Нарізання різі

В слюсарній справі дуже поширеною операцією є нарізання різі. Різь — це нарізки (витки), розташовані на циліндричній чи конічній поверхні по гвинтовій лінії. Коли точці, яка лежить на поверхні циліндра, надати оберталь­ного руху навколо осі циліндра і поступального руху вздовж його осі, то вона буде описувати на поверхні циліндра гвинтову лінію.

Основними елементами різі є: профіль, кут профілю, глибина, шаг, зовнішній, середній і внутрішній діаметри.

Профілем різі називається певний геометричний плоский кон­тур, переміщенням якого по гвинтовій лінії утворюється поверхня різі. Інакше кажучи, профіль різі — це обриси западин, тобто гвинтових канавок і виступів різі, одержані шляхом поздовжнього розрізу її. Той чи інший профіль одержують в залежності від форми різальної частини інструмента, за допомогою якого нарізають різь. За профілем різі поділяються на трикутні, прямокутні, круглі, трапецоїдальні і упорні.

Трикутна різь буває на болтах, гайках, гвинтах і служить для з’єднання деталей; прямокутна і трапецоїдальна — на ходових гвинтах у верстатах та пресах і застосовуються для передачі руху від однієї частини машини до другої; кругла — потрібна для вузлів, що працюють у вологому чи забрудненому середовищі (водопровідна арматура, вагонні зчепи); упорна різь застосовується для механіз­мів, що працюють під великим тиском, який діє б одному напрямку, наприклад, в гідравлічних і механічних пресах.

Кут профілю— це кут між боковими сторонами профілю в площині осі.

Глибина різі — це відстань від вершини різі, тобто ділянки, що знаходиться на найбільшій віддалі від осі болта, до її основи, тобто висота виступу.

За напрямком витка є права різь (гвинтова лінія піднімається зліва направо) і ліва різь (гвинтова лінія піднімається, справа на­ліво). Різь, одержана переміщенням утворюючої фігури вздовж однієї гвинтової лінії, називається однозахідною.

Багатозахідні різі мають кілька різьових витків, зроблених на циліндрі один за одним.

Шаг різі — це відстань між відповідними сторонами двох су­сідніх витків.

Зовнішній діаметр різі — це найбільший діаметр, що вимі­рюється по вершинах різі перпендикулярно до осі гвинта.

Середній діаметр — відстань між двома лініями, проведеними по середині профілю різі між дном западини (канавки різі) і вер­шиною витка паралельно осі гвинта.

Внутрішній діаметр — це найменша відстань між протилеж­ними западинами різі, що вимірюється перпендикулярно до осі гвинта.

Системи різі

Слюсарю найчастіше доводиться нарізати такі різі: метричну, дюймову і трубну.

Метрична різь (рис. 205) має профіль у вигляді рівностороннього трикутника і застосовується для з’єднання окремих деталей і вузлів машин. Кут профілю метричної різі дорівнює 60°. Харак­теризується вона шагом і зовнішнім діаметром гвинта в міліметрах. В метричній різі при нагвинчуванні гайки на болт між основою та вершиною її утворюється зазор, який дорівнює 0,045 шага.

Метрична різь

Метрична різь

Крім основної метричної різі є ще п’ять дрібних метричних різей, які при однаковому діаметрі відрізняються від основної дрібні­шими шагом і глибиною.

Найбільше поширення дістали праві різі. Ліві застосовують тоді, коли необхідно запобігти самовідгвинчуванню гайки, що викликається тертям прилеглої обертової деталі.

Дюймова різь (рис. 206) застосовується для з’єднання деталей і вузлів машин, виготовлених в країнах з дюймовою системою мір. В основі профілю різі лежить рівнобедрений трикутник з кутом при вершині 55°. Характеризується вона кількістю витків, що при­падає на 1 дюйм, і зовнішнім діаметром різі (діаметром болта), що вимірюється в дюймах.

Дюймова різь

Дюймова різь

Трубна різь (рис. 207) має профіль дюймової, але дрібніша за неї. Характеризується вона, як і дюймова, тільки за діаметр різі береться внутрішній діаметр труби, на зовнішній поверхні якої нарізана різь. Трубна різь буває циліндрична, що застосовується для з’єднання порожнистих тонкостінних деталей і труб, і конічна, що застосовується для з’єднання арматури, газопроводів, труб масло- і бензопроводів. Конічна трубна різь забезпечує більш щільне з’єднання.

