Разбортовка отверстий под резьбу

Процесс разбортовки заключается в том, что в деталях с предварительно пробитым отверстием образуют отверстия большего размера с цилиндрическим бортом (рис. 87, а) или увеличивают высоту цилиндра, образованного вытяжкой (рис. 87, б). При разбортовке происходит растяжение материала, сопровождаемое значительным его утонением на торце разбортованного отверстия

Рис. 87. Схема образования отверстия большего размера (а) и увеличения высоты цилиндра (б) способом разбортовки

Толщина материала на торце разбортованного отверстия приближенно может быть определена по формуле (184)

Наибольшая высота разбортовки, образуемая за один переход, (185)

где k — коэффициент разбортовки.

При значении Н>H_наиб отбортовку следует осуществлять после предварительной вытяжки и пробивки отверстия (рис. 87, б).

Диаметр отверстия под разбортовку приближенно равен (186)

Максимально допустимый диаметр отверстия, разбортованного за одну операцию -, где d — диаметр отверстия в заготовке.

В табл. 72 приведены значения коэффициентов разбортовки для различных материалов.

72. Значения коэффициентов разбортовки

Материалы	Коэффициенты разбортовки
	k	kнаим.

0,700,65

Сталь малоуглеродистая, S = 0, 25-: -2 мм

0,720,68

Сталь малоуглеродистая, S = 3 -: – 6 мм

0,780,75

Латунь, S =0, 5 -: – 6 мм

0,680,62

Алюминий S = 0, 5 -: – 5 мм

0,700,64

ВТ1 в холодном состоянии

0,64—0,680,55

ВТ1 при нагреве до 300—400° С

0,60—0,500,45

ВТ5 в холодном состоянии

0,85—0,900,75

ВТ5 при нагреве до 500—600° С

0,70—0,650,55

1. Значения k_наим рекомендуются в исключительных случаях, когда на разбортованной стенке допустимы небольшие трещины и надрывы.

2. Все материалы даны в разупрочненном состоянии.

При разбортовке в несколько операций с промежуточным отжигом коэффициент разбортовки для последующих операций (k) принимают по формуле k=(1,15-1,2)k, (187)

где k — коэффициент разбортовки для первой операции.

Если разбортовку применяют для увеличения высоты стенок цилиндрических вытянутых деталей, то наибольшая допустимая высота разбортовки (188)

Диаметр отверстия, пробиваемого в дне детали под разбортовку, определяют по формуле d = D+1,14R-2h. (189)

Малые отверстия разбортовывают для увеличения высоты резьбовой части детали за счет утонения стенок (рис. 88) толщина которых равна (190)

Диаметр мелких отверстий под разбортовку для резьбы (до М5) или гладких отверстий до диаметра 4 мм равен d0=0,45d1

Высота разбортовки мелких отверстий приближенно равна h = (2-: – 2,5) S.

Во избежание разрыва при разбортовке в заготовках необходимо снимать заусенцы, а при больших толщинах материала — отжигать заготовки с целью устранения упрочнения кромки после пробивки отверстия. С этой целью рекомендуется при конструировании штампов направление разбортовки принимать противоположным направлению пробивки (рис. 89).

Радиусы закруглений рабочих кромок матрицы при разбортовке принимаются равными 0,5S.

Рекомендуемые формы пуансонов при разбортовке показаны на рис. 90. Если в штампе для разбортовки есть прижим, как, например, при совмещении разбортовки с вытяжкой, разбортовочные пуансоны могут быть без буртиков N.

Рис. 88. Схема расчета разбортовки малых отверстий под резьбу (до М5)

Рис. 89. Схема направления пробивки (а) и разбортовки (б):

1 — сторона заусенца, 2 — зона наклепа, образовавшегося при пробивке отверстия

Рис. 90. Формы пуансонов: а — для одновременной пробивки и разбортовки; б—для разбортовки (с ловителем) отверстий диаметром свыше 10 мм; в — для разбортовки отверстий диаметром до 10 мм; г —для разбортовки (без ловителя) отверстий диаметром свыше 10 мм

Зазоры между пуансоном и матрицей следует принимать по табл. 73 — для разбортовки из плоской заготовки, по табл. 74 — для разбортовки из предварительно вытянутой заготовки.

