Как выбрать метчик

Разновидностей метчиков существует много, поэтому, чтобы подобрать метчик для нарезания определенной резьбы, следует знать основные параметры этого инструмента. Подбор делается на основании чертежей, в которых указывается диаметр и шаг резьбы, глубина прорезки, конусность. Метчики также подбирают по классу точности, конструкции, назначению, материалу.

Устройство метчиков

Конструктивные особенности

Метчиками называют инструменты для нарезания внутренней резьбы в трубах, в сквозных и глухих отверстиях деталей и заготовок машинным методом или вручную. Метчики устроены просто, но у них хорошо продуманы рабочие части для нарезания максимально качественной резьбы. Конструкция состоит из:

• режущих кромок
• заборной части
• калибровочной части
• хвостовика.

Калибровочная часть направляет метчик, зачищает зубцы резьбы, предотвращает нарушение ее геометрии, разбивание отверстия. Обратное уменьшение диаметра стержня ослабляет трение. Режущие кромки делаются с разными шагами, на конце их высота меньше, а к средине она достигает максимального значения, по которому определяется диаметр инструмента.

Режущая и заборная части выполняют работу по формообразованию резьбы способом поэтапного срезания металла согласно припускам. Так зубья легче врезаются в материал изделия. У заборной части форма коническая, а у калибрующей - цилиндрическая. Благодаря такой конфигурации, уменьшается трение при нарезке, а мастеру проще контролировать точность результата.

На рабочей части метчика проделаны канавки в количестве от двух до шести. Они нужны для образования режущих кромок. По канавкам отводится стружка, подается смазка и охлаждающая жидкость. Углубления бывают прямолинейными или винтовыми, право- или левонаправленными. Правосторонними метчиками нарезают резьбу в глухих отверстиях, левосторонними - в сквозных.

Модельный ряд этого резьбонарезного инструмента постоянно совершенствуется под условия обработки, оптимизируется геометрия режущих и зажимных частей. Однако неизменной остается базовая конструкция в виде стержня.

Принцип работы

Метчики для резьбы работают за счет собственного вращения или вращения заготовки на станке в обоих направлениях вперед и назад. Для нарезания правой резьбы инструмент вращают вправо, для левой - влево; такие метчики называются левосторонними. Нарезание любой резьбы выполняется поэтапно в соответствии с чертежами. В них проектировщики обозначают параметры резьбовых отверстий и какие типы метчиков для этого требуются.

Сначала мастер просверливает в заготовке отверстие по обозначенным допускам. Отклонение от нормы влечет неплотность резьбы или сложности в ее нарезании; метчик можно сломать или искривить витки. Соответствие параметров отверстия и метчика проверяют по таблицам. Нарезание делают только строго перпендикулярно плоскости плотно закрепленной заготовки или оси трубы. На станках вращается обычно заготовка, а метчик неподвижно зажимается в держателе.

Ручным метчиком слесарь выполняет нарезку возвратно-поступательными вращательными движениями: вперед два витка, назад - один. Перед этим метчик нужно смазать маслом. Первый проход - черновой, последующие - чистовые.

Глубокие отверстия прорезают только с одной стороны метчиком с удлиненным хвостовиком, периодически выкручивая инструмент полностью, чтобы очистить проход от стружки.

В глухих отверстиях глубина должна быть больше, чем длина резьбы.

Нарезку на станках производят с применением охлаждающих жидкостей: эмульсий, инструментального масла или керосина.

Из какого материала изготавливают метчики

Чтобы точно соблюсти параметры резьбы, нужно знать из какого материала изготовлен метчик. На производстве используются разные металлы. Для ручной нарезки - низкоуглеродистые стали У-12А; У-10А. с термической закалкой. Такими метчиками резьбу нарезают или вручную, или на малых оборотах станочного шпинделя, когда нагрев заготовки и инструмента незначительный. Ручные метчики самые дешевые.

Для работы в тяжелых условиях на высокопроизводительном оборудовании метчики изготавливают из твердых кобальтовых, молибденовых, вольфрамовых сплавов P-18; P-6M-5.

Ручные метчики уступают машинным именно по прочности. У машинного инструмента заборная часть меньше, чем у слесарного. Так сделано для того, чтобы обеспечивалась соосность стержня с отверстием заготовки.

Действующие стандарты

Госстандартом определены виды метчиков, размеры по метрической и английской системам мер, параметрам отверстий, максимальным допускам, классам точности и степеням шероховатости поверхностей. Инструменты, маркированные по метрической системе, делятся на четыре класса по точности. Классы 1; 2 и З имеют шлифованные профили, 4-й класс производится с нешлифованным профилем и предназначен для ручной работы. Высокоточные метчики также бывают гаечными и машинно-ручными. Для нарезания резьбы в трубных соединениях классы точности обозначаются А3; А2; В1. Эти показатели регулируются ГОСТом 3266-81.

Приведем буквенные обозначения в маркировке метчиков согласно номенклатуре других ГОСТов и технических условий.

