Нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная, ГОСТ 24739-81

Многозаходная резьба. Основные понятия

Для получения прочного винта с большим шагом применяют многозаходную резьбу. В этом случае шаг, высота резьбы и ее внутренний диаметр соответствуют однозаходной, а ход резьбы во столько раз больше шага, сколько имеется заходов; например, у двухзаходной резьбы ход вдвое больше ее шага (см. рис. 320, б), у трех-заходной (см. рис. 320, в) — втрое больше и т. д.

Однозаходная и многозаходная резьбы

У однозаходной резьбы шаг и ход резьбы одинаковы, при этом за один оборот винта гайка перемещается на величину шага. Если перемещение гайки за один оборот должно быть большим, то ход, а следовательно, и шаг однозаходного винта должны быть большими. Чем больше шаг, тем глубже получается резьба (высота резьбы зависит от шага) и тем меньше будет внутренний диаметр винта. Винт с малым внутренним диаметром недостаточно прочен и не может передавать больших усилий.

Примеров применения многозаходных резьб множество: окуляры в биноклях и микроскопах, колпачки шариковых ручек, крышки для стеклянных банок и т.д.

ПОЛЯ ДОПУСКОВ

9.1. Поля допусков наружной и внутренней резьбы, установленные в классах точности (точный, средний и грубый), должны соответствовать указанным в табл.6.

Таблица 6

Класс точности	Наружная резьба		Внутренняя резьба
Длина свинчивания
Поле допуска
Точный	7е, 7g	8е	7Н	8Н
Средний	8с,	9с	9Н
Грубый	9с	10с	9Н	9Н

Примечания:

1. При повышенных требованиях к точности для длин свинчивания допускается применять поля допусков, установленные для длин свинчивания .

2. Поля допусков, заключенные в рамки, являются предпочтительными.

9.2. Поля допусков наружной и внутренней резьбы, указанные в табл.6, являются ограничительным отбором из всей совокупности полей допусков, которые могут быть получены различным сочетанием степеней точности по табл.2 и основных отклонений по табл.3.

Поля допусков, не предусмотренные табл.6, являются специальными. Их применение допускается в технически и экономически обоснованных случаях, если поля допусков по табл.6 не могут обеспечить требования, предъявляемые к изделию.

9.3. Предельные отклонения наружной и внутренней резьбы, соответствующие полям допусков, установленным в табл.6, приведены в ГОСТ 9562 и приложении 2.

9.4. В посадках допускаются любые сочетания полей допусков наружной и внутренней резьбы, установленные настоящим стандартом. Предпочтительней сочетать поля допусков одного класса точности.

Многозаходная резьба. ГОСТ и основные параметры

Многозаходная резьба изготавливается согласно ГОСТ 24739-81, который устанавливает номинальные диаметры, шаги, ходы и допуски на трапецеидальный профиль многозаходной резьбы. Встречаются, также, метрические и эвольвентные многозаходные резьбы, но они не гостированны.

Ход и шаг трапецеидальной двухзаходной резьбы

Основные понятия и параметры в процессе нарезания многозаходной резьбы:

d — наружный диаметр (номинальный) наружной резьбы (винта);
P — шаг резьбы;
n — число заходов резьбы;
Ph — ход резьбы, определяется как Ph = P ∙ n.

Таблица размеров метрической резьбы

Таблица метрической резьбы ISO:

