Трубная резьба

Профиль и размеры конической дюймовой резьбы с углом профиля 60 градусов

Данная таблица показывает какие могут быть отклонения по уклону и по шагу профиля.

Видео: нарезание трубной конической резьбы.

Что касается дополнительных креплений, то зачастую используют шплинты в качестве соединительных деталей, поскольку трубопроводы могут подвергаться вибрации как постоянной, так и периодической.

Все дело в том, что данный тип соединения имеет свойство раскручиваться, то во избежание этого используются шплинты для таких соединений. Особенно это касается мест прокладывания трубопроводов под магистралями, где имеется постоянное движение автотранспорта, что создает вибрации.

Резьба представляет собой винтовую канавку определенного профиля, прорезанную на цилиндрической или конической поверхностях. На токарных станках ее выполняют посредством двух равномерных движений — вращения заготовки и поступательного перемещения режущего инструмента вдоль ее оси. Применяемые резьбы можно разделить на ряд групп: 1) по расположению — на наружные и внутренние; 2) по назначению — на крепежные и ходовые; 3) по форме исходной поверхности — на цилиндрические и конические; 4) по направлению — на правые и левые; 5) по форме профиля — на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые; 6) по числу заходов — на одно и многозаходные. Крепежные резьбы чаще всего имеют треугольный профиль. Они используются для соединения различных деталей.- Ходовые резьбы служат для преобразования вращательного движения в поступательное. К ним относятся резьбы с трапецеидальным и реже прямоугольным профилем. Конические резьбы обеспечивают высокую герметичность соединения и поэтому применяются в местах, находящихся под повышенным давлением жидкостей и газов. У правых резьб винтовая канавка имеет направление по ходу часовой стрелки (если смотреть с торца детали), у левых — наоборот. Однозаходными называются резьбы, имеющие одну винтовую канавку. В многозаходных резьбах выполнено несколько параллельных винтовых канавок, равномерно расположенных по окружности. Число заходов резьбы можно определить по количеству начал винтовых канавок на торце детали.

Область применения и инструменты.

Круглые плашки применяются для нарезания наружных резьб треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничиваются механическими свойствами обрабатываемого металла. Так, например, на токарных станках» круглыми плашками нарезают резьбы на стальных деталях с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно прорезают резцом, а затем калибруют плашками. Круглые плашки (рис. 118, а) по внешнему виду напоминают гайку, в которой для создания режущих кромок просверлены стружечные отверстия (от 3 до 8 в зависимости от размера). Рабочая часть плашки для цилиндрических резьб состоит из трех участков: двух крайних — режущих и среднего — калибрующего. Режущие части плашки конические с углом конуса 2ф = 50-60°. Калибрующая часть цилиндрическая, Она придает резьбе окончательные размеры и обеспечивает направление плашке в процессе резания. Геометрическая форма зуба плашки создается передним углом у который выполняют заточкой в пределах 15-20° (для плашек централизованного изготовления). При резании твердых металлов его рекомендуется уменьшать до 10-12°, а для мягких — увеличивать4 до 20-25°. Задний угол а выполняют затылованием только на режущих частях в пределах 6-8°. Для крепления в плашкодержателе или резьбонарезном патроне на наружной поверхности плашки предусмотрены конические углубления и угловой паз. Угловой паз плашки позволяет при необходимости Разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке (рис. 118, б) и регулировать ее диаметр в пределах 0,1- 0,3 мм. Круглые плашки общего назначения изготавливаются для следующих резьб: метрических с крупным шагом Ml — М68; метрических с мелкими шагами М1Х0,2 — М135Х6; дюймовых 1/4-2″; трубных 1/8-1l/2″. Плашки должны обеспечить нарезание резьб 2-го класса точности. Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность работы плашек состоит в том, что в процессе прорезания винтовой канавки участвует не только режущая, но и калибрующая часть.

Такие плашки изготавливаются для резьб от 1/16″ до 2″. Плашки выполняются из легированной стали 9ХС или быстрорежущих сталей Р9 и Р18. На плашках маркируются обозначение резьбы, класс точности (только 3-й), марка стали (9ХС не указывается), буква Л для левых резьб.

Правила обозначения американской дюймовой резьбы

Дюймовой американской резьбой все больше стали интересоваться в связи с популярностью на отечественном рынке приборов, машин и автомобилей, для сборки которых необходимы различные элементы крепежа ANSI (американской системы обозначения). Принятая в России система обозначения сильно отличается от правил обозначения, справедливых для дюймового крепежа.