Є ще модульна різь, яка застосовується для черв’яків (профіль цієї різі —трапеція з кутом при вершині 30—40°), кругла та ін.

Різьонарізний інструмент

Вироби з різзю являють собою пару — гайку і болт, тому й інструмент для нарізання гвинтової різі ділиться на гайконарізний—для нарізання різі в отворах (мітчики), і болтонарізний — для нарізання зовнішньої різі на стержнях (плашки і гвинтувальні дошки).

Мітчик (рис. 208) являє собою гвинт, що має одну або кілька поздовжніх прямих або гвинтових канавок, які утворюють ріжучі кромки. Мітчик складається з робочої частини і хвостовика, за допомогою якого він закріплюється підчас роботи у патроні чи воротку. У мітчиків, якими працюють вручну, на кінці хвостовика є квадрат.

Елементи мітчика

Елементи мітчика

Робоча частина мітчика складається з забірної конічної частини, яка першою заходить у нарізуваний отвір, і калібруючої частини. Кожний наступний зубець забірної частини вищий від попереднього, тому метал зрізається зубцями тонкими шарами до повної висоти витка. Кожний зубець працює як різець і має відповідні кути рі­зання (рис. 209).

Ручний мітчик

Ручний мітчик

Калібруюча частина служить для зачистки нарізуваної різі, а та­кож, прямуючи по сліду різальної частини, подає мітчик на шаг різі. Канавки на мітчику призначені для утворення ріжучих кромок і виведення через них стружки. При недостатньому об’ємі канавки і недосконалій її формі стружка затримуватиметься і защемляти­меться. Для кращого виведення стружки іноді застосовують спі­ральну форму канавок. Кількість їх залежить від типу і діаметра мітчика, властивостей оброблюваного матеріалу, потрібної точності і чистоти нарізуваної різі. Нарізні частини мітчика, обмежені канавками, називаються різальними перами: Внутрішня частина мітчика становить його серцевину. Профіль канавки утворюють передня і задня поверхні мітчика. Передньою є поверхня канавки, якою сходить зрізу­вана стружка, задньою — поверхня, суміжна з передньою. Мітчики бувають з правою і лівою різзю, залежно від чого вони обертаються при роботі за годинниковою стрілкою або проти неї (рис. 210).

Слюсарні мітчики бувають циліндричні і конічні. Комплект мітчиків складається з чорнового, середнього і чистового мітчиків (рис. 211). При циліндричній конструкції всі три мітчики ма­ють різний діаметр. Тільки чистовий мітчик має повний профіль різі.

Мітчики

Мітчики

При конічній конструкції всі мітчики мають повний профіль різі з різною довжиною забірних частин і однаковим діаметром. Циліндричні мітчики найчастіше застосовують для нарізання різі в глухих отворах, а конічні — для нарізання точної різі в наскріз­них отворах.

Нарізають різь в отворі спершу чорновим мітчиком, потім се­реднім і, нарешті, чистовим, яким остаточно калібрують її. При нарізанні різі в глухих отворах циліндричними мітчиками вся робота різання припадає на чистовий мітчик, який швидко спрацьовується. При нарізанні різі в наскрізних отворах конічними мітчиками основну роботу виконує чорновий мітчик, а середній і чистовий тільки калібрують її, майже не знімаючи при цьому стружки.

Щоб розрізняти між собою мітчики, на хвостовій їх частині наносяться риски, кількість яких відповідає номеру мітчика.

Слюсарні мітчики виготовляють з інструментальної, легованої або швидкоріжучої сталі. Робоча частина їх гартується. Чим менша кількість канавок на мітчику, тим більша їх місткість і в них легше укладається стружка, зате стійкість мітчика при цьому знижується. При великій кількості канавок., досягається велика точність різі і збільшується стійкість мітчика, але відведення стружки утруд­нюється, бо місткість канавок знижується. В результаті стає важче різати мітчиком, і він більше нагрівається. Найчастіше слюсарні мітчики роблять з трьома-чотирма канавками.

Мітчики є ручні і машинні. Діляться вони на гайкові, плашкові, маточні та ін. Гайкові мітчики застосовують для нарізання різі в гайках. їх виготовляють з подовженими хвостовиками. Ці мітчики дають повний профіль в один прохід.