• MK - метчики для конической резьбы, ГОСТ 6221-81.
• MJ - метчики для цилиндрической резьбы, ГОСТ 6358-81.
• Tr - инструмент для нарезания трапециевидной резьбы, ГОСТ 9464-81.
• S - метчики для нарезания упорной резьбы, ГОСТ 1077-82.
• S45 - для упорной резьбы усиленной.
• LH - левосторонний инструмент.
• E - для нарезания резьбы с круглым профилем (эдисоновская).
• R и G - для трубной резьбы.
• Кр - для нарезания круглой резьбы для сантехники.
• UTS, BSW, NPT - значения по английской системе мер в дюймах.
• M - значения в миллиметрах по ГОСТу 9160-02.

Эти буквенные обозначения наносятся на чертежах, так как резьба - это часть номенклатуры для многочисленных видов и типов крепежа. В маркировке также могут указываться дополнительные характеристики приспособлений:

• шаг и угол витков
• резьбовой сбег
• марка стали, из которой изготовлен инструмент
• наличие канавки (канавок) для внутреннего охлаждения
• форма канавки
• номер партии.

Эта информация наносится на хвостовиках машинных метчиков.

Виды метчиков

Виды метчиков делятся на три общих группы, поэтому способ применения определяется по какой-либо одной из них:

Ручные. Их еще называют слесарными. Этот вид инструмента используют и на производстве, и в домашних условиях. Для работы необходимы тиски и вороток. Сечения хвостовиков выполняются в виде квадратов под ручные воротки. Чем больше диаметр стержня, тем больше стороны квадрата, по которым регулируется зажим воротка при помощи вращающихся ручек. Набор метчиков для ручной нарезки резьбы состоит из чернового, промежуточного и чистового инструмента, маркированного соответственно цифрами 1; 2 и 3.

Машинные метчики. Используются только на станках. Это высокоточный инструмент для нарезания сложной резьбы.

Машинно-ручные. Предназначены для нарезки резьбы как вручную, так и на станках. Заборная часть у них короче, и они способны выдерживать нагрузки больше в сравнении со слесарными.

Гаечные метчики. Это машинный инструмент для нарезания резьбы в гайках. Конструкция разработана так, чтобы заготовки не свинчивались обратно, а поступали на удлиненный хвостовик. После накопления определенного количества заготовок с резьбой, метчик снимают, и детали высыпают в тару.

Каждая группа разделяется по классам в зависимости от производственной задачи:

Метчики-протяжки. На станках ими нарезают резьбы любых диаметров и с любыми шагами в заготовках со сквозными отверстиями. На хвостовик одевают заготовку, которую зажимают в патрон, а хвостовик - в держатель для резцов. Нарезка осуществляется на автоматической подаче, равной шагу резьбы, что называется протяжкой.

С вырезанной нитью. Инструментом нарезают резьбу в металлических пластинах.

С шахматным расположением режущих кромок. Благодаря шахматному положению зубцов, уменьшается трение и нагрев.

Ступенчатые. Рабочая часть инструмента разделена на две зоны: одна нарезает, другая выглаживает резьбу.

Плашечные. Ими нарезают предварительную резьбу. Рабочая часть выполнена в виде конуса с большим уклоном.

Маточные. Этими метчиками резьбу зачищают. От остальных видов они отличаются наличием с правой стороны спирали.

С каналом для подачи СОЖ. Это производительный и стойкий инструмент для длительной работы на станках.

Бесканавочные. Это ручной инструмент с укороченным держателем. Им нарезают резьбу в мягких металлах (медь, алюминий).

Колокольные. Число режущих кромок может достигать 16 шт. Это машинный инструмент большого диаметра (до 400 мм).

Конические. Предназначен для нарезки резьбы в сквозных отверстиях. На калибрующей части высота зубьев полная, на заборной - неполная.

Трубные. К этому виду инструмента относятся метчики и конические, и цилиндрические. Предназначены для нарезки внутренней резьбы в трубных соединениях.

Комбинированные. Это самый распространенный вид резьбонарезного инструмента. Он состоит из 2 частей - для черновой резки и чистовой. Такая конструкция предполагает сокращение времени на обработку заготовок

Специальные. Это узкоспециализированные виды метчиков (тандемы, корабельные, насадные).

Метчики также разделяют по типу измерения параметров резьбы:

Метрические. В их маркировке значения указаны в миллиметрах, о чём свидетельствует литера «М». Для подбора этого вида инструмента следует использовать соответствующие справочные таблицы.

Дюймовые. Значения в маркировке указываются в дюймах по диаметру и по количеству нитей (витков) на 1 дюйм.

Трубные конические. В маркировке присутствуют литеры «Rc» или «R». Рабочая часть имеет конусность 1:16.

Трубные цилиндрические. В маркировке обозначены литерой «G» и цифрами, которые соответствует проходному диаметру и шагу резьбы в количестве витков на 1 дюйм.

