Стандартный ряд метрических резьб

Такие соединения могут применяться на разных материалах – на металле, пластмассе, дереве. Их основное достоинство в том, что они такие же прочные, как и при сварных конструкциях, но при этом имеют возможность разъединения. В статье мы расскажем про основные размеры и параметры метрических резьб в таблицах с диаметрами и шагом.

Сфера применения

Используются повсеместно – в автомобилестроении, станкостроении, в изготовлении бытовой техники и в быту. Особенность технологии в том, что она прочно вошла в нашу жизнь из-за своего удобства, а также захватила все области производства, так как конструкции могут производиться как крупные, так и миниатюрные. Самые простые примеры – это гайка и болт. В первом случае произведена внутренняя нарезка с помощью метчика, а во втором – внешняя, с использованием плашки.

Гайки и шурупы из разных материалов используются везде. От самых миниатюрных креплений, например, при закручивании крышки мобильного телефона, до огромных гаек, на которых держался колеса большегрузных автомобилей.

Территориально способ применяется во всем мире. В России есть ГОСТы, у нас маркировка измеряется в мм. За рубежом используется дюймовое измерение. Мы предлагаем таблицу, как соотносятся миллиметры и дюймы:

Диаметр в дюймах

Наружное сечение в мм

Внутреннее сечение в мм

Основные параметры

Трудно подобрать болт и гайку друг под друга, если у них были разные размеры и конструкция. Но они зеркально повторяют друг друга, поэтому можно говорить о характеристиках, которые подходят для обеих деталей:

• Наружный диаметр. По нему определяется большинство процедур, в том числе именно на него ориентируются тогда, когда требуется просверлить отверстие под метчик. На схемах записывается как d или D у болта и гайки соответственно.
• Средний – d2 и D2. Если взять базовую единицу витка, то требуется разделить ее пополам, чтобы найти эти точки.
• Внутренний – d1 и D1. Определяется по верхним граням. Если по ним провести воображаемую линию, то можно увидеть цилиндр, который и будет отображать этот размер.
• Шаг (Р) – если мы берем нить, то каждое ее вращение приводит к образованию линии на одной из сторон. Расстояние между двумя точками (гребнями, лезвиями) – это и есть параметр. Найти его можно, линейкой обозначив на поверхности 10 мм (измерения можно производить и в сантиметрах), затем посчитать, сколько витков находится в этих пределах, и разделить полученное число на 10.
• Ход – (t) он равен предыдущему значению, если рассматривать болты однозаходные, с одной нитью. Но так как чаще встречаются двухзаходные, то t = 2Р. Или 3Р, если имеет место быть трехзаходный элемент. То есть это полный оборот к исходной точке одного витка.

• Угол профиля – очень важно его рассчитать. Он индивидуален для разных заготовок в зависимости от толщины и плотности материала. Не может превышать 140 градусов.
• Длина свинчивания или высота гайки – это расстояние, на продолжении которого есть витки, которые приходят во взаимодействие с зеркальной внутренней резьбой.

Геометрические размеры

От перечисленных выше параметров зависят эксплуатационные характеристики. От всех трех диаметров зависит то, какое отверстие нужно делать с помощью сверла при работе с метчиком. От шага и хода – насколько прочно будет происходить завинчивание, чем больше витков, и чем они чаще, тем лучше. Такая работа является более тонкой, поэтому выполнить ее в домашних условиях фактически невозможно, только на специальном оборудовании.

От того, насколько глубокие канавки, зависит прочность соединения. Здесь тоже есть ограничения. Если болтик будет выполнен в миниатюре, то слишком сильный перепад между углублениями и гребнями делать нельзя, это повышает хрупкость.

Угол профиля определяет то, насколько хорошо будет входить передняя часть метчика в материал. Ведь не так просто начать вращения, к тому же сделать это достаточно ровно, без перекосов. Чем мягче материал (например, медь или алюминий), тем лучше происходит вкручивание. Очень важна соразмерность двух элементов, которые приходят во взаимодействие.