Плашковими і маточними мітчиками нарізають різь в плашках. За допомогою плашкового мітчика здійснюється попереднє на­різання різі в плашках, а за допомогою маточного мітчика — остаточне.

Машинні мітчики призначені для нарізання різі з трикутним профілем на верстатах. Вони відрізняються від ручних робочою частиною і розміром хвостовика, який має таку довжину, щоб його можна було закріпляти у патроні.

Для закріплення і обертання ручних мітчиків при нарізанні різі застосовують спеціальні воротки. Воротки бувають з постій­ними отворами квадратного перерізу і змінюваними отворами. Во­ротки останнього типу мають розсувні губки, які дозволяють зати­скувати мітчики різних розмірів. Успішне нарізання різі мітчиком залежить від довжини забірної частини мітчика та діаметра нарізуваного отвору, від кількості і профілю канавок та від правильного вибору кута різання. Звичайно глибину канавки і ширину пера беруть рівними чверті зовнішнього діаметра мітчика (рис. 212). Кут різання виби­рається залежно від матеріалу, що обробляється. Для в’язких ма­теріалів при нарізанні різі потрібний кут 75°, а для крихких—90°.

Профіль канавок слюсарних мітчиків

Профіль канавок слюсарних мітчиків

Задній кут зменшує тертя, а, отже, полегшує різання. При на­різанні різі в твердих матеріалах задній кут має бути 6—8°, у в’язких матеріалах — 2—4°.

Нарізання різі мітчиками

Нарізуваний отвір має бути чистий, тобто оброблений зенке­руванням. Якщо діаметр отвору буде дуже великий, різь вийде недосить глибокою, а коли діаметр отвору під різь дуже малий, остання при нарізанні зривається,— може поламатися мітчик.

Діаметр отвору повинен бути трохи більшим від внутрішнього діаметра різі і на один-півтора шага різі меншим від її зовнішнього діаметра.

Діаметр свердла для свердління отворів під різь вибирається по спеціальних таблицях.

Нарізувану деталь затискують у лещатах. Мітчик закріплюють у воротку. В підготовлений отвір вводять чорновий мітчик, вста­новлений перпендикулярно до поверхні деталі, і плавно повертають його воротком на пів оберту по ходу нарізання різі і на чверть оберту в зворотний бік.

При обертанні мітчика трохи натискують на ручки воротка і стежать, щоб не було перекосу мітчика в процесі нарізання різі. Коли мітчик вріжеться на кілька витків у метал, натискування припиняють, бо мітчик загвинчуватиметься по нарізці.

Завдяки зворотно-обертальному руху мітчика стружка ламаєть­ся, стає коротшою і різання полегшується. Плавні, двосторонні рухи воротком треба робити до повного нарізання різі в отворі.

Після обробки чорновим мітчиком застосовують середній і чистовий мітчики. Для полегшення роботи і щоб мітчик не перегрі­вався, треба провадити охолодження і змащення (для сталі — емульсією або маслом, для міді — скипидаром, для алюмінію — гасом). В чавуні і бронзі різь нарізається без змащування. Слід сте­жити за тим, щоб в отворі не збиралося багато стружки. Для цього мітчик періодично викручується і канавки очищаються від стружки. Коли ріжучі кромки мітчиків затупляться, їх заточують на наждачних кругах спеціальних заточувальних верстатів.

Нарізання різі плашками

Зовнішня різь на болтах, гвинтах і шпильках нарізається з допо­могою плашок і гвинтувальних дощок. Плашка застосовується для нарізання різі як вручну, так і на верстатах. Є плашки круглі (прогонки, лерки) і призматичні.

Кругла плашка — це круглий диск з нарізаним центральним отвором і кількома канавками для утворення ріжучих кромок і виведення стружки при нарізанні різі. Круглі плашки бувають суцільні (рис. 213), трубчасті і розрізні. Останні дозволяють зміню­вати в невеликих межах розмір нарізуваної різі, але менша жорст­кість їх в результаті прорізу дає різь з недосить точним профілем.