Метрический профиль ISO	Наружная резьба
Нити	Основной диаметр		Диаметр шага		Малый диаметр
Размер шага	Максимум	Минимум	Максимум	Минимум	Максимум	Минимум
М 2 х 0,4	1.981	1.886	1.721	1.654	1.548	1.408
М 2,2 х 0,45	2.18	2.08	1.888	1.817	1.693	1.54
М 3 х 0,5	2.98	2.874	2.655	2.58	2.439	2.272
М 8 х 1,25	7.972	7.76	7.16	7.042	6.619	6.272
М 12 х 1,75	11.97	11.7	10.83	10.68	10.072	9.601
М 16 х 2	15.96	15.68	14.66	14.5	13.797	13.271
М 20 х 2,5	19.96	19.62	18.33	18.16	17.252	16.624
М 24 х 3	23.95	23.58	22	21.8	20.704	19.955
М 30 х 3,5	29.95	29.52	27.67	27.46	26.158	25.306
М 36 х 4	35.94	35.47	33.34	33.12	31.61	30.654
М 48 х 5	47.93	47.4	44.68	44.43	42.516	41.351
М 60 х 5,5	59.93	59.37	56.35	56.09	53.971	52.7
М 80 х 6	79.92	79.32	76.02	75.74	73.425	72.047
М 100 х 6	99.92	99.32	96.02	95.72	93.425	92.027

Таблица 2 метрической резьбы ISO:

Метрический профиль ISO	Внутренняя резьба
Нити	Малый диаметр		Диаметр шага		Основной диаметр
Размер шага	Максимум	Минимум	Максимум	Минимум	Максимум	Минимум
М 2 х 0,4	1.679	1.567	1.83	1.74	2.148	2
М 2,2 х 0,45	1.838	1.713	2.003	1.908	2.36	2.2
М 3 х 0,5	2.599	2.459	2.775	2.308	3.172	3
М 8 х 1,25	6.912	6.647	7.348	7.188	8.34	8
М 12 х 1,75	10.441	10.106	11.063	10.863	12.453	12
М 20 х 2,5	17.744	17.294	18.6	18.376	20.585	20
М 30 х 3,5	26.771	26.211	28.007	27.727	30.785	30
М 60 х 5,5	54.796	54.046	56.783	56.428	61.149	60
М 80 х 6	74.305	73.505	76.478	76.103	81.241	80
М 100 х 6	94.305	93.505	96.503	96.103	101.27	100

Многозаходная резьба. Обозначение

В условное обозначение трапецеидальной многозаходной резьбы должны входить: буквы Tr, номинальный диаметр резьбы, числовое значение хода и в скобках буква P и числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы.

Пример условного обозначения трапецеидальной многозаходной резьбы номинальным диаметром d=20 мм, числовым значением хода Ph=8 мм и шагом P=4 мм:

Тr20×8 (Р4)

Условное обозначение левой резьбы:

Тr20×8 (Р4) LH

Поле допуска многозаходной трапецеидальной резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, т.е. цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение.

Поле допуска 4h диаметра d и поле допуска 4Н диаметра d1 в условном обозначении резьбы не указывают.

Длина свинчивания, если она отличается от длины резьбы, указывается в миллиметрах в конце обозначения резьбы, например:

Тr80×40 (Р10)-8е-180

Обозначение метрической многозаходной резьбы начинается с буквы М. Пример обозначения резьбы номинальным диаметром d=16 мм, ходом Ph=3 мм, и шагом 1,5 мм и полем допуска 6h:

M16×Ph 3 P1,5-6h

ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ

3.1. Номинальный диаметр, ход, шаг и число заходов резьбы должны соответствовать указанным в табл. .

