Метчик — что это? Его назначение, виды и характеристики

Применение

Резьбонарезной инструмент по конструкционным особенностям и применению подразделяется на типы:

1. • ручной, где зубья расположены по окружности. Используется в слесарных работах и при ручном способе нарезки;
2. • гаечный, для сквозных отверстий на гайках. С удлиненным или изогнутым хвостовиком;
3. • машинный, для создания глухих отверстий машинным способом. Обработка происходит на токарных станках;
4. • комбинированный, возможно использование как ручного, так и машинного способа несения резьбы на деталь.

Инструмент позволяет наносить все виды резьбы – метрическая, дюймовая, трапецеидальная.

Как выбрать метчик для резьбы

Далее расскажем, как выбрать метчик для резьбы. В процессе учитывают основные характеристики:

• система измерения диаметра (дюймовая, метрическая);
• число заходов инструмента (один, два, три);
• форма профиля (прямоугольная, трапециевидная, треугольная);
• сторона, в которую вращается винт (левая, правая);
• размещение резьбы на детали (внутри, снаружи);
• форма детали (конусовидная, цилиндрическая).

Если для исправления сорванной резьбы в основном используют одиночные изделия, то для создания новой берут комплекты. В них виды метчиков для нарезания резьбы определяются как черновой, средний и чистовой.

Изображение № 3: Стандартный набор метчиков из трех инструментов

Первый предназначен для нарезания черновой резьбы, второй для ее углубления, третий — для доведения до конечного (чистового) вида. Чтобы отличить одно изделие от остальных в наборе, обратите внимание на форму рисок хвостовых частей.

• Первый метчик имеет обрезанные верхушки зубьев, внешний диаметр меньше, чем у остальных инструментов в наборе.
• Второй с короткими зубными сегментами, имеет удлиненные гребни. Диаметр среднего метчика чуть больше, чем чистового.
• Третий имеет полный гребень зубцов и совпадает по диаметру с габаритами будущей резьбы.

При вычислении будущего диаметра отверстия пригодится формула:

D отверстия = D метчика * 0,8

Далее при выборе ориентируйтесь на таблицу.

Таблица № 3: Соответствие диаметров резьбы и подготовительных отверстий

Конструкционные особенности

Метчик любого типа состоит из рабочей области, шейки и хвостовика. Вся механическая работа приходится на рабочую область, которая в сою очередь имеет заборную часть, и два типа зубьев – режущие и калибрующие. Роль крепежа выполняет хвостовик, который фиксируется на станках в специальном резьбонарезном патроне, а при ручных работах в воротке или метчикодержателе. Характерной особенностью для ручных метчиков является их комплектность – не менее 3 штук. Каждый со своей рабочей функцией: черновой, серединный и чистовой.

Как нарезать внутреннюю резьбу метчиком

Для создания внутренней резьбы в готовых отверстиях необходимо подобрать соответствующий метчик по размеру и характеристикам. Практически все показатели по выбору и качеству резьбы регулируются нормативные документом ГОСТ 19257-73. Рекомендации по работе:

1. • для изделий, полученных литьем или штамповкой требуется дополнительная подготовка прежде чем наносить резьбу. Отверстие зенкеруется или рассверливается для увеличения диаметра;
2. • для точной и качественной резьбы рекомендуется хвостовик метчика крепить в патронах с реверсивными, самоцентрующимися и плавающими свойствами;
3. • со всех обрабатываемых заготовок предварительно снимается фаска;
4. • в процессе нарезания обязательно применяются охлаждающие и смазывающие растворы.

Типы резьбы: метрическая, дюймовая и трубная.

1. Метрическая – параметры резьбы измеряются в мм, с соответствующей маркировкой «М».
2. Дюймовая – используется для конической формы метчиков, измеряется в дюймах.
3. Трубная – для цилиндрических метчиков, резьба наносится на трубные соединения.

Сделать резьбу в готовом металлическом отверстии или гайке можно буквально за секунды, если у вас есть метчик. С помощью этого металлорежущего инструмента можно нанести внутреннюю резьбу и откалибровать существующую.

Конечно, метчики – не единственный инструмент, применяемый для создания резьбы. В аналогичную категорию попадают, например, плашки и клуппы. Их применяют для нанесения резьбы снаружи детали. Но сейчас не про это.

Видов метчиков существует довольно много – опытные мастера о некоторых из них даже не слышали. Поэтому специфичные типы этого инструмента оставим узкопрофильным специалистам и разберем самые популярные.