Для разбортовки мелких отверстий под резьбу зазор принимают равным 0, 65S.

73. Зазоры для разбортовки из плоской заготовки

74. Зазоры для предварительно вытянутых заготовок

Несмотря на то, что нарезание внутренней резьбы не относится к сложным технологическим операциям, существуют некоторые особенности подготовки к этой процедуре. Так, следует точно определить размеры подготовительного отверстия под нарезание резьбы, а также правильно подобрать инструмент, для чего используются специальные таблицы диаметров сверл под резьбу. Для каждого из типов резьбы необходимо использовать соответствующий инструмент и рассчитывать диаметр подготовительного отверстия.

Диаметр резьбы и проходное отверстие должны соответствовать стандартам, иначе канавки выйдут слишком маленькие и резьбовое соединение будет ненадежным

Разновидности и параметры резьбы

Параметрами, по которым резьбу разделяют на различные типы, являются:

• единицы исчисления диаметра (метрическая, дюймовая и др.);
• количество заходов ниток (одно-, двух- или трехзаходная);
• форма, в которой выполнены элементы профиля (треугольная, прямоугольная, круглая, трапециевидная);
• направление подъема витков (правая или левая);
• место размещения на изделии (наружная или внутренняя);
• форма поверхности (цилиндрическая или коническая);
• назначение (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая).

Параметры метрической резьбы

В зависимости от вышеперечисленных параметров различают следующие виды резьбы:

• цилиндрическая, которая обозначается буквами MJ;
• метрическая и коническая, обозначаемые соответственно M и MK;
• трубная, для обозначения которой используются буквы G и R;
• с круглым профилем, названная в честь Эдисона и маркируемая буквой E;
• трапецеидальная, обозначаемая Tr;
• круглая, используемая для монтажа сантехнической арматуры, – Кр;
• упорная и упорная усиленная, маркируемые как S и S45 соответственно;
• дюймовая резьба, которая также может быть цилиндрической и конической, – BSW, UTS, NPT;
• используемая для соединения труб, монтируемых в нефтяных скважинах.

Типы резьбы по ГОСТ-ам

Применение метчика

Прежде чем приступить к резьбонарезанию, надо определить диаметр подготовительного отверстия и выполнить его сверление. Для облегчения этой задачи был разработан соответствующий ГОСТ, который содержит таблицы, позволяющие точно определить диаметр отверстия под резьбу. Эти сведения позволяют легко подобрать размер сверла.

Для нарезания резьбы метрического типа на внутренних стенках сделанного сверлом отверстия используется метчик – винтообразный инструмент с режущими канавками, выполненный в виде стержня, который может иметь цилиндрическую или коническую форму. На его боковой поверхности есть специальные канавки, расположенные вдоль его оси и разделяющие рабочую часть на отдельные сегменты, которые называются гребенками. Острые края гребенок как раз и являются рабочими поверхностями метчика.

Метчик: конструкция и параметры

Чтобы витки внутренней резьбы получились чистыми и аккуратными, а ее геометрические параметры соответствовали требуемым значениям, ее надо нарезать постепенно, путем поэтапного снятия тонких слоев металла с обрабатываемой поверхности. Именно поэтому с данной целью используют либо метчики, рабочая часть которых по длине разделена на участки с различными геометрическими параметрами, либо наборы таких инструментов. Единичные метчики, рабочая часть которых имеет одинаковые геометрические параметры по всей своей длине, нужны в тех случаях, когда необходимо восстановить параметры уже имеющейся резьбы.

Минимальным набором, при помощи которого можно достаточно качественно выполнить обработку отверстий под резьбу, является комплект, состоящий из двух метчиков – чернового и чистового. Первый срезает со стенок отверстия под нарезание метрической резьбы тонкий слой металла и формирует на них неглубокую канавку, второй не только углубляет сформированную канавку, но и зачищает ее.

