Гост 11708-82 (ст сэв 2631-80) основные нормы взаимозаменяемости. резьба. термины и определения

Типы

Характеристики

Как выглядит резьба, знает каждый – это последовательность винтовых канавок, которые имеют постоянную величину шага и сечения. Она может быть нанесена на поверхность цилиндрической либо конической формы.

Что касается труб, то нарезка может использоваться в изделиях самого разного назначения, для обеспечения разборного монтажа трубопровода. Чаще всего она встречается в бытовых системах водоснабжения и отопления.

Типы диаметров

Основными ее характеристиками являются следующие показатели:

• Расположение;
• Единица измерения размеров;
• Направление;
• Профиль резьбообразующей поверхности;
• Число заходов.

Следует отметить, что резьбовое соединение труб – это достаточно обособленная группа стандартов, которая регламентируется по ГОСТу 6357-81.

Схематическое обозначение трубной резьбы на чертеже

Дюймовая

Дюймовая резьба применяется на металлических трубах, а также металлических и пластиковых трубных фитингах разборного типа. Согласно ГОСТ, основными ее характеристиками является шаг и диаметр.

Причем, под этим параметром может пониматься:

• Наружный диаметр – расстояние между верхними противоположными точками, расположенными на вершинах гребней.
• Внутренний – расстояние между нижними противоположными точками, расположенными на впадинах канавок.

Разницей этих параметров определяется высота профиля.

Цилиндрическая дюймовая нарезка

Шаг, как не сложно догадаться – это расстояние между соседними витками. Данный параметр всегда одинаковый на всем резьбовом участке. Все размеры в данном случае обозначаются в дюймах.

В таблице ниже приведены размеры трубной резьбы в мм:

В быту чаще всего используют трубы с такими типами нарезки:

• С шагом 14 ниток на дюйм: диаметром 3/4″;
• 1/2″.

11 ниток на дюйм:

• диаметром 1 1 – 4;
• 1″;
• 2″;
• 1 1/2″.

На фото – переходник с метрической нарезки на дюймовую

Метрическая

Основные характеристики метрической нарезки, такие же, как и у дюймовой – диаметр и расстояние между витками. Но, в таком случае, чем отличается метрическая резьба от трубной?

На самом деле различий совсем немного, основные из них заключаются в следующих моментах:

• Форма профиля гребня. У дюймовой профиль более «острый».
• Размеры в метрическом исполнении указываются в миллиметрах. Правда, для удобства, можно выполнить перевод трубной резьбы в мм.
• Шаг в дюймовом исполнении считается не в мм, а в нитках – количестве канавок, которые помещаются на дюймовом мерном отрезке. К примеру, в стандартных водопроводах существует два варианта «шага»: на 11 ниток (2,31 мм);
• на 14 ниток – (1,8 мм).

В остальном же трубная и метрическая резьба не отличаются.

Резьбометр

Профили и параметры резьбы

Наибольшее распространение получил метрический профиль. Для регламентирования основных параметров был принят ГОСТ 9150-81, который затем сменился ГОСТ 9150-2002 . Среди особенностей подобной поверхности можно отметить следующие моменты:

1. Витки напоминают равносторонний треугольник, угол профиля 60 градусов. Наружные витки обладают несколько иным углом притупления витков и впадин Основными параметрами считаются номинальный диаметр и шаг расположения витков.
2. Варианты исполнения с мелким шагом применяются в случае, когда нужно обеспечить высокую герметичность получаемого соединения.
3. При обозначении применяется буква «М», после которой указывается диаметр. Допуски и другая информация отображается на чертеже только в случае, когда он используется для получения высокоточных и качественных изделий.

Меньшее распространение получил дюймовый тип крепежных изделий. Сегодня на территории СНГ практически отсутствуют стандарты, регламентирующие основные параметры подобной поверхности. Дюймовые варианты исполнения, как правило, применяются при проведении ремонта. Особенность подобного варианта исполнения заключается в выражении основных размеров в дюймах.