Давайте попробуем подобрать инструмент под конкретные нужды. По представленному ниже алгоритму сделать это не составит особого труда.

Шаг 1. Сферы применения: домашняя мастерская или производство

Очевидно, что при работе в домашних условиях и на производстве мастеру понадобится разный инструмент.

Ручные метчики

(они же слесарные) найдутся в любой мастерской. За счет значительной прочности и износостойкости инструмент позволяет выполнять работу высокой точности даже в бытовых условиях. Обычно они комплектуются специальным воротком, необходимым для вращения метчика.

Ручные метчики почти всегда продаются наборами из 2-3 штук различных диаметров. Каждый инструмент осуществляет свою задачу: одним производится черновая обработка резьбы, вторым (если есть) – промежуточная, третьим – чистовая, после которой профиль отвечает всем нормам ГОСТ (о них – ниже).

Но ручные метчики не предназначены для работы на высоких скоростях вращения. Для этого применяются машинные аналоги.

Машинные метчики

сделаны из более качественной быстрорежущей стали, которая легко переносит серьезный нагрев, возникающий из-за трения и резки металла. Именно по прочности слесарные метчики уступают своим машинным аналогам. Кроме того, у машинных инструментов небольшая заборная часть, т.к. соосность метчика и отверстия заготовки обеспечивается конструкцией станка.

Есть еще третий вид метчиков – гаечные

. Нетрудно догадаться, что они используются исключительно для нанесения резьбы в гайках.

Гаечные метчики обладают длинным хвостовиком, который устанавливается в специальный станок-автомат. После нанесения резьбы гайки одна за другой передвигаются на хвостовую часть и ожидают там, когда вся серия будет выполнена. После этого метчик удаляется из патрона, и все гайки сбрасываются в приемный лоток. Таким образом значительно экономится время на операцию, и увеличивается производительность.

Шаг 2. Тип отверстия: глухое или сквозное

Немаловажное значение имеет цель вашей работы: собираетесь ли вы создать профиль в глухом отверстии или дырка сквозная? В зависимости от этого и инструмент понадобится различный. В частности, большую роль будут играть канавки для отвода стружки на метчике. Они могут закручиваться (причем как влево, так и вправо), а могут располагаться прямо.

Прямолинейные

канавки применяются в универсальных метчиках.

Инструменты с правым углублением канавки

чаще используются для создания профиля в глухих отверстиях. По таким канавкам стружка выдавливается назад, наружу, и не засоряет отверстие.

Направленные влево винтовые канавки

применяются для создания профиля в сквозных отверстиях. Стружка выдавливается прямо перед метчиком, сохраняя тем самым только что нанесенную резьбу от повреждений.

Есть еще вариант метчиков со стружечными канавками укороченной длины, известных как бесканавочные

, или раскатники. Такая конструкция помогает создавать резьбу в изделиях, изготовленных из вязких материалов, например, из легированных высокопрочных и низкоуглеродистых вязких сталей, а также сплавов из алюминия.

Шаг 3. Тип резьбы

На производстве существует несколько государственных стандартов, различающихся системой измерения. С помощью маркировки на метчике, можно понять, к какой из них относится инструмент – метрической или дюймовой. Исходя из типа устройства метчиков можно нанести три вида резьбы.

Метрическая резьба

Метрические метчики пригодятся для создания профиля, размеры которого измеряются в миллиметрах. Они маркируются символом «M».

Профиль метчиков данного типа представляет собой равнобедренный треугольник с углом при вершине в 60°.

Размерный ряд метрических метчиков довольно обширный – с их помощью можно создать практически любой профиль. Каждый размер метчика имеет свой основной шаг – расстояние между витками резьбы. Чем больше размер, тем больше основной шаг. Для подбора инструмента используется специальная таблица на основе норм госстандартов (согласно ГОСТ 19257-73).

Дюймовая резьба

В отличие от метрических размер дюймовых метчиков обозначается в дюймах. Такая система пришла к нам из-за границы. В частности, из США и Великобритании.

Основной шаг обозначается количеством ниток (или числом витков), приходящихся на 1 дюйм. Чем показатель выше, тем мельче шаг резьбы.

Угол при вершине в дюймовой резьбе может быть различным. Угол в 60° характерен для метчиков, распространенных в Северной Америке. Максимальную популярность получила резьба UNC. Такой крепеж нередко встречается на ввозимой в Россию технике (газонокосилки, генераторы, культиваторы и т.п.).