Таблица 1

Размеры в мм

Номинальный диаметр резьбы d		Шаг Р	Число заходов п
Номинальный диаметр резьбы d			2	3	4	6	8
Ряд 1	Ряд 2		Ход резьбы Р h
10	1,5	3	4,5	6*	9*	12*
10	2	4	6*	8*	12*	16*
12	2	4	6	8*	12*	16*
12	3	6*	9*	12*	18*	—
16	2	4	6	8	12*	16*
16	4	8*	12*	16*	24*	—
20	2	4	6	8	12*	16*
20	4	8	12*	16*	24*	32*
24	(2)	4	6	8	12	16*
	3	6	9	12	18	24
	5	10	15*	20*	30*	—
	8	16*	24*	32*	—	—
	(2)	4	6	8	12	16*
	3	6	9	12	18*	24*
	28	5	10	15*	20*	30*	40*
	8	16*	24*	32*	—	—
32	3	6	9	12	18*	24*
	6	12	18	24*	36*	48*
	10	20*	30*	40*	—	—
	3	6	9	12	18	24*
	36	6	12	18	24*	36*	48*
	10	20*	30*	40*	—	—
40	3	6	9	12	18	24*
	(6)	12	18	24*	36*	48*
	7	14	21*	28*	42*	56*
	10	20*	30*	40*	60*	—
44	3	6	9	12	18	24*
	7	14	21	28*	42*	56*
	(8)	16	24*	32*	48*	64*
	12	24*	36*	48*	—	—
48	3	6	9	12	18	24
	8	16	24	32*	48*	64*
	12	24*	36*	48*	72*	—
	3	6	9	12	18	24
	50	8	16	24	32*	48*	64*
	12	24*	36*	48*	72*	—
52	3	6	9	12	18	24
	8	16	24	32*	48*	64*
	12	24	36*	48*	72*	—
	3	6	9	12	18	24
	(8)	16	24	32*	48*	64*
	55	9	18	27	36*	54*	72*
	(12)	24	36*	48*	72*	—
	14	28*	42*	56*	84*	—
60	3	6	9	12	18	24
	(8)	16	24	32*	48*	64*
	9	18	27	36*	54*	72*
	(12)	24	36*	48*	72*	96*
	14	28	42*	56*	84*	—
	4	8	12	16	24	32
	70	10	20	30	40*	60*	80*
	16	32*	48*	64*	96*	—
80	4	8	12	16	24	32
	10	20	30	40	60*	80*
	16	32	48*	64*	96*	128*
	4	8	12	16	24	32
	(5)	10	15	20	30	40
	90	12	24	36	48*	72*	96*
	18	36	54*	72*	108*	144*
	(20)	40	60*	80*	120*	—
100	4	8	12	16	24	32
	(5)	10	15	20	30	40
	12	24	36	48	72*	96*
	20	40	60*	80*	120*	160*
120	6	12	18	24	36	48
	14	28	42	56	84*	112*
	(16)	32	48	64*	96*	128*
	22	44	66*	88*	132*	176*
	(24)	48	72*	96*	144*	192*
	6	12	18	24	36	48
	140	14	28	42	56	84*	112*
	(16)	32	48	64	96*	128*
	24	48	72	96*	144*	192*
160	6	12	18	24	36	48
	(8)	16	24	32	48	64
	16	32	48	64	96*	128*
	(24)	48	72	96*	144*	192*
	28	56	84*	112*	168*	224*
	8	16	24	32	48	64
	18	36	54	72	108*	144*
	180	(20)	40	60	80	120*	160*
	28	56	84	112*	168*	224*
	(32)	64	96*	128*	192*	256*
200	8	16	24	32	48	64
	(10)	20	30	40	60	80
	18	36	54	72	108*	144*
	(20)	40	60	80	120*	160*
	32	64	96	128*	192*	256*
	8	16	24	32	48	64
	(10)	20	30	40	60	80
	220	20	40	60	80	120*	160*
	(32)	64	96	128*	192*	256*
	36	72	108	144*	216*	288*
240	8	16	24	32	48	64
	22	44	66	88	132*	176*
	36	72	108	144*	216*	288*
	12	24	36	48	72	96
	250	22	44	66	88	132	176*
	(24)	48	72	96	144*	192*
	40	80	120	160*	240*	320*
	12	24	36	48	72	96
	260	22	44	66	88	132	176*
	40	80	120	160*	240*	320*
280	12	24	36	48	72	96
	24	48	72	96	144	192*
	40	80	120	160*	240*	320*
	12	24	36	48	72	96
	300	24	48	72	96	144	192*
	44	88	132	176*	264*	352*
320	12	24	36	48	72	96
320	48	96	144	192*	288*	384*

Примечания:

1. Шаги, заключенные в рамки, являются предпочтительными.