Трубная цилиндрическая резьба характеризуется профилем, который свойственен метрической. Поверхность образуется за счет треугольников с равными сторонами и углом при вершине 55 градусов. В качестве стандартов был принят ГОСТ 6367-81. Применяется она для соединения труб и тонкостенных цилиндрических изделий. Для конической был разработан собственный ГОСТ 6211-81, профиль в этом случае соответствует дюймовой. Трубные варианты исполнения встречаются сегодня крайне часто. Процесс их нарезания был существенно упрощен за счет появления специальных инструментов и оборудования.

Трубная цилиндрическая резьба

Встречается крепежный элемент в виде трапеции. В этом случае профиль напоминает равнобокую трапецию, угол между отдельными сторонами составляет 30 градусов. Применяется подобная форма в случае, если заготовка имеет диаметр от 10 до 640 мм. Обозначения и многие другие моменты указываются в ГОСТ 9481-81. Область применения – передача вращения.

Упорная стандартизирована ГОСТ 24737-81. Форма в этом случае напоминает неравнобокую трапецию, одна из сторон накланяется на угол 3 градуса. Область применения – передача одностороннего усилия, которое оказывает воздействие в осевом направлении

Параметры резьбы

В нормативной документации можно встретить все распространенные обозначения и размеры, требующиеся для определения размеров и других качеств резьбовой поверхности.

Способы нарезки

Дюймовая резьба может наноситься практически на любые цилиндрические или конические детали. Это могут быть трубы, болты, специальные заготовки и так далее. Основные способы нарезки:

• Ручная нарезка. При таком способе обработки нарезка осуществляется с помощью метчика или плашки. Главным плюсом технологии является высокая мобильность методики. Рабочему не нужно нести заготовку в цех для нарезки — можно взять с собой весь необходимый инструмент, чтобы выполнить нарезку на месте. Для нарезки рекомендуется зафиксировать заготовку в тисках. Потом нужно надеть плашку на конец трубы либо вставить метчик во внутреннюю часть трубы. После этого нужно провернуть инструмент для создания внутренней или внешней резьбы на детали. Чтобы упростить работу, рекомендуется использовать плоскогубцы или похожее оборудование. При необходимости ручную нарезку можно выполнить в несколько заходов (это увеличит качество обработки).
• Применение токарных станков. В таком случае обработка выполняется с помощью нарезного резца, который можно использовать для создания внешней или внутренней резьбы. Станки обычно имеют крупные габариты и электрическое питание, что делает их не слишком мобильными. Для нарезки заготовка фиксируется в патроне станка, а резец вставляется в суппорт. После включения станка выполняется нарезание детали, а с помощью суппорта регулируется скорость работы, направление подачи резца. Современные токарные станки могут оборудоваться панелью ЧПУ, что позволяет автоматизировать ряд процедур и упростить задачу рабочему.

Каждая из технологий обладает своими плюсами и минусами. Ручную нарезку рекомендуется использовать в случае небольшого количества деталей (домашнее производство или небольшая мастерская). Токарная нарезка подойдет для крупных или средних производств с высокой производственной загруженностью. Перед проведением работ необходимо оценить параметры изделия (толщина, жесткость, габариты). В случае больших крупногабаритных деталей рекомендуется станковый способ обработки, поскольку ручная нарезка может быть невозможна по объективным причинам (рабочий будет быстро уставать, что снизит скорость нарезки).

Профиль и размеры конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов

Данная таблица показывает какие могут быть отклонения по уклону и по шагу профиля.

Видео: нарезание трубной конической резьбы.

Что касается дополнительных креплений, то зачастую используют шплинты в качестве соединительных деталей, поскольку трубопроводы могут подвергаться вибрации как постоянной, так и периодической.

Все дело в том, что данный тип соединения имеет свойство раскручиваться, то во избежание этого используются шплинты для таких соединений. Особенно это касается мест прокладывания трубопроводов под магистралями, где имеется постоянное движение автотранспорта, что создает вибрации.