Разновидности метчиков для резьбы и их отличия

Минимальный комплект метчиков

Комбинированные двухпроходные метчики или наборы, состоящие из двух инструментов, используются для резьбонарезания в отверстиях небольших диаметров (до 3 мм). Для обработки отверстий под метрическую резьбу большего диаметра необходимо использовать комбинированный трехпроходной инструмент или набор, состоящий из трех метчиков.

Для манипуляций с метчиком применяется специальное приспособление – вороток. Главным параметром таких приспособлений, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, является размер посадочного отверстия, который должен точно совпадать с размером хвостовика инструмента.

Некоторые разновидности воротков для метчиков

При использовании набора из трех метчиков, отличающихся как своей конструкцией, так и геометрическими параметрами, следует строго соблюдать последовательность их применения. Отличить их друг от друга можно как по специальным рискам, нанесенным на хвостовики, так и по конструктивным особенностям.

1. Метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в первую очередь, отличается минимальным диаметром среди всех инструментов набора и режущими зубьями, верхняя часть которых сильно обрезана.
2. Второй метчик имеет более короткую заборную часть и более длинные гребни. Его рабочий диаметр занимает промежуточное значение между диаметрами остальных инструментов из набора.
3. Третий метчик, которым отверстие под нарезание метрической резьбы обрабатывается в последнюю очередь, характеризуется полными гребнями режущих зубцов и диаметром, который должен точно соответствовать размеру формируемой резьбы.

Комплект из трех метчиков

Метчики используются преимущественно для нарезания резьбы метрического типа. Значительно реже, чем метрические, применяются метчики, предназначенные для обработки внутренних стенок труб. Они в соответствии со своим назначением называются трубными, а отличить их можно по букве G, присутствующей в их маркировке.

Технология нарезания внутренней резьбы

Как уже говорилось выше, перед началом работы надо просверлить отверстие, диаметр которого должен точно подходить под резьбу определенного размера. Следует иметь в виду: если диаметры отверстий, предназначенных под нарезание метрической резьбы, выбраны неверно, это может привести не только к ее некачественному выполнению, но и к поломке метчика.

Учитывая тот факт, что метчик, формируя резьбовые канавки, не только срезает металл, но и продавливает его, диаметр сверла для выполнения резьбы должен быть несколько меньше, чем ее номинальный диаметр. Например, сверло под выполнение резьбы М3 должно иметь диаметр 2,5 мм, под М4 – 3,3 мм, для М5 следует выбирать сверло диаметром 4,2 мм, под резьбу М6 – 5 мм, М8 – 6,7 мм, М10 – 8,5 мм, а для М12 – 10,2.

Таблица 1. Основные диаметры отверстий под метрическую резьбу

Таблица 2. Диаметры отверстий под дюймовые резьбы

Все диаметры сверл под резьбу ГОСТ приводит в специальных таблицах. В таких таблицах указаны диаметры сверл под выполнение резьбы как со стандартным, так и с уменьшенным шагом, при этом следует иметь в виду, что для этих целей сверлятся отверстия разных диаметров. Кроме того, если резьба нарезается в изделиях из хрупких металлов (таких, например, как чугун), диаметр сверла под резьбу, полученный из таблицы, необходимо уменьшить на одну десятую миллиметра.

Ознакомиться с положениями ГОСТ, регламентирующими нарезание метрической резьбы, можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Диаметры сверл под метрическую резьбу можно рассчитать самостоятельно. От диаметра резьбы, которую требуется нарезать, необходимо вычесть значение ее шага. Сам шаг резьбы, размер которого используется при выполнении таких вычислений, можно узнать из специальных таблиц соответствия. Для того чтобы определить, какого диаметра отверстие необходимо выполнить с помощью сверла в том случае, если для резьбонарезания будет использоваться трехзаходный метчик, надо воспользоваться следующей формулой:

Д_о = Д_м х 0,8, где:

Д_о – это диаметр отверстия, которое надо выполнить с помощью сверла,

Д_м – диаметр метчика, которым будет обрабатываться просверленный элемент.