В Америке используются для описания крепежа две системы стандартов:

• для материалов и механических свойств крепежа используют ASTM,
• для описания размеров и геометрии резьбового крепежа используется американский стандарт ANSI. 

В них за единицу измерения длины приняты дюймы, поэтому она называется дюймовой, а для измерения силы – фунты. Именно поэтому потребителям сложно разобраться в обозначениях на импортных крепежных деталях. Чтобы правильно подобрать нужный крепеж, следует помнить, что сила указывается в фунтах, а длина – в дюймах; диаметр резьбы и прочие параметр размеров обозначают целыми числами или частями дюйма в зависимости от типа крепежа. К примеру, 1/6 или 1/2. Из этого правила есть исключения: если диаметр резьбы не превышает дюйма и не является целой дробью.

В американских стандартах использованы таблицы, где каждому диаметру присвоен свой номер, а для определенных диаметров есть и свои размеры шага резьбы. Шаг резьбы в американских стандартах – это число полных витков резьбы, которые помещаются на 1 дюйме стержня. Если крепеж имеет одинаковую длину, то это не значит, что у него одинаковые шаги. Шаги в таких случаях могут быть крупные (резьба UNC) или мелкие (резьба UNF). Чем крупнее шаг, тем меньше витков будет у резьбы на 1 дюйм. Чтобы легко подобрать крепеж, существуют специальные таблицы, которые помогут сориентироваться в непривычной для российских потребителей американской системе.

Параметры резьбы UNC и резьбы UNF приведены ниже:

Обозначение резьбы, как правило, включает в себя буквенное обозначение типа резьбы и ее номинальный диаметр. Иногда в обозначении приводятся:

• шаг резьбы (или TPI — threads per inch — число витков на дюйм),
• число заходов для многозаходной резьбы,
• диаметр отверстия под резьбу,
• направление (левое, правое).

Следует помнить, что 1 дюйм ≈ 25,4 мм.

Пример: болт с американской резьбой 1/4” – 28UNFх2 1/2”

Как разобраться с американской дюймовой резьбой?

Крепеж в метрической системе промаркирован так, что можно установить тип и механические свойства крепежного материала. На головке болта по DIN 931 нанесено 8.8 Это значит, что болт сделан из углеродистой стали. Класс прочности определяет значение предельно допустимых рабочих нагрузок, которые выдерживает крепеж. Дюймовый крепеж промаркирован сложнее. Чтобы разобраться с системой его маркировкой используются специальные таблицы. С их помощью можно узнать механические свойства крепежной детали и марку материала. Чтобы понять, как перевести американскую дюймовую резьбу в метрическую систему, нужно замерять с помощью штангенциркуля наружный диаметр резьбы (в мм), внутренний диаметр и шаг резьбы (измеряется в числе витков на дюйм). Замер нужно делать с точностью до десятых и сотых долей миллиметра. После этого нужно воспользоваться справочными таблицами дюймовых резьб и подобрать совпадение полученной комбинации для того или иного дюймового крепежа.

Способы нарезки конической трубной резьбы

В отличие от стандартной цилиндрической резьбы, где диаметр одинаков на протяжении всей длины детали, коническая делается с учетом особенностей соединения. Выполняют ее на станках, допускающих движение суппорта под заданным углом, либо с помощью слесарных приспособлений: плашек и метчиков

При нарезании конических резьб важно точно соблюдать направление движения и положение инструмента. Контролируют процесс с помощью угольника

Отклонения серьезно ухудшают качество и резьбу уже нельзя использовать в ответственных соединениях. Рабочий инструмент может состоять из комплекта метчиков, плашек с указанными на них номерами.

Как нарезать резьбу самостоятельно? Прежде всего необходимо надежно зафиксировать деталь в тиски с таким расчетом, чтобы обеспечить доступ измерительного угольника. Если есть сверлильный станок, то достаточно без перекосов зажать ее. Когда используется дрель, то проконтролировать угол сложнее. Можно воспользоваться дополнительными приспособлениями, например, кондуктором или направляющей муфтой. Особую аккуратность следует проявить при чистовом проходе коническим сверлом или разверткой. Точно выполненное отверстие позволит метчику правильно сделать заход. Когда уклон наружного конуса детали соответствует указанному углу, то плашка легко самоориентируется по нему и резьба получится качественной.