Резьба представляет собой винтовую канавку определенного профиля, прорезанную на цилиндрической или конической поверхностях. На токарных станках ее выполняют посредством двух равномерных движений — вращения заготовки и поступательного перемещения режущего инструмента вдоль ее оси. Применяемые резьбы можно разделить на ряд групп: 1) по расположению — на наружные и внутренние; 2) по назначению — на крепежные и ходовые; 3) по форме исходной поверхности — на цилиндрические и конические; 4) по направлению — на правые и левые; 5) по форме профиля — на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые; 6) по числу заходов — на одно и многозаходные. Крепежные резьбы чаще всего имеют треугольный профиль. Они используются для соединения различных деталей.- Ходовые резьбы служат для преобразования вращательного движения в поступательное. К ним относятся резьбы с трапецеидальным и реже прямоугольным профилем. Конические резьбы обеспечивают высокую герметичность соединения и поэтому применяются в местах, находящихся под повышенным давлением жидкостей и газов. У правых резьб винтовая канавка имеет направление по ходу часовой стрелки (если смотреть с торца детали), у левых — наоборот. Однозаходными называются резьбы, имеющие одну винтовую канавку. В многозаходных резьбах выполнено несколько параллельных винтовых канавок, равномерно расположенных по окружности. Число заходов резьбы можно определить по количеству начал винтовых канавок на торце детали.

Область применения и инструменты.

Круглые плашки применяются для нарезания наружных резьб треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничиваются механическими свойствами обрабатываемого металла. Так, например, на токарных станках» круглыми плашками нарезают резьбы на стальных деталях с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно прорезают резцом, а затем калибруют плашками. Круглые плашки (рис. 118, а) по внешнему виду напоминают гайку, в которой для создания режущих кромок просверлены стружечные отверстия (от 3 до 8 в зависимости от размера). Рабочая часть плашки для цилиндрических резьб состоит из трех участков: двух крайних — режущих и среднего — калибрующего. Режущие части плашки конические с углом конуса 2ф = 50-60°. Калибрующая часть цилиндрическая, Она придает резьбе окончательные размеры и обеспечивает направление плашке в процессе резания. Геометрическая форма зуба плашки создается передним углом у который выполняют заточкой в пределах 15-20° (для плашек централизованного изготовления). При резании твердых металлов его рекомендуется уменьшать до 10-12°, а для мягких — увеличивать4 до 20-25°. Задний угол а выполняют затылованием только на режущих частях в пределах 6-8°. Для крепления в плашкодержателе или резьбонарезном патроне на наружной поверхности плашки предусмотрены конические углубления и угловой паз. Угловой паз плашки позволяет при необходимости Разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке (рис. 118, б) и регулировать ее диаметр в пределах 0,1- 0,3 мм. Круглые плашки общего назначения изготавливаются для следующих резьб: метрических с крупным шагом Ml — М68; метрических с мелкими шагами М1Х0,2 — М135Х6; дюймовых 1/4-2″; трубных 1/8-1l/2″. Плашки должны обеспечить нарезание резьб 2-го класса точности. Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность работы плашек состоит в том, что в процессе прорезания винтовой канавки участвует не только режущая, но и калибрующая часть.

Такие плашки изготавливаются для резьб от 1/16″ до 2″. Плашки выполняются из легированной стали 9ХС или быстрорежущих сталей Р9 и Р18. На плашках маркируются обозначение резьбы, класс точности (только 3-й), марка стали (9ХС не указывается), буква Л для левых резьб.

Как нарезать правильно

Наносить резьбу можно на практически любые металлы и их сплавы — сталь, медь, алюминий, чугун, бронзу, латунь и т.д. Не рекомендуют делать ее на каленом железе — оно слишком жесткое, при работе будет крошиться и качественных витков добиться не удастся, а значит, соединение будет ненадежным.

