Резьба метрическая. Диаметры, шаги и поля допусков

Классификация и параметры резьбы

Резьбы классифицируются по следующим признакам:

• по профилю винтовой поверхности: треугольные, трапецеидальные, упорные;
• по форме поверхности, на которой выполнена резьба: цилиндрические и конические, наружные и внутренние;
• по направлению винтового движения резьбового контура: правые и левые;
• по числу заходов: одно- и многозаходные;
• по эксплуатационному назначению: общего применения и специальные.

К резьбам общего применения относятся:

• а) крепежные (метрическая, дюймовая). Главное требование к ним — обеспечить прочность соединения и сохранить плотность стыка в процессе длительной эксплуатации;
• б) кинематические (трапецеидальные и прямоугольные) для ходовых винтов. Главное требование к ним — обеспечить точное перемещение при наименьшем трении;
• в) трубные и арматурные. Главное требование к ним, обеспечить герметичность соединений.

Упорная резьба применяется для преобразования вращательного движения в поступательное силовое (домкраты, прессы). Главное требование к ней — обеспечить высокую нагрузочную способность.

Параметры резьбы. В общем машиностроении наиболее широко применяется метрическая резьба. ГОСТ 24705-81 устанавливает номинальный профиль метрической резьбы и размеры элементов профиля.

d — наружный диаметр наружней резьбы(болта); D — наружный диаметр внутренней резьбы (гайки); d2 — средний диаметр болта; D2 — средний диаметр гайки; d1 — внутренний диаметр болта; D1 — внутренний диаметр гайки; d3 — внутренний диаметр болта по дну впадины; Р — шаг профиля; Н — высота исходного треугольника; α = 60° — угол профиля резьбы; R — номинальный радиус закругления впадины болта;

Средний диаметр резьбы (d2, D2)– диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы в точках, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы.

Наружный диаметр резьбы (d, D)– диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы.

Внутренний диаметр резьбы (d1, D1)– диаметр воображаемого цилиндра, вписанного касательно к впадинам наружной резьбы или вершинам внутренней резьбы.

Шаг резьбы (Р) – расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

Угол профиля резьбы ( α) – угол между боковыми сторонами профиля.

Высота исходного профиля (Н) – высота остроугольного профиля, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения.

Рабочая высота профиля – высота соприкосновения сторон профиля наружной и внутренней резьб в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

Длина свинчивания (L)– длина соприкосновения винтовых поверхностей наружных и внутренних резьб в осевом сечении.

ГОСТ 8724-81 устанавливает диаметры резьбы от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 6 мм. Установлено 3 ряда диаметров метрической резьбы. При выборе диаметра резьбы следует первый ряд предпочитать второму, второй – третьему.

Переходные посадки

Посадки, предназначенные для стальных деталей наружными резьбами, сопрягаемых с внутренними резьбами в деталях из стали, чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов.

Длина свинчивания аналогично длинам для посадок с натягом. Переходные посадки обеспечивают точное центрирование, например M12-4Н6(2)/ 4jk), возможна сборка-разборка.

Контроль точности резьбовых деталей

Измерение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек

Инструменты для нарезания

Для нарезания внутренней резьбы используется метчик. Это специальный винт, который имеет твёрдые режущие кромки. Состоит этот инструмент из рабочей части и хвостовика, предназначенного для фиксации в воротке. Устройство бывает ручным и машинным.

Комплектация слесарного набора:

1. Метчик. Его диаметр может варьироваться и достигает 18 мм.
2. Две черновых рабочих части.
3. Черновой метчик другого диаметра, средний и чистовой.

Маркируется изделие точно так же, как и болты. То есть имеет буквенное и циферное обозначение. Но также он имеет и риски, показывающие его тип (черновой, средний, чистовой).

Перед началом нарезания нужно обязательно сначала сделать отверстие, которое будет иметь немного меньший диаметр. Во время работы инструмент необходимо держать перпендикулярно и добавлять смазку в зону нарезания. Через каждые несколько витков метчик следует выкручивать, чтобы убрать накопившуюся металлическую стружку. Это очень удобно делать при помощи небольшого специального ёршика.

В промышленных масштабах наружная резьба делается на станке. Для домашних потребностей применяются плашки, которые бывают:

1. Разрезными. Инструмент изготовлен из двух половин, из-за чего он не такой жёсткий, как другие виды. Можно использовать для нетребовательных соединений.
2. Цельными круглыми. С помощью такой плашки можно нарезать высококачественную резьбу.
3. Раздвижные. Применяются в клуппах. Можно изготавливать трубную резьбу.

Сама плашка внешне очень похожа на обычную гайку, внутри которой находятся режущие кромки. Инструмент может быть предназначен для нарезания метрической или дюймовой резьбы.

Технические условия на резьбовые крепежные изделия с метрической резьбой

Для характеристики механических свойств резьбовых и крепежных деталей предусмотрены классы и группы прочности в зависимости от материала и технологического процесса изготовления (табл. 1). Выбор материала зависит от эксплуатационных условий и технических требований, предъявляемых к конструкции машины или механизма.
Таблица 1. Крепежные изделия с метрической резьбой. Классы прочности по ГОСТ 1759-70

Виды покрытий для резьбовых крепежных изделий выбирают в зависимости от материала, технологического процесса изготовления и эксплуатационных условий, предъявляемых к конструкции (табл. 2, 3).