Как подбирать метчик: важные критерии

Для нарезания внутренней резьбы с определенными параметрами, необходимо подобрать нужный метчик по основным критериям. Это зависит от диаметра верхней кромки резьбы, шага и длины резки. Чем длиннее резьба, тем больший диаметр стержня необходим с расчетом на отклонение. Эти параметры в оптимальных значениях отражены в таблице:

Метрическая система мер в миллиметрах				Английская система мер в дюймах			Трубная резьба в дюймах
Резьба	Шаг, мм			Диаметр резьбы	Диаметр стержня		Диаметр резьбы	Внутренний диаметр трубы
		мин.	макс.		мин.	макс.		мин.	макс.
M6	1	5.8	5.9	1/4	5.8	5.9	1/8	9.5	9.6
M8	1.25	7.8	7.9	5/15	7.4	7.5	1/4	12.8	12.9
M10	1.5	9.6	9.8	3/9	9.2	9.3	3/9	16.3	16.6
M12	1.75	11.75	11.85	–	–	–	1/2	20.8	20.9
M14	2	13.7	13.8	–	–	–		–	–
M16	2	15.7	15.8	1/2	12.2	12.3	5/8	22.5	22.8
M18	2.25	17.6	17.8	–	–	–	–	–	–
M20	2.25	19.6	19.8	5/8	15.4	15.5	3/4	26	26.3
M22	2.25	21.75	21.85	–	–	–	–	–	–
M24	3	23.5	23.7	3/4	18.5	18.6	7/8	29.8	30.1
M27	3	26.5	26.7	–	–		–	–
M30	3.5	29.5	29.7	7/8	21.6	21.7	1	32.8	33.1
M35	4	35.5	35.8	1	24.5	24.7	11/8	37.2	37.4
M42	4.5	41.5	41.7	–	–	–	11/4	41.5	41.8
M48	5	51.5	51.7	11/4	30.7	30.9	13/8	42.5	44

По другой таблице определяем параметры метрической резьбы относительно шага (Р), номинального диаметра отверстий и резьбы (d), которые обозначены в миллиметрах. Шаг - это расстояние между вершинами рядом расположенных зубцов на резьбе. Номинальный внутренний диаметр измеряется между крайними точками линии витков.

Диаметр резьбы (d)	Шаг (P)	Диаметр отверстия	Шаг (P)	Диаметр отверстия	Шаг (P)	Диаметр отверстия	Шаг (P)	Диаметр отверстия	Шаг (P)	d отверстия	Шаг (P)	d отверстия
2	0.5	1.7	0.2	1.7
3	0.5	2.5	0.3	2.6
4	0.7	3.3	0.5	3.5
5	0.7	4.3	0.5	4.75
6	1	5	0.7	5.3	0.5	5.6
7	1	6	0.7	6.3	0.5	6.7
8	1.2	6.5	1	7	0.7	7.2	0.75	7.5
9	1.25	7.75	1	8	0.75	7.2	0.5	8.5
10	1.25	8.75	1.25	8.75	1	9,2	0.75	9.25	0.75	9.5
11	1.75	9.75	1	10,25	0.5	10.25	0.75	10.75
12	1.75	10.25	1.75	10.75	1.5	10.75	1	11,5	0.75	11.25	0.75	11.75
14	2	12,5	1.75	12.75	1.2	12.7	1	13,2	0.5	13.2	0.75	13.75
16	2	14.5	1.75	14.75	1	15	0.5	15.25	0.75	15.75
18	2.5	16.4	2.25	16	1.5	16.25	0.5	17	0.5	17.25	0.25	17.25
20	2.75	18.4	2.5	18	1.25	18.75	1	19	0.25	19.25	0.5	19.5
22	2.75	19.4	2.75	20	1.75	20.5	1	21	0.75	21.25	0.75	21.75
24	3	22.8	2.2	23	1.5	22.5	1	23	0.75	23.25
27	3	24.8	2.5	25	1.75	25.5	1	26	0.75	26.2
30	3.5	28.8	3	28.9	2	28	1.5	28.25	1	29	0.5	29.2
33	3.5	31.4	3	31.9	2	31	1.5	31.25	1	32	0.75	32
36	4	34.9	3	34.9	2	34	1.5	34.25	1	35
39	4	37.9	3	36.9	2	37	1.5	37.75	1	38
42	4.5	40.4	4	37.9	3	38.9	2	34	1.25	40.5	1	41
45	4.75	43.4	4	40.9	3	41.9	2	43	1.5	43.75	1	44
48	5	46.25	4	47	3	46.5	2	46	1.75

Диаметры отверстий меньше диаметров резьбы на величину шага: это значит, что D отверстия = d - P. Этой формулой можно пользоваться дома, когда под рукой нет таблицы. Например, для резьбы M10 используем вычисление: 10 - 1.25 = 8.75. Значит нам нужен метчик 8,75 мм.

Как видим, чтобы правильно выбрать метчик для нарезания резьбы нужны знания не только по критериям выбора и согласованности со значениями в чертежах, но и по разновидностям этого ручного и машинного инструмента, способам использования и намеченным задачам. Характерные ошибки при нарезании резьбы совершают неопытные мастера, у которых в процессе работы ломается инструмент или получается неправильный профиль витков. Избежать этих проблем помогут навыки и правильно подобранные метчики.