Схема нарезания внутреней резьбы метчиком

Воротки, в которые вставляется резьбовой метчик, могут иметь простейшую конструкцию или оснащаться трещоткой. Работать такими приспособлениями с зафиксированными в них инструментами следует очень аккуратно. Чтобы получить качественную и чистую резьбу, вращение метчика по часовой стрелке, совершаемое на пол-оборота, необходимо чередовать с его проворачиванием на одну четвертую оборота против хода резьбы.

Резьба будет нарезаться значительно легче, если в процессе выполнения этой процедуры использовать смазку. Роль такой смазки при нарезании резьбы в изделиях из стали может играть олифа, а при обработке алюминиевых сплавов – спирт, скипидар или керосин. Если таких технических жидкостей нет под рукой, то для смазки метчика и нарезаемой резьбы можно использовать обычное машинное масло (однако оно обладает меньшим эффектом, чем перечисленные выше вещества).

25. Отверстия под нарезание метрической резьбы (по ГОСТ 19257-73)

Диаметры отверстия под нарезание метрической резьбы по ГОСТ 9150-81, ГОСТ 24705-81 с допусками по ГОСТ 16093-81 в сером чу1уне по ГОСТ 1412-85, в сталях по ГОСТ 380-94, ГОСТ 1050-88, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 5632-72 (кроме сплавов на никелевой основе), в алюминиевых литейных сплавах по ГОСТ 1583-93, в меди по ГОСТ 859-78.

Размеры и предельные отклонения диаметров отверстий резьб с крупным шагом

Номинальный
диаметр
резьбы d

Диаметр отверстая под резьбу с полем допуска

4Н5Н; 5Н;
5Н6Н; 6Н; 7Н

ГОСТ предусматривает отверстия для резьб ы с крупным шагом

Номинальный диаметр резьбы d

Шаг резьбы Р

Диаметр отверстая под резьбу с полем допуска

4Н5Н; 5Н;
5Н6Н; 6Н; 7Н6G; 7G4Н5Н; 5Н7Н; 7G

ГОСТ предусматривает отверстия для резьб с Д = 1,0 – 200 мм и для с1 3-го ряда.
ГОСТ предусматривает методику определения диаметров отверстий под нарезание метрической резьбы для материалов повышенной вязкости.

27. Диаметры отверстий под нарезание дюймовой конической резьбы с углом профиля 60° по ГОСТ 6111-52

Размеры отверстий под нарезание резьбы распространяются на металлы и сплавы, не обладающие повышенной вязкостью.

С развертыванием на конус

Без развертывания на конус

Размер резьбы,
дюймы

Число шагов
на 1"

Шаг резьбы
Р Внутренний
диаметр
резьбы d1

Диаметр отверстия с развертыванием на конус

Диаметр отверстия без развертывания на конус

d_cd_o

28. Диаметры отверстий под нарезание трубной цилин д рической резьбы (по ГОСТ 21348-75)

Диаметры отверстий под нарезаиие трубной цилиндрической резьбы по ГОСТ 6357-81 в изделиях из сталей по ГОСТ 380-94, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 5632-72 (кроме сплавов на никелевой основе) и меди по ГОСТ 859-78.

Номинальный размер резьбы, дюймы

Число шагов на 1"

Диаметр отверстия под резьбу

Номинальный размер резьбы, дюймы

Число шагов на 1"

Диаметр оэтверстия под резьбу

Отклонения для классов точности

Отклонениядля классов точности

62,80
72,27
78,62
84,97
91,07
97,42
103,77
110,12
122,82
135,52
148,22
160,92

ГОСТ 21348-75 допускает под нарезание трубной цилиндрической резьбы применять отверстия других диаметров, полученных на основании экспериментальных данных.

