Как получить резьбу: метчик, резьбофреза, резец или накатка — и что значат 6H и 6g

Четыре способа и чем они отличаются

Кинематика у метчика, раскатника и резца одна: за оборот инструмент или деталь перемещается вдоль оси ровно на шаг.

Обороты по скорости резания считает калькулятор режимов резания — в режиме «Точение» подставьте подачу на оборот, равную шагу.

Метчики: какую канавку выбрать

Sandvik Coromant делит машинные метчики на четыре типа: с прямой канавкой, с подточкой (spiral point), с винтовой канавкой и раскатники. Выбор зависит от того, глухое отверстие или сквозное, и от материала. Рекомендации Walter:

Заборная часть по DIN 2197: форма B — 3,5–5 витков, с подточкой, для сквозных отверстий; форма C — 2–3 витка, стандарт для глухих; форма E — 1,5–2 витка, когда резьба нужна почти до дна. Длинная заборная часть продлевает стойкость, короткая позволяет резать ближе ко дну.

Метчики с шахматным расположением зубьев предназначены для вязких материалов: ГОСТ 17927-72 распространяется на метчики для нержавеющих и жаропрочных сталей, ГОСТ 17928-72 — для мягких вязких сталей и лёгких сплавов. Зубья расположены в шахматном порядке, поэтому метчик касается нарезанной резьбы меньшей площадью и меньше трётся о неё.

Класс точности метчика выбирают под поле резьбы. По Walter метчик класса ISO 1 даёт резьбу 4H и 5H, ISO 2 — 6H, ISO 3 — 6G. Раскатники маркируют 6HX: их средний диаметр выше, чем у режущего метчика того же поля.

Раскатывание и накатывание

Раскатник — метчик без режущих кромок: гранёный профиль вдавливается в стенку, и металл течёт к вершинам витков. Отверстие под него больше, чем под метчик, и с более жёстким допуском — размеры разобраны в статье «Отверстия под метрическую резьбу».

Ограничения по Walter: удлинение материала не меньше 7 %, прочность — примерно до 1200–1400 Н/мм², шаг — не больше 3 мм. Серый чугун, литейные алюминиевые сплавы с кремнием больше 12 % и короткостружечные латуни раскатывать нельзя. Крутящий момент выше, чем у метчика, а СОЖ должна поступать без перерывов — работа всухую даже недолго ведёт к браку и поломке.

Наружную резьбу накатывают роликами или накатными головками по тому же принципу — пластической деформацией без стружки.

Резьбофрезерование и точение резцом

Резьбофреза меньше отверстия, её центр описывает окружность, а за один оборот по окружности фреза смещается по оси на шаг. Шаг задаёт программа ЧПУ, поэтому, по Walter, одной фрезой получают все положения поля допуска — H и G — и разные диаметры с тем же шагом. Крутящий момент с ростом диаметра растёт умеренно, стружка короткая.

Sandvik Coromant советует резьбофрезерование для дорогих деталей, где поломка метчика недопустима: фрезу всегда можно вывести из отверстия. Также — для несимметричных деталей, материалов с плохим стружкодроблением, резьбы у уступа или близко ко дну глухого отверстия. Минус — длинная фреза отжимается сильнее у торца, и резьба выходит конической. Walter лечит это несколькими радиальными проходами или встречным фрезерованием.

Резец на токарном станке нарезает резьбу за несколько проходов: глубину профиля делят на части, чтобы не перегрузить вершину пластины (Sandvik Coromant). Подача равна шагу. Внутренняя резьба сложнее наружной: резец длинный и тонкий, и Sandvik рекомендует твердосплавные или демпфированные державки для большого вылета. Как читать обозначение пластин, — в статье «Токарные пластины: маркировка ISO».

Поля допусков 6H и 6g

ГОСТ 16093-2004 (соответствует ISO 965-1 и 965-3) задаёт допуски на два диаметра резьбы — средний и диаметр выступов (наружный у болта, внутренний у гайки). Обозначение поля — цифра степени точности и буква основного отклонения: строчная для наружной резьбы, прописная для внутренней.

• H — нижнее отклонение внутренней резьбы равно нулю: гайка не меньше номинального профиля.
• G — поле гайки сдвинуто вверх на гарантированный зазор: для M8 × 1,25 это +28 мкм. Walter рекомендует положение G под гальванические покрытия.
• g — верхнее отклонение болта отрицательное: для шага 1,25 мм оно −28 мкм, для шага 1 мм — −26 мкм. h — ноль.

Если поля среднего диаметра и диаметра выступов разные, пишут оба: 5H6H, 7g6g — сначала средний диаметр. Посадку записывают дробью: M8-6H/6g.

Стандарт делит поля на три класса точности. Точный — для прецизионных резьб, средний — для общего применения, грубый — когда возможны производственные трудности, например при нарезании на горячекатаных прутках или в длинных глухих отверстиях. Если поле на чертеже не указано, для резьбы диаметром от 1,6 мм подразумевают средний класс: 6H для гайки и 6g для болта. Стандарт всё же рекомендует указывать поле всегда.

Внутренний диаметр гайки M8-6H по таблицам ISO 965-1 (приведены у Walter) лежит в пределах 6,647–6,912 мм — в это поле должно попасть отверстие под резьбу.

Контроль калибрами ПР и НЕ

Правила применения калибров даёт приложение к ГОСТ 24939-81, допуски самих калибров — ГОСТ 24997-2004.

По ГОСТ 24939-81 в спорных случаях решающим считается контроль калибрами. Резьбовая пробка не проверяет внутренний диаметр — для него нужна гладкая пробка, особенно после раскатника.

Как выбрать способ

Перед выбором проверьте три вещи: какое поле допуска стоит на чертеже, чем будут контролировать (калибры или прибор) и можно ли по требованиям заказчика раскатывать. Отверстие под любой способ — по статье «Отверстия под метрическую резьбу», сверление — по статье «Сверление на станке с ЧПУ».