Дюймовая резьба британского стандарта BSW имеет угол при вершине в 55°.

Ниже приведены дюймовые размеры метчиков наиболее популярных стандартов.

Трубная резьба

Среди дюймовых метчиков отдельно стоит выделить группу инструментов, используемых для создания профиля в трубных соединениях. Особенно часто трубная резьба встречается в элементах систем водоснабжения.

Размеры трубных метчиков специально подстроены под стандартные виды металлических труб. Они разделяются на цилиндрические

и
конические
. Первые обозначаются литерой «G», после которой ставится цифра, соответствующая проходному диаметру. Трубные конические метчики маркируются символами «R» или «Rc». Резьба наносится на поверхности с конусностью 1:16 и доходит до упора.

Традиционно их размеры указываются в дюймах. Однако со временем система обозначений утратила идентичность реальным размерам, поэтому инструмент для трубной резьбы подбирают по таблицам (на основе ГОСТ 6357-81 и ГОСТ 6111-81).

Требования ГОСТ

Государственными стандартами определяются требования к размерам и характеристикам метчиков, а также вводятся максимальные допуски, класс точности и степень шероховатости поверхности. Практически все показатели по выбору и качеству резьбы регулируются ГОСТ 3266-81, который вы можете .

Машинные и машинно-ручные метчики

Для калибровки и создания резьбы в глухих и сквозных отверстиях разной формы используют инструмент – метчик, машинного или машинно-ручного типа.

— Машинные металлорежущие инструменты применяют для работы на токарных, сверлильных, агрегатных и револьверных станках, чтобы нарезать резьбы всех видов. Они намного быстрее обрабатывают изделия, их можно использовать для конвейерного производства и больших заказов. Оснасткой этого типа можно нарезать резьбу за один подход, если нужна резьба с шагом до трех миллиметров. Резьбу крупного шага изготавливают на несколько проходов метчиком по металлоизделию.

— Машинно-ручными оснастками можно выполнять нарезку резьбы и ручным способом, и с помощью сверлильных устройств (станков). Инструмент выпускается в количестве одной или двух штук. В наборе из двух метчиков один металлорежущий инструмент применяют для черновых работ, а другой – чистовых. Часто комплект машинно-ручных оснасток используют для работы с разными видами материалов: мягкую сталь и чугун обрабатывают одним инструментом, а твердую сталь обрабатывают двумя метчиками. От просто ручных резьборезов машинно-ручные виды отличаются видом хвостовика – там имеется квадрат и кольцевая выточка, благодаря которой оснастка не вываливается из патрона в процессе обработки изделий. Машинно-ручным изделием для работы с металлом можно делать резьбу в автомобильных деталях, нарезать крепёжную резьбу и мелкометрическую, цилиндрическую и коническую. В сквозных проймах и глухих.

Виды метчиков и их назначение

Назначение метчиков разнится, поэтому под каждый вид работ нужен свой инструмент. Расскажем об основных разновидностях.

Изображение № 2: Устройство метчика

1. Ручные/машинные. Выбирайте вариант, который предназначен для соответствующего вида работ. При этом обращайте внимание на устройство изделия (винтовое, прямое, с укороченными канавками).
2. Гаечные. Одиночный инструмент для сквозной резьбы прямой формы. Он длиннее машинно-ручного и имеет острый заход, аналогично первому номеру комплектного метчика.
3. С вырезанной ниткой. Инструмент подходит для обработки листов и нарезания отверстий в пластинчатом металле.
4. Слесарные. Предназначены для ручной нарезки отверстий. Поставляются в комплектах, состоящих из трех инструментов (чернового, чистового, среднего). Работу начинают с чернового, корректируют отверстие средним и шлифуют чистовым элементом.
5. Конические. Подходят для выполнения резьбы на сквозных отверстиях. Заборная часть изделий имеет неполную, а калибрующая — полную резьбу.
6. Плошечные. Подходят для изготовления предварительной резьбы. Имеют заборные конусы больших размеров.
7. Маточные. Используются для зачистки резьбы. Основное отличие от других видов — наличие спирали с правой стороны.
8. Бесканавочные. Подходят для длительных работ с высокой производительностью. Изделие имеет короткое основание приемного конуса без продольных канавок, что уменьшает вероятность поломок.
9. Комбинированные. Это изделия, составленные из двух частей (черновой и чистовой, соединенных шейкой). Инструмент комбинированного типа сокращает время на выполнение работ. К примеру, вы можете купить сверло-метчик, который подходит одновременно для сверления и нарезания резьбы.
10. Специальные. Изделия имеют узкую специализацию. К подобному типу относят насадные, корабельные и тандем-метчики.