 

Плашки теж мають забірну і калібруючу частини. Забірна ви­конує різання, а калібруюча — калібрує та зачищає різь. Нарізання різі на болтах, стержнях, шпильках за допомогою круглих плашок роблять за один прохід. При спрацьованості різі круглі плашки можна розрізати і за рахунок цього підтиснути їх до попередніх розмірів різі. При нарізанні різі на деталях круглі плашки затискуються в спеці­альну рамку з ручка­ми—леркотримач, який виготовляють з вугле­цевої сталі. В ньому є спеціальні гвинти для закріплення круглих плашок.

Клуп для розсувних слюсарних плашок

Клуп для розсувних слюсарних плашок

Часто для нарізання різі вручну застосовують призматичні розсувні плашки (рис. 215). Вони складають­ся з двох півплашок, на гранях яких є три­кутні або напівкруглі жолоби, що служать напрямними для пере­міщення плашок у рамці клупа (рис.214) Клуп має виступи, завдяки чому плашки тримаються у клупі і не випадають з ньо­го. За допомогою гвинта одна з півплашок переміщується по рамці клупа на потрібний діаметр різі.

 Призматичні розсувні плашки

Призматичні розсувні плашки

Нарізання різі цими плашками здійснюється так: заготовку закріплюють у лещатах і змащують маслом. На неї накладають клуп з плашками, стискують їх так, щоб їх нарізка врізалася трохи в метал, і обертають клуп так само, як і вороток при роботі міт­чиком— 1—2 оберти вправо і півобороту вліво. Після того як про­йдуть плашками по заготовці на потрібну довжину, їх згвинчують на кінець її, трохи підтискують гвинтом клупа і знову проходять по заготовці. Так за 3—4 проходи утворюється повний профіль різі.

При нарізанні різі цілими плашками повний профіль дістають після одного проходу. Чистота різі залежить від товщини зрізуваної стружки. Різь тим чистіша, чим тоншою буде стружка. Леза на за­бірній частині плашки повинні бути дуже гострими.

Охолодження і змащування при нарізанні різі плашками здійс­нюються так само, як і при роботі мітчиками. Заточують плашки на заточувальних верстатах малими наждачними кругами, закріпле­ними гайкою на стальній оправці. Кількість обертів круга при зато­чуванні — не менше 10 тисяч за хвилину.

Круглі плашки не забезпечують сприятливих умов для різання. Відсутність заднього кута на калібруючих зубцях викликає сильне тертя витків об матеріал. Хороші результати дають плашки з косо просвердленими отворами,, які спрямовують стружку вперед.

Для монтажних робіт застосовують квадратні або шестигранні плашки, які зручні тим, що дають змогу користуватися гайковим ключем при нарізанні різі. Трубчасті плашки застосовують на револьверних і токарних верстатах. Нарізання різі плашками на свердлильних верстатах провадиться двома способами. Перший з них полягає у тому, що плашку неру­хомо закріплюють на столі верстата, а деталь обертають разом із шпинделем і подають крізь плашку. Другий спосіб полягає в тому, що плашка закріплюється в плашкотримачі, вставленому в шпин­дель верстата, а деталь кріпиться в пристрої, встановленому на його столі.

Гвинтувальна, або гвинтонарізна дошка (рис. 216) являє собою стальну пластинку, в якій висвердлені отвори різних діаметрів з нарізаною в них різзю. Кожний з отворів призначається для нарі­зання різі відповідного діаметра, причому для кожного діаметра роблять звичайно два отвори — один для чорнового нарізання, другий — для чистового. Якщо вийде з ладу один отвір — пра­цюють другим.

Гвинтувальна дошка

Гвинтувальна дошка

Гвинтувальна дошка служить для нарізання вручну різі діа­метром до 6 мм. Кожний отвір у ній має два прорізи — канавки для утворення ріжучих кромок і виведення стружки.

В залежності від кількості отворів гвинтувальною дошкою можна нарізувати до 15 різних діаметрів. За допомогою гвинтуваль­ної дошки нарізають різь на болтах, шпильках, стержнях, гвинтах, трубах і т. п. Мітчики і плашки після роботи треба протерти і злегка змастити машинним маслом. При затупленні їх слід вчасно заточувати. Мітчики зберігають у спеціальних гніздах дерев’яних брусків, плашки — у футлярах, а клупи і воротки — в окремих пірамідах.

Для перевірки нарізаної різі користуються штангенциркулем, мікрометром або різьоміром. Режими різання при нарізанні різі наводяться в спеціальних таблицях.