2. Шаги, указанные в скобках, при разработке новых конструкций применять не рекомендуется.

3. Резьба, у которой значение хода обозначено знаком *, имеет угол подъема более 10°. Для этой резьбы необходимо учитывать отклонение формы профиля в соответствии с п. 4.5.

4. Резьбу, для которой не указано числовое значение хода Р

h, применять не допускается. Угол подъема этой резьбы превышает 30°.

5. В технически и экономически обоснованных случаях допускается применять другие значения номинальных диаметров резьбы по ГОСТ 24738.

При выборе диаметров резьбы следует предпочитать первый ряд второму.

3.2. Номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы — по ГОСТ 24737.

Многозаходная резьба. Способы нарезания многозаходных резьб на токарном станке

Основной проблемой при нарезании многозаходной резьбы является установка резца в начало следующего шага резьбы. Для точной установки резца в начало следующего шага используется несколько приемов:

Поворот заготовки с помощью сменных зубчатых колес;
Поворот заготовки посредством специального поводкового делительного патрона с несколькими пазами;
Поворот заготовки посредством специального делительного патрона;
Деление на многозаходные резьбы на токарно-винторезном станке 1к62;
Деление на многозаходные резьбы на токарно-винторезном станке 16к20;
Деление с разбивкой по шагу с помощью винта верхних салазок суппорта;
Деление с разбивкой по шагу с использованием индикатора нарезания реьбы;
Одновременное нарезание многозаходной резьбы несколькими резцами;
Одновременное нарезание многозаходной резьбы резцовой гребенкой.

4.1. Нарезание многозаходных резьб с помощью сменных зубчатых колес

Сменные зубчатые колеса

При делении с помощью сменных зубчатых колес необходимо, чтобы первое ведущее сменное колесо имело число зубьев, которое делится без остатка на число заходов резьбы, например, на три при трехзаходной резьбе. Нарезав первый виток резьбы, проводят мелом риски (рис. 332): риску 3 посредине зуба первого ведущего колеса z1 и риску 4 против соответствующей впадины зуба второго колеса z2. Отсчитывают от риски 3 требуемое число зубьев первого колеса (при двухзаходной резьбе половину, при трехзаходной треть и т. д.) Соответствующий зуб отмечают риской 2. После этого снимают первое сменное ведущее колесо с валика и поворачивают шпиндель до тех пор, пока при надевании колеса z1 зуб с риской 2 не совпадет с риской 4 (колеса z2, z3 и z4 при этом остаются неподвижными). После этого снова сцепляют колеса и нарезают второй виток резьбы. Перед нарезанием третьего витка повторяют описанный прием деления; риска 1 должна совпадать с риской 4.

4.2. Нарезание многозаходных резьб посредством специального поводкового делительного патрона

Поводковый делительный патрон

Поводковый патрон с несколькими пазами позволяет значительно упростить точный поворот заготовки. Число пазов должно равняться числу ходов винта или быть кратным этому числу. После нарезания первого витка резьбы суппорт возвращают в исходое положение не размыкая маточную гайку, заготовку снимают с центров и снова ставят на них таким образом, чтобы хомутик попал в следующий паз поводкового патрона. Затем нарезают вторую нитку.

4.3. Нарезание многозаходных резьб посредством специального делительного патрона

Поводковый делительный патрон

Специальный поводковый делительный патрон (рис. 333.) также значительно облегчает деление многозаходной резьбы на заходы. Патрон состоит из двух дисков 2 и 3, соединенных двумя болтами 1 и 5; на одном диске 2 имеется риска, а на втором 3 нанесена шкала в градусах. Нарезав один виток резьбы суппорт возвращают в исходое положение не отключая маточную гайку, поворачивают диск 3 с поводком 4 и деталь относительно неподвижной риски на 360°/2 = 180° при нарезании двухзаходной резьбы, на 360°/3 = 120°— при нарезании трехзаходной резьбы и т.д.