Инструмент для работы

Подготовка

Работать надо на чистом металле — удалить ржавчину, песок и другие загрязнения. Затем место, где будет наносится резьба, необходимо смазать (кроме чугуна и бронзы — с ними надо работать «на сухую»). Для смазки есть специальная эмульсия, но если ее нет, можно использовать размоченное мыло. Также можно использовать другие смазки:

• льняное масло для стали и латуни;
• скипидар для меди;

• керосин — для алюминия.

Часто можно услышать советы использовать при нарезании резьбы машинное или минеральное масло или даже сало. Они работают неплохо, но специалисты говорят, что лучше этого не делать — стружка будет прилипать к вязкой субстанции, что приведет к быстрому износу метчика или плашки.

Процесс нарезки

При нарезке наружной резьбы плашку размещают строго перпендикулярно к поверхности трубы или прута. При работе она не должна вилять, иначе витки получатся неровными и соединение будет некрасивым и ненадежным. Особенно важны первые витки. От того, как они «лягут» зависит не будет ли затем соединение с перекосом.

Нанося внутреннюю резьбу, деталь фиксируют неподвижно. Если это небольшой кусок, его можно зажать в тисках. Если большая пластина — обеспечьте ее неподвижность доступными методами, например, зафиксировав брусками. М

Метчик в отверстие вставляют так, чтобы его ось была параллельна оси отверстия. С небольшим усилием, понемногу, начинают крутить в заданном направлении. Как только почувствуете что сопротивление усилилось, выкручиваете метчик обратно и очищаете его от стружки. После чистки процесс продолжают.

Процесс нарезки в фото

При нарезании резьбы в глухом отверстии, его глубина должна быть немного больше требуемой — в этот излишек должен входить кончик метчика. Если конструктивно такое невозможно, у метчика отрезают кончик. При этом к дальнейшей эксплуатации он не пригоден, но другого выхода нет.

Для того чтобы витки получились качественными, используют два метчика или плашки — черновую и чистовую. Первый проход делают черновой, второй — чистовой. Также есть комбинированные устройства для нанесения резьбы. Они позволяют сделать все за один проход.

Еще один практический совет: чтобы стружка не попадала в рабочую зону, при нарезании делают один полный оборот по часовой стрелке, затем пол оборота против. После этого возвращают инструмент в то место, где остановились и снова делают один оборот. Так продолжают до требуемой длины.

Способы нарезки конической трубной резьбы

Для используются специальные инструменты известные как круглые плашки, которые соответствуют требованиям ГОСТа 6228. Плашки различаются по размерам диаметра резьбы, которого они способны нарезать. Плашка представляет собой закаленную гайку с центральным отверстием которое и осуществляет нарезание, а также боковые отверстия, которые позволяют освобождать трубу от образующейся металлической стружки.

На боковых поверхностях плашек расположены отверстия для вкручивания ручек, либо укрепляются клуппы, которые позволяют работать с меньшими усилиями, но с большей продуктивностью. При использовании плашки наружная резьба всегда нарезается за один проход. Использовать этот инструмент возможно как ручным, так и машинным способом который применяется при огромных объемах работ.

Оборудование для нарезки

Существуют также специальные аппараты для нарезки, например, резьбонарезные станки. Эти станки могут нарезать как конусную так и цилиндрическую резьбу на трубах. Резьбонарезные станки имеют мощный двигатель, специальный тормоз для более безопасной работы, прочные подшипники которые увеличивают качество и точность работы, а также долговечность машины. Подобный станок позволяет нарезать обычную резьбу за 16 секунд, такая работоспособность часто требуется при строительстве крупных зданий, во время укладки трубопроводов.

Для нарезания внутренней конической трубной резьбы, используют такой инструмент как метчик. Он представляет собой закаленный винт имеющий на своей поверхности продольные борозды по которым отходит наружу образовавшаяся в процессе нарезки металлическая стружка. Метчик имеет рабочую и хвостовую части. Хвостовая часть вставляется в вороток метчикодержателя являющегося ручкой на который оказывается физическое воздействие для вращения во время нарезания резьбы. Рабочая же часть метчика в свою очередь вставляется в трубу и проворачивается, осуществляя нарезку.

