьбы;
направление (левая — L или правая — RH);
размеры поля допуска;
длину свинчивания.

Величину поля допуска обозначают несколькими буквами и цифрами. Первые указывают на размер отклонения, вторые — на класс точности. На первом месте стоят символы, характеризующие средний диаметр, на втором — символы, относящиеся к диаметру наружному. Если размеры совпадают, наносят только одно обозначение. Для обозначения длины свинчивания используют три латинские буквы, при этом литера N соответствует нормальной длине, S — короткой, L — длинной.

Правила нанесения символов, обозначающих основные размеры и другие характеристики питчевой резьбы, даются в виде таблиц в ГОСТ 24705-2004 и ГОСТ 16093. В 2005 г. в текст внесли дополнения, добавив основные положения стандартов ISO 965-1 и ISO 965-3. Питчевая система используется в странах северной Америки, а ее характеристики указаны в международном стандарте ANSIB1.9.

Параметры соединения

Расшифровка написания резьб

Графические материалы оформляют, руководствуясь указаниями ГОСТ 2.311-68 «Изображение резьбы».

Типовая структура обозначения содержит:

буквенную часть, определяющую тип;
цифры, соответствующие номинальному размеру в миллиметрах или дюймах;
шаг (мм) указывается только мелкий, после знака «×»;
у многозаходных вместо предыдущего пункта приводят ход (мм), затем шаг в скобках;
направление: правое – по умолчанию, левое – обозначают LH;
поле допуска или класс точности;
длину свинчивания, отличную от нормальной.

Пример 1: М16×1,5LH–6H. Расшифровка:

М – метрическая цилиндрическая;
16 – номинальный диаметр, мм;
1,5 – мелкий шаг, мм;
LH – левая;
6Н – поле допуска, где 6 – степень точности; H – основное отклонение. Прописные буквы применяются для внутренней (гаек), следовательно, резьба в отверстии.

Длина свинчивания не указана, значит – нормальная.

G – трубная цилиндрическая;
1/2 – размер резьбы, дюймов; соответствует внутреннему диаметру трубы;
А – класс точности.

Варианты обозначений проиллюстрированы ниже.

Геометрические параметры

Параметрами определяется назначение геометрической метрической нарезки для соединения материалов. Основные обозначения:

Номинальный диаметр резьбы имеет обозначение буквой D. Внутренняя вид крепежа определяется, как d, наружная с заглавной буквы.
В зависимости от расположения существует определение среднего диаметра резьбы. Обозначается буквами с применением цифр, например D2.
На чертежах существует параметр резьбы, как внутренний диаметр, обозначение производится цифрой 1, к примеру d
Для расчета сопряжений, в структуре соединения, используется внутренняя окружность изделия.
Определение промежутка между верхними точками близко расположенных витков называется шаг резьбы. Чтобы отличить на представленном чертеже детали с повторяющийся величиной диаметра, применяют разделение на основной и шаг с меньшими геометрическими параметрами, обозначение устанавливается буквой Р.
Ход резьбы и его параметры соответствует перемещению линейной величины винтового крепежного соединения за полный оборот, а также расстояние между вершинами и впадинами, сформированных на поверхности.
Высота треугольника формирует размеры, параметры соединения, профиль, к обозначению применяется буква Н.

Метрические нарезки соединения используются при изготовлении предметов, путем нанесения параметров на чертежи. Размеры резьб описаны в таблице, с номинальным диаметром при диапазоне от 1 до 600 миллиметров. Шаг определяется в таблице от 0,25 до 6 мм, условное обозначение при отображении через «х», например М8×1,5.

Для производства внутренней нарезки — применяют инструмент (резцы, метчики, раздвижные метчики, групповые фрезы, накатные ролики), выпускаемый на серийных инструментальных заводах. Изготовление специального режущего инструмента осуществляют в инструментальных цехах крупных производственных объединений.

Самый распространенный способ это нарезание с помощью метчиков. Резьбу можно нарезать в ручную и на станках разного типа. В серийном производстве применяют автоматы для нарезания в гайках, примером такого оборудования может стать станок МН 63. Его применяют для нарезания резьбы от М12 до М20 с разными шагами. В качестве режущего инструмента применяют метчики с изогнутым хвостовиком. Мощность установленного двигателя позволяет обрабатывать и цветные металлы, и высоколегированные стали.

В условиях массового производства гаек применяют так называемые автоматы для накатки. Они сконструированы таким образом, что позволяют выполнять нарезку на гайках разного размера от М5 до М60 с разной производительностью, от нескольких до десятков штук в минуту, и назначения, например, предназначенных для фиксации анкеров.

Для нарезания в корпусных деталях применяют многошпиндельные агрегаты, позволяющие обрабатывать несколько отверстий сразу. Подобное оборудование применяют при обработке двигательных установок для автомобильной и тракторной техники.

Нарезание внутренней резьбы это довольно тяжелый процесс, во время которого и инструмент, заготовка испытывают серьезные нагрузки, приводящие к повышению температуры. Для этого применяют смазывающе – охлаждающие жидкости (СОЖ).

При ручном получении применяют, например, касторовое масло.

Трапецеидальные резьбы Tr

В ходовых механизмах для преобразования вращательного движения в поступательное применяется трапецеидальная метрическая резьба с обозначением Tr. Этот вид наносится на винты, являющиеся функциональными комплектующими станков, подъемников и другого механического оборудования. Стандарт Tr включает правые и левые, однозаходные и многозаходные резьбы. Диаметр насчитывает 10-640 мм. Трапецеидальная резьба, параметры которой регламентируются ГОСТ 9481–81, рассчитана на серьезные нагрузки.