Метчики – протяжки

Чтобы получить крупнопрофильную резьбу в металлоизделии, используют метчик-протяжку. Им обрабатывают сложные сквозные или трапецеидальные отверстия. Протяжки могут работать только в токарном станке. Резьба нарезается за один проход вдоль отверстия. От других видов этот метчик отличается более точным исполнением и жёсткостью. Он работает на растяжение, а не на сжатие, как обычные резьбонарезные инструменты. За счет функции протяжки толщина спила уменьшается, а длина режущей части – увеличивается.

Гаечные метчики

Инструменты гаечного типа предназначены для резьбонарезания в гайках разного диаметра. Конструкция гаечного метчика такова, что инструмент не нужно выворачивать в конце процесса обработки отверстия гайки. Гаечные оснастки могут быть с разными хвостовиками: изогнутыми и удлинёнными. С изогнутыми – применяют в работе с гайконарезными автоматами. Хвостовик у гаечного метчика в любом случае длиннее, чем у других видов, это необходимо для того, чтобы нанизывать на него гайки по мере нарезания в них резьбы. Это увеличивает скорость и производительность.

Классификация по типу отверстия

Разные метчики могут делать отверстия различных форм. Бывают инструменты для:

• Сквозных отверстий. Входная область насадки увеличена по длине и практически сливается с рабочей частью. Для нанесения нарезки таким метчиком используют электропривод.

• Глухих отверстий. Входная область имеет форму сходную с фрезой. Благодаря чему можно наносить резьбу на всю глубину отверстия. При погружении метчика необходимо соблюдать осторожность – так как он может треснуть. При работе с таким инструментом чаще всего используется ручная нарезка.

Слесарные метчики

Для работы с отверстиями разного вида и формы мастера берут комплект из слесарных метчиков. Резьбонарезные оснастки изготавливаются комплектами, в которые входят черновые инструменты конусной формы, получистовые и чистовые цилиндрические оснастки. Слесарными метчиками можно обработать деталь вручную. Комплектом металлорежущих оснасток мастер может выполнить нарезку крупной и метрической резьбы. Метчики для слесарных работ бывают левыми и правыми в зависимости от направления их вращения.

Основные типы нарезаемых метчиками резьб

Чаще всего при помощи метчиков нарезают резьбы трех основных разновидностей. Применяют инструменты следующих типов.

1. Метрические метчики. Предназначены для нарезания метрических резьб. Это самый распространенный тип крепежных соединений.

Профиль метрической резьбы представляет собой равносторонний треугольник. Угол при вершине — 60°. Вершины выступов срезаны.

Изображение №9: профиль метрической резьбы

1. Дюймовые метчики. Рабочие части таких приспособлений имеют коническую форму. Профиль дюймовой резьбы выглядит так.

Изображение №10: профиль дюймовой резьбы

Диаметр измеряется в дюймах, а шаг — в количестве ниток на дюйм.

1. Цилиндрические и конические трубные метчики. Используются для создания надежных трубных соединений.

Изображение №11: профиль трубной резьбы

1. Ознакомьтесь со стандартными характеристиками резьб вышеперечисленных типов.

Изображение №12: стандартные характеристики метрических, дюймовых и трубных резьб

По этой таблице мастера подбирают резьбонарезной инструмент.

Из каких материалов изготавливаются метчики

Плашки металлорежущего инструмента изготавливают из высококачественной стали разных марок: инструментальной, быстрорежущей, легированной. Технология современного производства позволяет делать метчики из твердосплавной стали и из стали порошковой, в последнем случае инструмент получает способом спекания порошков. Метчики из твёрдых сплавов более качественные, так как обладают устойчивостью к высоким температурам, износостойкость и могут долго работать на быстрых скоростях, что позволяет обработать большое количество металлоизделий. У оснасток, сделанный из порошков стали тоже есть свое преимущество – это высокая прочность за счет меньшей твердости инструмента.