Для нарезания внутренней конической резьбы также существуют станки, в которой метчик вращается с помощью мотора. Такой аппарат используется, например, при прокладке больших участков трубопроводов. В домашних условиях обычно бывает достаточно ручного метчика.

Применение труб с конической резьбой

Применяется для резьбовых соединений водяных, топливных, воздушных и масляных трубопроводов станков и машин. В некоторых случаях возможно использование специальных переходников которые имеют с одной стороны коническую, а с другой цилиндрическую резьбы, таким образом значительно расширяя возможности для монтажа.

Таким образом такой метод является очень важным и распространенным инженерным решением используемым для соединения труб.

Резьбовые соединения являются самыми надежными из разъемных соединений. Впервые были применены в античности, и с тех пор заметно усовершенствовались. До изобретения токарно-винторезного станка в 17 веке каждая пара «болт-гайка» изготавливалась индивидуально, они не были взаимозаменяемыми. В 19 веке, во время развития железных дорог в Англии, изобретатель сэр Джозефа Уитворта предложил и внедрил стандарт нарезки резьбы, носящий с тех пор его имя. Для нарезки внешней резьбы используют токарно-винторезный станок или специальные плашки, для нарезки внутренней резьбы применяют метчики – разновидность фрез.

Отличия от метрической резьбы

По своим внешним признакам и характеристикам метрические и дюймовые резьбы имеют не так много отличий, к наиболее значимым из которых стоит отнести:

• форму профиля резьбового гребня;
• порядок расчета диаметра и шага.

Различия в профиле резьбы

При сравнении форм резьбовых гребней можно увидеть, что у дюймовой резьбы такие элементы являются более острыми, чем у метрической. Если говорить о точных размерах, то угол при вершине гребня дюймовой резьбы составляет 55°.

Параметры метрических и дюймовых резьб характеризуются различными единицами измерения. Так, диаметр и шаг первых измеряются в миллиметрах, а вторых, соответственно, в дюймах. Следует, однако, иметь в виду, что по отношению к дюймовой резьбе используется не общепринятый (2,54 см), а специальный трубный дюйм, равный 3,324 см. Таким образом, если, например, ее диаметр составляет ¾ дюйма, то в пересчете на миллиметры он будет соответствовать значению 25.

Чтобы узнать основные параметры дюймовой резьбы любого типоразмера, который фиксируется ГОСТом, достаточно заглянуть в специальную таблицу. В таблицах, содержащих размеры дюймовых резьб, приведены как целые, так и дробные значения. Следует иметь в виду, что шаг в таких таблицах приводится в количестве нарезанных канавок (ниток), содержащихся на одном дюйме длины изделия.

Чертеж. Основные параметры профиля по ГОСТу

Таблица 1. Основные размеры профиля резьбы

Таблица 2. Основные параметры трубной резьбы

Чтобы проверить, соответствует ли шаг уже выполненной резьбы размерам, которые оговаривает ГОСТ, этот параметр необходимо измерить. Для таких измерений, проводимых как для метрических, так и для дюймовых резьб по одному алгоритму, используются стандартные инструменты – гребенка, калибр, механический измеритель и др.

Проще всего измерить шаг трубной дюймовой резьбы по следующей методике:

• В качестве простейшего шаблона используют муфту или штуцер, параметры внутренней резьбы которых точно соответствуют требованиям, которые приводит ГОСТ.
• Болт, параметры наружной резьбы которого необходимо измерить, вкручивается в муфту или штуцер.
• В том случае, если болт сформировал с муфтой или штуцером плотное резьбовое соединение, то диаметр и шаг резьбы, которая нанесена на его поверхность, точно соответствуют параметрам используемого шаблона.

Шаг дюймовой резьбы – это количество витков на дюйм

Если же болт не вкручивается в шаблон или вкручивается, но создает с ним неплотное соединение, то следует провести такие измерения, используя другую муфту или другой штуцер. По аналогичной методике измеряется и внутренняя трубная резьба, только в качестве шаблона в таких случаях применяется изделие с наружной резьбой.