Применение табличной информации

Как и для многих других способов металлообработки, есть стандарты резьбы метрической. Они прописываются в нормативных актах. Ниже мы перечислим документы, в которые необходимо обращаться для того, чтобы найти подходящую таблицу:

• ГОСТ 8724-2002. Здесь предложены стандартные требования по диаметрам и шагам. Наш отечественный норматив был издан еще во времена СССР, но затем дополнялся и обновлялся. В 2004 году был проверен на соответствие международной системе. Оказалось, что наши рамки значительно шире, мы рассматриваем как миниатюрные детали от 0,25 мм, так и большие – до 60 см. В то время как зарубежная номенклатура типизированных размеров варьируется в рамках от 1 до 300 мм.
• ГОСТ 9150-81. Здесь предлагаются нормы, по которым определяется взаимозаменяемость запасных частей. Ведь многие детальки входят если не идеально, то просто подходят и могут использоваться в быту.
• ГОСТ 16093-81. Определяет уровень точности, а также правила маркировки. Необходим скорее для изготовителей и в повседневной жизни не используется.

Эти нормативы применяются изготовителями, покупателями для домашнего обихода, а также для работы на станках.

Правила обозначения

В маркировке присутствует несколько параметров. Каждый из них находит буквенное или числовое отображение. Если такого набора нет на торце изделия (плашки и метчика, готовых металлических крепежей), то, возможно, это подделка. Что обозначается:

• Уровень допуска, то есть точность соответствия заявленным размерам.
• Тип. Для метрической – буква М. Для остальных вариантов другие маркировки, например для цилиндрической – G.
• Внутренний диаметр. Шаг не указывается, так как согласно стандартам все конструкции имеют аналогичный ход, если обладают одинаковым сечением.

Также есть обозначение длины свинчивания. Она может быть:

Все вышеперечисленное указывается как на чертеже при проектировании и изготовлении изделий, так и уже в момент производства – обычно применяется метод гравировки. Он наиболее долговечный, а при попытке сэкономить используется краска.

Поля допусков

Для ряда производственных циклов важно максимальное соответствие соединяемых деталей. Такие значения называются точными. Это приводит к:

• повышенной герметичности – никаких лишних зазоров;
• прочность;
• отсутствие вибраций.

Изготовление происходит исключительно на станках для металлообработки, которые основаны на дистанционном пульте управления. Здесь оператор не отвечает за процесс, а только заносит проект, разработанный с помощью автоматизированной программы для проектирования, в компьютер. Инструменты с высокой точностью до 0,001 мм вытачивают зубцы.

Второй стандартный размер точности метрических резьб – это средний. Он является нормой, применяется наиболее часто. Именно к этой категории относится крепеж, который поставляется на прилавки строительных магазинах. Изготовление – машинное, но с применением ручной установки и закрепления детали, направления сверла и пр.

Третий класс – грубый. К нему можно причислить нарезки, которые производятся умельцами в домашних условиях. Часто не имеют трехслойной обработки, во многих случаях концы витков обломаны или готовы к тому, чтобы крошиться.

Основной шаг

Представим эти нормы в виде таблицы, но отметим, что есть стандартизированные разъемы, а есть нестандартные. Для последних используют специальные параметры, чтобы создать пару. Предлагаем табличные данные:

Металлообработка
Промальпинизм
Дизайн

Стандартные резьбы

Основные параметры резьбы и единицы измерения

Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра.

Дюймовая резьба — все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозначается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3" = 3 дюйма), шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.

Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.

Модульная резьба — шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число.

Питчевая резьба — шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число разделить на питч.

Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали, эвольвенты окружности, удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции.

• шаг (P) — расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра, в долях дюйма или числом ниток на дюйм — это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11);
• наружный диаметр (D, d), диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D);
• средний диаметр (D₂, d₂), диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы;
• внутренний диаметр (D₁, d₁), диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной (d₁) или вершины внутренней резьбы (D₁);
• ход (P_h) величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°

где — число заходов;

• высота исходного треугольника резьбы (H);
• срез резьбы (с);
• угол конуса конической резьбы ();
• угол подъёма резьбы ():

>>Смотрите таблицу для определения резьбы по диаметру Американские стандарты резьб

Применение винтовых поверхностей в технике началось ещё в античные времена. Считается, что первым винт изобрел Архит Тарентский — философ, математик и механик, живший в IV—V веках до н. э. Широко известен изобретеный Архимедом винт, применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные изделия, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале н. э. Однако, из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.