Оборудование для нарезки

В практической деятельности обычному слесарю не часто приходится делать коническую резьбу, если специфика производства не связанна с изготовлением деталей с таким видом соединений. Домашний мастер сталкивается с этой операцией еще реже. Помощником в работе станет таблица определения диаметров.

Наибольший диаметр конуса обозначают d_o, а наименьший d_c. Для облегчения захода инструмента делается фаска. В цилиндрическом отверстии сделать метчиком нарезку сложно и долго. Для снижения трудоемкости и ускорения операции используют конические сверла и развертки нужного размера. Если инструмент комплектный, то сначала берут метчик или плашку с номером 1. Это черновая резка. Затем проходят инструментом №2. Иногда в комплекте может быть 3 вида метчиков. В цветных металлах коническая резьба может делаться за один проход, если использовать смазочно-охлаждающие жидкости. Работая со сталью желательно проходить отверстие последовательно всеми метчиками.

Увидеть конус можно и по губкам для внутренних измерений. Достаточно их вставить вовнутрь и будет виден уклон на плашке относительно параллельных губок штангенциркуля. Конусные плашки шире обычных, поскольку они должны полностью перекрывать длину обрабатываемой детали. Работать ими тяжелее. Нагрузка распределяется по всей режущей поверхности, поэтому используют мощный вороток с длинными рукоятками, либо удлиняют их для создания рычага. Обозначается машинная плашка 2684-0015, ручная 2684-0015р. Все характеристики указаны в ГОСТ 6228-80. Метчик имеет аббревиатуру 2680-0016. Технические характеристики описаны в ГОСТ 6227-80.

Конические соединения используется в ответственных узлах, поэтому требования в чистоте обработки поверхности высокие. Добиться ее можно только при использовании качественных смазочно-охлаждающих жидкостей. Выбор составов широк. Но если профессиональных материалов под рукой нет, то в домашних условиях можно для работы использовать животный жир. По своим характеристикам он отлично подходит для этой цели. Многие опытные мастера часто его используют в своей практике. Он гарантирует хорошее скольжение, качественную резку металла без сколов.

Режущий инструмент изготовляется из инструментальных, быстрорежущих сталей. В ГОСТе указан рекомендуемый ресурс плашек и метчиков. Рассчитывается он для инструмента из сплава Р6М5 по заготовкам из стали 45. Плашка должна гарантированно выполнить обработку от 125 (более 1 дюйма) до 225 (менее дюйма) наружных резьб, соответствующих требованиям ГОСТ. Соответственно, если в работе используются более прочные сплавы деталей, то ресурс уменьшается. Для проверки качества обработки, геометрических размеров и соответствия профилю используются специальные шаблоны — калибры. Такие же приспособления применяются при заточке резцов для токарных станков.

Резьба метрическая

ГОСТ 8724-2002 (ИСО 261-98)

Стандарт распространяется на метрические резьбы общего назначения и устанавливает их диаметры от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 8 ммОсновной профиль по ГОСТ 9150-2002 (ИСО 68-1-98)

В условное обозначение размера резьбы должны входить: буква М, номинальный диаметр резьбы и шаг резьбы, выраженные в миллиметрах и разделенные знаком « х ».
Пример: М8х1,25
Крупный шаг в обозначении резьбы может быть опущен.
Пример: М8

Условное обозначение левой резьбы должно дополняться буквами LH
Пример: M8х1 — LHМногозаходная резьба должна обозначаться буквой М, номинальным диаметром резьбы, знаком х, 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:М16хРh3Р1,5
То же, для левой резьбы:M16хРh3Р1,5 — LH
Для большей ясности в скобках текстом может быть указано число заходов резьбы. Пример: M16хPh3P1,5 (два захода)

Особые методики нарезки

Резьба трубного цилиндрического типа, которую относят к дюймовому характеру (как внутренняя, так и наружная), может быть нарезана как механическим, так и ручным способом.

Процесс нарезания резьбы с помощью ручного инструмента, в качестве которого стоит применять метчик (для внутренней) либо плашки (для наружной), используется сразу в несколько шагов.

1. Обрабатываемую трубку нужно зажать в тисках, а применяемый инструмент стоит фиксировать в воротке (метчик) либо плашкодержателе (плашка).
2. Плашку стоит надеть на один конец трубы, а метчик вдеть во внутреннюю часть.
3. Применяемый инструмент вворачивается в трубу либо навинчивается на неё одним концом при помощи специального вращения воротка либо плашкодержателя.
4. Чтобы результат работы получился наиболее чистым и качественным, стоит провести процедуру нарезания в несколько частей.