ГОСТы

Машинно-ручные с канавками прямыми/винтовыми/укороченными изготовленные из углеродистой стали регулируются ГОСТ3266-71-71/ГОСТ17933-72/ГОСТ 17931-72. Гаечные метчики с прямым/изогнутым хвостовиком производятся из низколегированной стали согласно ГОСТ1604-71/ГОСТ6951-71. Машинно-ручные, где зубья расположены в шахматном порядке из нержавеющей стали – ГОСТ17927-71. Гаечные с шахматным расположением и прямым хвостовиком (метчики из жаропрочной стали) по ГОСТу 17929-72. Машинные с винтовыми или укороченными типами канавок (инструмент из легких сплавов) – ГОСТ 17932-72/17930-72.

ГОСТ

ГОСТ 3266-81 разработан для ручных и машинных вариантов инструмента. Для гаечных моделей предусмотрен ГОСТ 1604-71, а ГОСТ 6951-71 создан для изделий с хвостовиком изогнутого типа.

Классы точности

Степень точности характеризуется, в первую очередь, допуском на средний диаметр резьбы.

Основываясь на информации, приведенной в ГОСТах, можно сделать следующие выводы касательно соответствия типа инструмента классу точности:

• Степень точности 1,2 и 3 – метрические метчики (как гаечные, так и машинно-ручные).
• Класс точности А2, А3, В1 – трубные модели.
• С и D – дюймовые.
• Класс 4 – ручной инструмент.

Маркировка

Надписи на инструменте указывают на основные и дополнительные характеристики метчика (в скобках приведен пример).

Маркировка начинается с типа и размера резьбы (М10), затем идет класс точности по PN-ISO (ISO2) или DIN (Н6).

Если резьба левая, добавляется аббревиатура LH. В случае, когда резьба имеет шаг нестандартной величины, после диаметра резьбы указывается обозначение шага.

Если инструмент изготовлен из закаленной нержавейки, он получает обозначение HSS.

Кроме основной маркировки, в хвостовой части может содержаться следующая информация:

• Сбег резьбы;
• Угол наклона канавок;
• Шаг спиральных канавок;
• Направление вращения канавок;
• Материал изготовления;
• Группа применения;
• Внутреннее охлаждение;
• Цифры номера производственной партии.

Подготовка к нарезанию резьбы

Отверстие перед нарезкой резьбы готовят несколькими способами – затачиванием, обтачиванием или сверлением поверхности металлической заготовки. Для наружной резьбы необходимо диаметр уменьшить на 0,1 – 0,4 миллиметра. В начале участка, на котором будет резьба, делают фаску методом затачивания – это нужно, чтобы притупить заход резьбы. А если перед резьбонарезкой отверстие растачивают, его диаметр увеличивается до 0,4 мм. Отверстие под резьбу должно быть диаметром немного больше, чем диаметр самой резьбы – это позволяет предотвратить поломку резьборежущей оснастки.

Конструктивное исполнение

Насчитывается несколько десятков конструктивных исполнений метчиков для нарезки резьбы. Каждое адаптировано под определенную производственную задачу. По этой классификации выделяют такие типы:

• Бесканавочные. Применяют для алюминия и его сплавов.
• С шахматным положением зубьев. Таким способом уменьшают трение при обработке вязких материалов.
• Ступенчатые. Инструмент условно разделен на 2 участка, один из которых производит резание, а другой выглаживание.
• Комбинированные. Наиболее распространенный вариант – сверло-метчик или метчик-протяжка.
• С каналом для подводки СОЖ. Это увеличивает производительность труда и период стойкости метчика.
• Колокольные. Позволяют получить резьбы диаметром от 50 до 400мм. Число перьев достигает 16 шт.

Как вытащить сломанный метчик из отверстия

Метчик может сломаться, если резьба нарезается в отверстии с низким диаметром, также может произойти защемление стружки при извлечении инструмента.

Способы извлечения

1. 1. Сдвоенные концы жесткой проволоки нужно просунуть в канавки метчика и выкрутить его;
2. 2. Можно пирварить к сломанному инструменту ручку и с помощью нее извлечь;
3. 3. Существуют специальные оправки и зенкера, которые помогут справиться с данной проблемой;
4. 4. Если часть метчика осталась снаружи, можно приварить к нему хвостовик с квадратным наконечником;
5. 5. Высверливание винтовыми сверлами;
6. 6. Выжигание электроэрозионными станками;
7. 7. Вытравливание разбавленной азотной кислотой.