Широкое применение ходовые и крепёжные резьбы нашли лишь в Средневековье. Изготовление наружной резьбы происходило следующим образом: на цилиндрическую заготовку наматывалась смазанная мелом или краской верёвка, затем по образовавшейся спиральной разметке нарезалась винтовая канавка. Вместо гаек со внутренней резьбой использовались втулки с двумя или тремя штифтами.

В XV—XVI веках началось изготовление трёх- и четырёхгранных метчиков для нарезания внутренней резьбы. Обе сопрягаемые детали с наружной и внутренней резьбой для свинчивания подгонялись друг под друга вручную. Какая-либо взаимозаменяемость деталей полностью отсутствовала.

Предпосылки к взаимозаменяемости и стандартизации резьбы были созданы Генри Модсли (Henry Maudslay) приблизительно в 1800 году, когда изобретённый им токарно-винторезный станок сделал возможным нарезание точной резьбы. В течение следующих 40 лет взаимозаменяемость и стандартизация резьб имели место лишь внутри отдельных компаний. В 1841 году Джозеф Витворт (Joseph Whitworth) разработал систему крепежных резьб, которая, благодаря принятию её многими английскими железнодорожными компаниями, стала национальным стандартом для Великобритании, названным британским стандартом Витворта (BSW). Стандарт Витворта послужил основой для создания различных национальных стандартов, например стандарта Селлерса (Sellers) в США, резьбы Лёвенхерц (Löwenherz) в Германии и т. д. Количество национальных стандартов было очень велико. Так, в Германии в конце XIX века было 11 систем резьбы с 274 разновидностями.

В 1898 году Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.

В 1947 году была основана Международная организация по стандартизации (ISO). Стандарты резьбы ISO в настоящее время являются общепринятыми во всем мире, в том числе и в России.

Настоящий стандарт распространяется на метрические резьбы общего назначения с профилем по ГОСТ 9150 и устанавливает их диаметры от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 8 мм.

Основные размеры метрической резьбы – по ГОСТ 24705.

Допуски резьбы – по ГОСТ 9000 и ГОСТ 16093.

Дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9000-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая для диаметров менее 1 мм. Допуски

ГОСТ 9150-2002 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль

ГОСТ 11708-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения

ГОСТ 16093-70 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором

ГОСТ 24705-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры

Термины и определения – по ГОСТ 11708.

4.1 Диаметры и шаги резьб должны соответствовать указанным в таблице 1.

При выборе диаметров резьб следует предпочитать первый ряд второму, а второй – третьему.

Продолжение таблицы 1

Номинальный диаметр резьбы d = D

Продолжение таблицы 1

Номинальный диаметр резьбы d = D

Продолжение таблицы 1

Номинальный диаметр резьбы d = D

Окончание таблицы 1

Номинальный диаметр резьбы d = D

1 Резьба М14 ´ 1,25 применяется только для свечей зажигания.

2 Резьба М35 ´ 1,5 применяется только для стопорных гаек шарикоподшипников.

3 Шаги, указанные в скобках, рекомендуется по возможности не применять.

5.1 В условное обозначение размера резьбы должны входить: буква М, номинальный диаметр резьбы и шаг резьбы, выраженные в миллиметрах и разделенные знаком « ´ ».

Крупный шаг в обозначении резьбы может быть опущен.

5.2 Условное обозначение левой резьбы должно дополняться буквами LH.

Пример: M8 ´ l – LH

5.3 Многозаходная резьба должна обозначаться буквой М, номинальным диаметром резьбы, знаком ´ , буквами Ph , значением хода резьбы, буквой Р и значением шага.

Пример условного обозначения двухзаходной резьбы с номинальным диаметром 16 мм, ходом 3 мм и шагом 1,5 мм:

То же, для левой резьбы:

M16 ´ Ph3Pl,5 – LH

Для большей ясности в скобках текстом может быть указано число заходов резьбы. Пример: M16 ´ Ph3P1,5 (два захода)

5.4 Полное обозначение резьбы включает обозначение размера и полей допусков резьбы по ГОСТ 9000 или ГОСТ 16093.

Ключевые слова: резьба, метрическая резьба, диаметры, шаги, условные обозначения