Как определить диаметр болта в дюймах?

В США крепежные детали изготавливают по стандартам ANSI и SAE, в которых в качестве единиц измерения используются дюймы. Диаметр резьбы до 1/4″ обозначается номерами от №0 до №12, а диаметр свыше 1/4″ выражен целым числом или долей дюйма, например: 1/2″ или 1 3/8″. Поэтому при оформлении заказа на дюймовые болты вам надо знать параметры крепежа в американской системе мер.

Штангенциркулем выполняем замер диаметра резьбовой части метиза. В нашем случае – 9,52 мм. Полученное значение переводим в доли дюйма, используя таблицу, и получаем 3/8″.

Особенности и отличия американской резьбы

Самая популярная резьба на территории США и Канады – дюймовая цилиндрическая резьба UNF/UTS (Unified Thread Standard). Ее еще называют американской резьбой. Ее угол при вершине 60˚ и высота профиля полностью соответствуют метрической резьбе, но все размеры резьбы основаны на дюймовой системе измерения. Они указаны в долях дюйма.

Исходя из шага американская дюймовая резьба бывает нескольких видов:

• с крупным шагом UNC (Unified Coarse);
• с мелким шагом UNF (Unified Fine);
• мелкая резьба для специальных областей применения UNEF (Unified Extra Fine);
• специализированная дюймовая цилиндрическая резьба UNS (Unified Special), которая является одним из типов резьбы UTS (Unified Thread Standard).

Трубная цилиндрическая резьба

1. Единица измерений параметров — дюйм.
2. Направление будет левым.
3. Класс точности: Класс А в этом случае повышен, а класс В средний.

Почему измерение происходит в дюймах

Дюймовые размеры пришли к нам от западных производителей, так как требования действующего на постсоветском пространстве ГОСТа сформулированы на базе особой резьбы BSW (British Standart Whitworth либо резьба Витворта). Инженер-конструктор Джозеф Фитворт (1803−1887 год) изобрёл в далёком 1841 году и продемонстрировал такой же винтовой профиль для соединений разъёмного типа, и демонстрировал его как совершенно универсальный, надёжный, а также комфортный для использования.

Такой тип осуществления резьбы применяется как в простых трубах, так и в их элементах и соединениях: контргайках, муфтах, угольниках, тройниках.

В сечении профиля можно увидеть равнобедренный треугольник с общим углом в 55 градусов и закруглениями на вершинах и в самих впадинах контура, которые используются для более высокого герметичного соединения.

Нарезка резьбовых соединений должна осуществляться на размере до 6. Все трубы создаются крупными, для особой надёжности и предотвращения процесса разрыва трубы в соединениях стоит фиксировать дополнительной сваркой.

Условные обозначения в стандарте.

1. Международная: G.
2. Япония: PF.
3. Англия: BSPP.

Указания буквы G, а также диаметр отверстия в проходе будут указываться в виде дюймов. Наружный диаметр непосредственно резьбы в обозначении найти нельзя.

Размеры резьбы трубной дюймовой

G ½ — трубы в виде цилиндра наружного типа, внутренний диаметр отверстия равен ½. Наружный диаметр у такой трубы будет равняться 20,995 мм, число шагов по длине — 25,4 мм, что значит около 14 шагов.

Например:

1. G ½ -В— резьба трубная цилиндрическая, внутренний диаметр отверстия ½ дюйма, класс точности трубы совпадает с отметкой В.
2. G1 ½ LH-B— труба цилиндрического типа, внутренний диаметр отверстия доходит до ½, класс точности В, левая.

Для внутренней цилиндрической трубы стоит использовать отверстие, которое будет полностью соответствовать параметрам.

Как быстро найти шаг в трубе

Можно рассмотреть дополнительные фотографии с англоязычных сайтов, которые смогут наглядно продемонстрировать методику использования и построения конструкции. Трубочная резьба характеризуется в большинстве случаев не общим размером между вершинами профиля, а числом общих витков на 1 дюйм вдоль всей оси поверхности. При помощи простой рулетки, а также линейки прикладываем, отмеряем один дюйм (25,4 мм) и визуально высчитываем количество шагов.

Будет намного проще, если в вашем ящике с инструментами будет находиться резьбомер для дюймового отмера. Таким прибором довольно просто проводить все измерения, но стоит помнить о том, что резьба может различаться углами вершин — 55 и 60 градусов.