Этот способ деления применяют для деталей, которые можно обрабатывать в центрах; для работ в кулачковом патроне он не пригоден.

4.4. Деление на многозаходные резьбы на токарно-винторезном станке 1К62

Деление на многозаходные резьбы на станке 1к62 происходит поворотом заготовки на нужный угол как и в предыдущих случаях.

Для облегчения деления в станке имеется специальные опции:

1. Отключение шпинделя от коробки подач на время поворота шпинделя с заготовкой. Для этого Рукоятку установки увеличенного-нормального шага резьбы необходимо установить в положение «Деление на многозаходные резьбы»
2. Диск на задней части шпинделя с делениями нанесенными в градусах

Таким образом, на станке можно производить нарезание многозаходных резьб с делением на 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 и 60 заходов.

Для деления на многозаходные резьбы следует (из инструкции к станку 1к62):

1. Остановить главный электродвигатель;
2. Включить фрикционную муфту прямого хода;
3. Снять футляр, закрывающий сменные шестерни и приводные ремни;
4. Вращать против часовой стрелки фрикционный вал до совпадения риски «60» на диске 1 (рис. 18) с риской на фланце 7. После этого надо снять натяг в цепи;
5. Рукоятку коробки скоростей 3 (Рукоятка установки увеличенного, нормального шага резьбы и положения при делении на многозаходные резьбы) (см. рис. 5) установить в положение «Деление на многозаходные резьбы»
6. Фрикционный вал поворачивать против часовой стрелки при делении на двухзаходную резьбу на 30 делений по диску, на трехзаходную — на 20, на четырехзаходную — на 15 и т. д.
7. Рукоятку 3 коробки скоростей установить в положение, соответствующее нарезанию резьбы.

4.5. Деление на многозаходные резьбы на токарно-винторезном станке 16К20

Деление на многозаходные резьбы на станке 16к20 осуществляется точно также как и на 1к62.

При нарезании многозаходных резьб следует (из инструкции к станку 16к20):

1) Рукоятки 8 и 16 должны находиться в средних положениях (рукоятки управления фрикционной муфтой);
2) Рукояткой 15 включить гайку ходового винта;
3) Рукоятками 1 и 2 по таблице, помещенной на шпиндельной бабке, установить требуемое число оборотов шпинделя, а рукоятками 5 и 7 — необходимое значение шага нарезаемой резьбы;
4) Проворачивая вручную фланец 24 (шпиндель с заготовкой) (рис. 14 и 17), совместить нанесенный на нем указатель стрелку с одной из рисок делительного кольца 240 шпинделя, обозначенной каким-либо числом;
5) При нарезании резьб с шагами в пределах метрических и модульных от 0,5 до 7, дюймовых и питчевых от 56 до 4 расцепление шпинделя с кинематической цепью станка для деления на число заходов производить посредством установки рукоятки 3 в положение, отмеченное специальным символом, обозначающим отключение шпинделя. Для остальных шагов резьб расцепление осуществлять поворотом рукоятки 1 из фиксированного в ближайшее промежуточное положение, отмеченное аналогичным символом;
6) деление на число заходов производить путем поворота вручную шпинделя на число рисок, соответствующее числу заходов нарезаемой резьбы (при двух заходах—на 30 рисок, при трех—на 20, при четырех — на 15 и т. д.);
7) рукоятку 1 или 3 установить в исходное положение;
Прорезать нитку резьбы;
9) при последующем делении операции, изложенные в пунктах 5—8, повторить подобным образом.

4.6. Деление с разбивкой по шагу

Деление многозаходных резьб смещением по шагу

Деление с разбивкой по шагу является наиболее простым и быстрым способом деления многозаходных резьб, доступным в условиях единичного производства.

Этот способ заключается в следующем. Вначале нарезают первый виток резьбы. Нарезав его, выводят резец из канавки поперечной подачей на себя и дают ходовому винту обратный ход, возвращая резец в начальное положение не размыкая маточную гайку.