Определить требуемые размеры можно при помощи резьбомера, представляющего собой пластину с зазубринами, форма и другие характеристики которых точно соответствуют параметрам резьбы с определенным шагом. Такая пластина, выступающая в роли шаблона, просто прикладывается к проверяемой резьбе своей зазубренной частью. О том, что резьба на проверяемом элементе соответствует требуемым параметрам, будет свидетельствовать плотное прилегание к ее профилю зазубренной части пластины.

Использование резьбомера для дюймовой резьбы

Для того чтобы измерить размер наружного диаметра дюймовой или метрической резьбы, можно использовать обычный штангенциркуль или микрометр.

Особенности технологии

Последовательность действий при прохождении внутренней резьбы при помощи метчика следующая:

• Разметить отверстие.
• Накернить его молотком и керном.
• Смазать деталь и сверло.
• Закрепить деталь в тисках или прижать ее к рабочему столу струбциной.
• Закрепить сверло в патроне станка, выставить самые малые обороты и начать сверление, после того, как головка сверла погрузится в металл, обороты можно добавлять.
• По окончании сверления убрать стружку и раззенковать отверстие.
• Смазать метчик №1 и деталь, выставить метчик строго по оси отверстия.
• Аккуратно начать первые витки нарезки резьбы метчиком. После каждого полного оборота делать пол-оборота в обратном направлении. Добавлять смазку каждые несколько оборотов.
• Если усилие на воротке резко возрастает, необходимо сдать назад, чтобы сбросить стружку.
• После прохождения №1, пройти отверстие №2 и №3 тем же способом.

Самая главная особенность при нарезании резьбы — это тщательность, аккуратность, отсутствие спешки и излишних прикладываемых усилий. Лучше потратить несколько секунд на лишние пол-оборота назад, чем часами возиться со сломанным и заклинившим метчиком, извлекать его с риском повредить деталь и потом заново оказаться перед тем же отверстием.

Особенности дюймовой конической резьбы

Дюймовая коническая резьба нашла своё применение в промышленном секторе Европы и США. Этот вид нарезки используется для изготовления муфт, угольников, тройников, контргаек и иных трубных соединений. Благодаря своей прочности, коническая резьба применяется в производстве шестерней для компаса, винтовых конструкций и креплений для создания сантехнического оборудования, бытовой техники и вычислительных машин, включая ПК.

Эта разновидность нарезки обладает следующими особенностями:

• вершины и витки дюймовой конической резьбы обрезаны или притуплены, что обеспечивает лучшую непроницаемость;
• угол профиля является константой и равняется 55°;
• конусная поверхность всегда находится под углом и отклоняется в пропорции равной 1:16;
• максимальный диаметр конуса равен 6’’;
• вершины треугольника резьбы всегда обрезаны или притуплены;
• основные параметры нарезки (внешний, внутренний и средний диаметры, ход и шаг) являются табличными величинами.

Этот вид не может объединяться с цилиндрическим видом резьбы, создавая особые соединения. Это обусловлено разными значениями углов профилей. Если угол дюймовой конической резьбы равняется 55°, то угол цилиндрической нарезки по стандарту равен 60°.

Это свойство обусловлено конусной формой винтовой поверхности. Во время натяжения витки уплотняются, образуют прочное, непроницаемое соединение и герметизируют внешние впадины труб и крепительных конструкций. Эта особенность автоматически исчезает при демонтаже или повторном создании витков.

Большая часть параметров дюймовой конусной резьбы обозначена в специальных нормативных справочниках, где в табличной форме записаны размеры и другие технические характеристики. Разработка всех деталей и зазоров должна выполняться в рамках установленных значений. В противном случае конструкции не смогут крепко совместиться друг с другом. Механизмы, связанные при помощи этого типа нарезания, легко реконструируются и монтируются из-за устранения внешних дефектов и деформаций соединений посредством плотного расположения всех витков.