Геометрические параметры

Номинальный диаметр резьбы имеет обозначение буквой D. Внутренняя вид крепежа определяется, как d, наружная с заглавной буквы.
В зависимости от расположения существует определение среднего диаметра резьбы. Обозначается буквами с применением цифр, например D2.
На чертежах существует параметр резьбы, как внутренний диаметр, обозначение производится цифрой 1, к примеру d
Для расчета сопряжений, в структуре соединения, используется внутренняя окружность изделия.
Определение промежутка между верхними точками близко расположенных витков называется шаг резьбы. Чтобы отличить на представленном чертеже детали с повторяющийся величиной диаметра, применяют разделение на основной и шаг с меньшими геометрическими параметрами, обозначение устанавливается буквой Р.
Ход резьбы и его параметры соответствует перемещению линейной величины винтового крепежного соединения за полный оборот, а также расстояние между вершинами и впадинами, сформированных на поверхности.
Высота треугольника формирует размеры, параметры соединения, профиль, к обозначению применяется буква Н.

Таблица размеров метрической резьбы Такие параметры, как средний диаметр резьбы должен представляться с использованием сопутствующей документации. Для стандартизированного отображения используются ГОСТы. Стандартами оговорено отображение основных размеров соединяющих изделий и параметров, ГОСТ 24705-2004 применяется ко всем видом нарезных соединений.
Метрические нарезки соединения используются при изготовлении предметов, путем нанесения параметров на чертежи. Размеры резьб описаны в таблице, с номинальным диаметром при диапазоне от 1 до 600 миллиметров. Шаг определяется в таблице от 0,25 до 6 мм, условное обозначение при отображении через «х», например М8×1,5.

При ручном получении применяют, например, касторовое масло.

Поставка резьбонарезного оборудования

ООО «Русский-Металл» обеспечит потребности любого предприятия в профессиональном оборудовании. Если вы заинтересованы в оптовых поставках инструментов для качественного выполнения резьбы определенного типа, обращайтесь к нам. Богатый ассортимент, неограниченные объемы, оперативная отгрузка, минимальные цены и максимальная безопасность сделок – наши преимущества. Крупные заказы на объекты в столице и Московской области доставляются бесплатно. Покупайте резьбонарезное оборудование оптом на выгодных условиях!

Внедрение системы стандартов в России

Конгресс, прошедший в Цюрихе в конце XIX века, стал значимым событием для стандартизации резьб в Европе. Но в России начало процесса отложилось до 1921 года, когда по инициативе Наркомата путей сообщения были разработаны первые нормативы специально для железнодорожного транспорта. В табличную систему НКПС-1, основанную на немецких стандартах метрической резьбы, входили размеры 6-68 мм. Она оказалась базой для создания в 1927 году ОСТ 32, вслед за которым сразу появился и ОСТ 33А. В его основу легла система Уитворта.

На этом разработка государственных стандартов СССР не остановилась. Модернизация нормативов Acme, выпущенных в США, привела к стандартизации трапецеидальных резьб в 1932 году. Аббревиатура ГОСТ для национальных систем была принята восемь лет спустя. В 1947 году появились нормы резьбы ISO, применяемые и сегодня. С тех пор в России учитываются как государственные, так и международные стандарты, в соответствии с которыми отечественная продукция для резьбовых соединений выпускается на мировом уровне качества.

Природный аналог резьбы

Техногенная цивилизация начала развиваться благодаря удачным решениям, скопированным с творений природы. Исключения легко пересчитать по пальцам, и в 2011 году их стало на одно меньше. Именно тогда было сделано открытие о существовании резьбовых соединений в строении живых существ. Trigonopterus oblongus относится к жукам-долгоносикам и обитает в Новой Гвинее. Исследователи из старейшего университета Германии Karlsruhe обнаружили, что суставы лапок насекомого соединяются посредством резьбы, а не шарниров, как у других видов.

Важный момент. В действительности у природы немало оригинальных задумок, каждая из которых могла послужить первым толчком к изобретению резьбы. Спиральная геометрия присуща раковинам ряда морских обитателей и эпифитным растениям, обвивающим древесные стволы, а метод ввинчивания в грунт нередко применяется живыми созданиями разного уровня для защиты от естественных врагов или поиска пищи.

Статья о результатах исследования была опубликована в самом авторитетном периодическом издании США Science. Хотя теперь научно доказано, что первичное изобретение резьбового соединения не принадлежит человечеству, разочаровываться в собственных достижениях не стоит. Ведь аналогов колесного и зубчатого механизмов пока так и не найдено в природе. С момента внедрения в массовое производство примитивной механики наша цивилизация шагнула далеко вперед, но резьба по-прежнему актуальна, и инструменты для ее нанесения всегда востребованы.

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.

Круглые резьбы Кр

По ГОСТ 13536-68 наносится резьба на трубопроводную арматуру инженерных систем подачи питьевой воды или технических жидкостей, в том числе агрессивных сред. Маркировка Кр касается вентильных и шпиндельных механизмов, смесителей и других комплектующих санитарного оснащения водопроводов. Это круглая резьба с профилем, образованным дугами во впадинах и на вершинах, которые соединяются с углом прямыми линиями. Несмотря на ограниченную область эксплуатации стандарт востребован благодаря распространенности изделий.