Для захода на второй виток перемещают резец в продольном направлении на шаг резьбы, но уже не ходовым винтом, а винтом верхних салазок суппорта. Отсчет продольного перемещения резца ведут при этом по лимбу винта верхних салазок, если винт и гайки верхних салазок вполне исправны.

Для более точной установки резца применяют индикаторные приборы и набор мерных плиток. Так для нарезания двухзаходной резьбы резец следует переместить на Ph/2, для нарезания трехзаходной резьбы — на Ph/3, четырехзаходной — на Ph/4 и т.д.

4.7. Деление с разбивкой по шагу с использованием индикатора нарезания реьбы

Индикатор нарезания реьбы (указатель включения)

Основным недостатком деления многозаходных резьб на заходы поворотом заготовки является ускоренный износ маточной гайки и уменьшение производительности, так как после каждого рабочего прохода суппорт возвращается в исходное положение без размыкания маточной гайки до окончания нарезания резьбы. То есть в конце каждого прохода нужно отвести резец от детали, остановить станок, дать ему задний ход, снова остановиться в исходном положении, дать резцу поперечную или боковую подачу, для нового прохода и повторить цикл. Таким образом, суппорт остается все время в жесткой кинематической связи со шпинделем станка и резец не может не попасть в шаг резьбы.

Другой способ состоит в том, что до включения станка в работу метками отмечается положение шпинделя относительно станины и суппорта относительно ходового винта. В конце каждого прохода маточную гайку размыкают и возвращают в исходное положение вручную или с помощью механизма ускоренной подачи. Для повторного включения (смыкания) маточной гайки нужно снова совместить метки взаимного положения.

Индикатор нарезания реьбы (указатель включения)

Лучшие результаты дает использование специального устройства, называемого индикатор резьбонарезания (указатель включения), которое устанавливается в суппортах большинства современных станков.

В начале резьбонарезания Индикатор нарезания реьбы должен быть закреплен на фартуке и сцеплен с ходовым винтом станка.

Необходимо установить резец в начальное положение нарезки, совместить его с нужной линией индикации на индикаторе и запустить станок на точение резьбы. После каждого выполненного прохода маточная гайка ходового винта может быть открыта, и продольный суппорт возвращается ускоренно или маховиком в исходное положение.

Если требуемая резьба не может быть выполнена за один проход необходимо заново выровнять начальное положение нарезки и линию индикации и повторить проход. Таким образом будет нарезан виток нужной резьбы.

Следующий виток, если резьба многозаходная, должен быть выполнен со смещением на шаг от начального положения нарезки.

Настрйку Индикатора нарезания резьбы на нужный режим следует осуществлять по инструкции конкретной модели индикатора и станка.

4.8. Одновременное нарезание многозаходной резьбы несколькими резцами

При одновременном нарезании многозаходной резьбы несколькими резцами, установленными в специальных державках, деление обеспечивается автоматически. При нарезании двухзаходных ходовых винтов пользуются резцедержателем (рис.18 , в), в котором закреплены два резца. Устанавливаются они по шаблону на расстоянии, точно соответствующему шагу между заходами. Таким образом, оба резца нарезают одновременно две канавки. Очевидно, что для обработки трехзаходной резьбы можно было бы таким же образом установить и три резца.

Нарезание двухзаходной резьбы двумя резцами

4.9. Одновременное нарезание многозаходной резьбы резцовой гребенкой

Применением многопрофильных резьбовых гребенок. В этом случае все заходы резьбы нарезаются одновременно. Ход резьбы обеспечивается подачей суппорта, шаг – шагом гребенки.

Второй и третий способы наиболее производительны. Ограничивают их применение:

необходимость достаточного пространства для выхода блока резцов или гребенки;
значительные деформации из-за многопрофильного резания;
трудность точного изготовления блоков и гребенок.