Запобігання браку при нарізанні різі. При нарізанні різі можуть бути такі види браку: якщо мітчик або плашка неправильно зато­чені або невірно встановлені, може бути рвана різь і інструмент може зламатися. Рвана різь має також місце при нарізанні її без охолодження і змащування. Якщо діаметр просвердленого отвору більший, ніж треба, а діаметр стержня менший, ніж належить, виходить тупа різь.

Інструмент може також ламатися при засмічуванні отвору і канавок мітчика стружкою.

Нарізаючи різь, слід додержувати загальних правгіл техніки безпеки при обробці отворів. Особливо треба стежити за тим, щоб, нарізаючи різь вручну, в деталях з гострими виступаючими части­нами при поворотах воротка чи клупа не поранити пальці рук.

Механізація процесів нарізання різі

Механізація нарізання різі здійснюється за допомогою сверд­лильних верстатів, які мають реверс із застосуванням запобіжних різьонарізних патронів, що запобігають поламці мітчика.

Запобіжний пружинний патрон (рис. 217, а) автоматично при­пиняє обертання мітчика при збільшенні навантаження на нього зверх допустимого через те, що мітчик затупився або вперся в дно просвердленого отвору.

Патрони

Патрони

Пружинний патрон складається з валика з конусним хвостови­ком ), ведучої муфти 2 і веденої муфти 3. Ведуча муфта перемі­щується по валику на шпонді, а ведена — вільно встановлюється на ньому. Зчеплення між ними здійснюється за допомогою виступів на торці ведучої муфти, що входять у западини на торці веденої муфти. Між гайкою 4 і ведучою муфтою є пружина 5, яка тримає у зчепленні обидві муфти. Силу натиску пружини регулюють обер­танням гайки 4 і встановлюють, виходячи з розмірів мітчика, по градуюванню, нанесеному на патроні.

При раптовому збільшенні навантаження на мітчик муфта 2, продовжуючи обертатися разом з шпинделем верстата, вийде з зачеплення і, переборюючи силу натиску пружини 5, відійде вгору, а ведена муфта з мітчиком зупиниться. Мітчик залишиться при цьому в нарізуваному отворі. При зворотному обертанні шпинделя мітчик вивертають з отвору. Ведена муфта сконструйована так, щоб забезпечити швидку зміну мітчика без зупинки верстата.

Запобіжний фрикційний різьонарізний патрон (рис. 217, б) має таке ж призначення, що й пружинний. Залежно від розміру нарізуваної різі застосовують патрони різних розмірів. Мітчик закріплюють своїм квадратом в квадратному отворі перехідної втулки І, а останню закріплюють в патроні за допомогою швидкозмінюваного затискача; це дозволяє провадити заміну мітчика без зупинки верстата.

Обертання від шпинделя верстата передається через конусний хвостовик 2 і набір дисків — стальних 3 і фібрових 4. Необхідна сила тертя між ними здійснюється за допомогою натискної гайки 5. При раптовому збільшенні зусилля різання, що перевищує силу тертя дисків, останні почнуть прослизати і стакан 6 перестане передавати рух гільзі 7.

Для механізації різьонарізних робіт застосовують також спе­ціальні електродрилі, які відрізняються від звичайних електро- свердлильних машинок тим, що можуть обертатися в обидва боки (при їх переключенні). При нарізанні різі у важкодоступних місцях користуються спеціальними торцевими воротками.

Запитання для повторення

  1. Що таке різь та для чого вона застосовується?
  2. На які типи поділяються різі за профілем?
  3. Що називається кутом профілю та глибиною різі?
  4. Що називається шагом різі?
  5. Які є види різі?
  6. Який різьонарізний інструмент застосовується для нарізання різі?
  7. З яких елементів складається мітчик?
  8. На які види поділяються мітчики?
  9. Розкажіть про процес нарізання різі мітчиком.
  10. Яким інструментом нарізають зовнішню різь?
  11. Які є пристрої для нарізання різі плашками?
  12. Яке змащення застосовують під час нарізання різі?
  13. Які плашки застосовують при монтажних роботах?
  14. Які є способи нарізання зовнішньої різі на свердлильних верстатах?
  15. Для чого застосовують гвинтувальні дошки?
  16. Які є механізовані способи нарізання різі?
  17. Як запобігти браку при нарізанні різі?
  18. Яких правил техніки безпеки треба додержувати при нарізанні різі?