29. Отверстия под нарезание трубной конической резьбы (ГОСТ 21350-75)

Отверстия предназначены под нарезание трубной конической резьбы по ГОСТ 6211-81 в изделиях из сталей по ГОСТ 380-94, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1050-88, ГОСТ 5632-72 (кроме сплавов на никелевой основе) и меди по ГОСТ 859-78.

С развертыванием на конус
Без развертывания на конус

Резьба, дюймы

Число шагов
на 1"

Отверстие с развертыванием на конус

Отверстие раз- вертывания
безна конус

Для резъб с номинальным размером свыше 2" номинальные диаметры отверстий d_о и их предельные отклонения должны быть равны установленным ГОСТ 6211-81 для внутреннего диаметра резьбы.
Допускается под иарезание трубной конической резьбы применять отверстия других диаметров, полученных на основании экспериментальных данных.

30. Сквозные отверстия под крепежные детали (ГОСТ 11284-75)

Стандарт устанавливает размеры сквозных отверстий под болты, винты, шпильки и заклепки с диаметрами стержней от 1,0 до 160 мм, применяемых для соединения деталей с зазорами.

А. Диаметры сквозных отверстий Размеры, мм

Диаметр стержней крепеж-
ных деталей

Диаметр сквозных отверстий d_h
(см. рис. 1)

Диаметр стержней крепеж-
ных деталей

Диаметр сквозных отверстий d_h (см. рис. 1)

1. 3-й рад отверстий не допускается применять для заклепочных соединений.
2. Предельные отклонения диаметров отверстий: для1-го рада – по Н12; для 2-го рада по Н13; для 3-го рада – по Н14.
3 . Размеры в скобках применять не рекомендуется.

Б. Рекомендуемые ряды сквозных отверстий

Количество и раcположениее отверстий

Способ образования отверстий

Тип соединения (см. рис. 1)

Рекомендуемый ряд сквозных отверстий

Любое количество отверстий и любое их
расположение

Обработка отверстий по кондукторам

Отверстия расположены в один ряд и координарованы относительно оси отверстия или базовой плоскости

Пробивка отверстий штампами повышенной точности под давлением и литье по выплавляемым моделям повышенной точности

Отверстия (не более четырех расположены в два ряда и координированы относительно их осей.

Обработка отверстий по разметке, пробивка штампами обычной точности, литье нормальной точности

Отверстия расположены в два ряда и более относительно осей отверстий или базовых плоскостей

Пробивка отверстий штампами повышенной точности, литье под давлением и литье по выплавляемыммоделям повышеннойточности

Оверстия расположены по окружности

Обработка отверстий по разметке, пробивка штампами обычной точности, литье нормальной точности

Рекомендации по выбору радов сквозных отверстий

Рис.1 Типы соединений крепежными деталями

1. При независимой обработке отверстий каждой детали соединения с расстоянием между осями наиболее удаленных отверстий менее 500 мм для соединений, к которым предъявляются лишь требования собираемости, ряды сквозных отверстий рекомендуется выбирать по табл. 30.

2. Для соединений, к которым предъявляются требования собираемости и дополнительные требования обеспечения определенной степени относительного перемещения деталей, а также для соединений, к которым предъявляются лишь требования собираемости, но с расстоянием между осями наиболее удаленных отверстий в деталях 500 мм и более, допускается принимать более грубые (по сравнению с рекомендуемыми в табл. 30) ряды сквозных отверстий.

3. При совместной обработке отверстий в деталях соединения (для заклепочных и неразбираемых болтовых соединений) номинальный диаметр сквозного отверстия рекомендуется принимать равным наибольшему предельному размеру диаметра стержня крепежной детали. При этом отверстия должны быть раззенкова-ны на размер, соответствующий переходному радиусу между головкой и стержнем крепежной детали.

4. При необходимости следует устранить контакт кромки отверстия с радиусом под головкой крепежной детали, отверстие рекомендуется раззенковать.

31. Отверстия под концы установочных винтов (ГОСТ 12415-80) Размеры, мм

Номинальный диаметр
резьбы винта d