Таблица 2. Крепежные изделия с метрической резьбой. Виды покрытий

Таблица 3. Крепежные изделия с метрической резьбой. Толщина покрытия

Условное обозначение трапецеидальной резьбы (ГОСТ 9484-81)

Определение однозаходной трапециевидной нарезки содержит сокращение Tr, значение наружного калибра и шаг. Пример: Tr16x4. Для многозаходной трапециевидной рези в определении фигурируют: сочетание Tr, внешний поперечник, а также шаг и ход. Пример: Tr16x8(P4)LH.

Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484-81).

Обозначение упорной усиленной резьбы (ГОСТ 13535-87)

Определение упорной усиленной нарезки содержит литеры S, а также угол 45, калибр и шаг. Пример: S45200-13. В случае если резьба левосторонняя, дополнительно указываются буквы LH. Если необходимо определить многозаходную резь, то указывают букву S, величину угла 45, поперечник, ход и символ Р вместе со значением шага, выделенные скобками. Пример: S4520024(P12) — двузаходная, значение хода 24 мм, шаг — 12 мм. Для левосторонней рези указывается дополнительно LH.

Упорная усиленная резьба (ГОСТ 13535-87).

Условное обозначение метрической резьбы (ГОСТ 8724-2002)

Определение резьбы включает литеру М (от англ. metric system), размер калибра и шаг рези, разграниченных знаком «х». Пример: M8х1.25. Допускается не указывать большой шаг. Пример: М8. Если резь является левой, то добавляются буквы LH. Пример: М8х1-LH. Определение многозаходной рези состоит из символа М, поперечника, знака «х», сочетания Ph, хода, символа P и шага. Для определенности можно указать число заходов.

Метрическая резьба (ГОСТ 8724-2002).

Что такое изображение и обозначение резьбы

Обозначение позволяет на основании комбинации букв и цифр понять, какой вид нарезки представлен для анализа. Оно включает в себя: тип, шаг и ход рези, класс точности и номер соответствующего стандарта. Для лучшего понимания функционирования служит изображение — это чертеж, на котором в соответствии с ГОСТ представлен элемент конструкции с резьбовой поверхностью.

Схема помогает создать визуальное представление о форме и геометрических особенностях резьбы.

Основная информация и сферы применения

Чаще всего резьбовое соединение изготавливается в метрической системе. Размеры резьбы могут быть абсолютно разными. Витки наносятся на наружные или внутренние поверхности какого-либо элемента цилиндрической формы. Именно такой вид имеют наиболее распространённые крепёжные детали:

1. Гайки.
2. Шпильки.
3. Болты.
4. Винты (в том числе с потайной гайкой, требующей специальных отверстий, подготовленных зенкерованием).
5. и так далее.

Любая из этих деталей имеет сбег резьбы. На многих технических специальностях обучение черчению начинается с изображения разреза и профиля болта. Такие эскизы присутствуют и в документации по технической эксплуатации приборов.

Изделия с конической формой с метрическим типом резьбы нужны в тех случаях, когда соединению требуется высокая герметичность. Профиль под углом позволяет не использовать дополнительные уплотнители. Такой вид с успехом себя зарекомендовал во время монтажа трубопроводов, по которым движутся жидкости и газы. Трубная резьба при невысоком давлении среды отлично справляется с задачей без прокладок. Также конический тип применяется при создании крышек для различных ёмкостей для герметизации отверстия.

Существует и менее распространённый тип резьбы. Он называется ленточным (прямоугольным). Такой вид применяется в основном в машиностроении.

Метрический тип соединений имеет ряд таких параметров:

1. Диаметр.
2. Шаг резьбы.
3. Толщина и расположение.
4. Высота.
5. Направление витков.

Чтобы понять, что такое шаг резьбы, достаточно взглянуть на обычный болт (неважно, шестигранная головка или стандартная). Это расстояние между отдельными витками. Есть и другие параметры, благодаря которым метрические соединения подразделяются на виды, имеющие свои условные обозначения из букв и цифр.

Резьбовые соединения получили огромную популярность из-за большого количества преимуществ, среди которых:

1. Надёжность и длительный эксплуатационный срок.
2. Возможность регулировать степень сжатия.
3. Простота конструкции.
4. Фиксация в закрученном положении.

Из недостатков можно выделить неравномерность распределения номинальной нагрузки по всей ширине и длине витков. Если часто разбирать и собирать конструкцию, то это ускоряет износ элементов. Чтобы продлить срок службы, желательно каждый раз снимать фаску на глубину повреждения, но это применимо не во всех случаях. Также детали с разным шагом не подойдут друг к другу.

Обозначение упорной резьбы (ГОСТ 10177-82)

Определение упорной нарезки должно содержать литеру S, шаг и значение поперечника. Пример: S90-10. Для левосторонней рези указывается дополнительно LH. Если рассматривается многозаходная нарезка, то ее определение составляется из символа S, поперечника, хода и в скобках буквы P, значения шага. Пример: S80-20(P20).

Упорная резьба (ГОСТ 10177-82).