Коническая трубная резьба ГОСТ 6211081

Единица измерения всех параметров в этом случае — дюйм.

Форма такой трубы будет соответствовать профилю трубной цилиндрической вырезки с общим углом в 55 градусов Цельсия.

Главные обозначения:

1. Международная — R
2. Япония — PT.
3. Великобритания BSPT.

Для этого стоит указывать букву R и общий номинальный диаметр Dy. Обозначение в виде буквы характеризует наружный тип резьбы, Rc внутренний, а Rp — внутренний цилиндрический. По такому же аналогу с цилиндрической трубой для левой резьбы стоит применять LH.

Примеры:

R1 ½ -это наружная труба конической вырезки, номинальный диаметр которой равен Dy ½ дюйма.

R1 ½ LH — это наружная коническая труба, номинальный диаметр которой Dy будет равняться ½ дюйма.

1. Дюймовая вырезка конической формы по ГОСТу 6111−52.
2. Единица измерения в этом случае — также дюйм.
3. Происходит его изготовление на поверхности с конусностью 1:16.

Обладает общим углом профиля около 60 градусов. Используется в изготовлении трубопроводов (водяных, воздушных, а также топливных) машин и станков с невысоким давлением при работе. Применение такого вида соединений включает в себя особую герметичность и стопорение резьбы без воздействия дополнительных подручных средств (льняных нитей, а также пряжи с суриком).

Главные обозначения

Первой в названии имеется буква К, а после идёт слово ГОСТ.

Пример: К: ½ ГОСТ 6111–52 .

Расшифровывается такая надпись так: резьба коническая дюймовая с наружным, а также внутренним диаметром в основной плоскости, примерно равной наружному либо внутреннему разъёму трубы цилиндрического типа G ½.

Метрически конический тип вырезки. По ГОСт у 25229 -82.

Единицей измерения в этот раз выступает мм.

Процесс создания трубы происходит на поверхностях с общей конусностью в 1:16.

Применяется во время соединения трубопроводов. Угол в самой вершине витка будет доходить до 60. Главная плоскость смещена, если смотреть на торец.

Правила обозначения американской дюймовой резьбы

Дюймовой американской резьбой все больше стали интересоваться в связи с популярностью на отечественном рынке приборов, машин и автомобилей, для сборки которых необходимы различные элементы крепежа ANSI (американской системы обозначения). Принятая в России система обозначения сильно отличается от правил обозначения, справедливых для дюймового крепежа.

В Америке используются для описания крепежа две системы стандартов:

• для материалов и механических свойств крепежа используют ASTM,
• для описания размеров и геометрии резьбового крепежа используется американский стандарт ANSI.

В них за единицу измерения длины приняты дюймы, поэтому она называется дюймовой, а для измерения силы – фунты. Именно поэтому потребителям сложно разобраться в обозначениях на импортных крепежных деталях. Чтобы правильно подобрать нужный крепеж, следует помнить, что сила указывается в фунтах, а длина – в дюймах; диаметр резьбы и прочие параметр размеров обозначают целыми числами или частями дюйма в зависимости от типа крепежа. К примеру, 1/6 или 1/2. Из этого правила есть исключения: если диаметр резьбы не превышает дюйма и не является целой дробью.

В американских стандартах использованы таблицы, где каждому диаметру присвоен свой номер, а для определенных диаметров есть и свои размеры шага резьбы. Шаг резьбы в американских стандартах – это число полных витков резьбы, которые помещаются на 1 дюйме стержня. Если крепеж имеет одинаковую длину, то это не значит, что у него одинаковые шаги. Шаги в таких случаях могут быть крупные (резьба UNC) или мелкие (резьба UNF). Чем крупнее шаг, тем меньше витков будет у резьбы на 1 дюйм. Чтобы легко подобрать крепеж, существуют специальные таблицы, которые помогут сориентироваться в непривычной для российских потребителей американской системе.

Параметры резьбы UNC и резьбы UNF приведены ниже:

Обозначение резьбы, как правило, включает в себя буквенное обозначение типа резьбы и ее номинальный диаметр. Иногда в обозначении приводятся:

• шаг резьбы (или TPI — threads per inch — число витков на дюйм),
• число заходов для многозаходной резьбы,
• диаметр отверстия под резьбу,
• направление (левое, правое).

Следует помнить, что 1 дюйм ≈ 25,4 мм.

Пример: болт с американской резьбой 1/4” – 28UNFх2 1/2”

Профиль метрической резьбы

Для метрической резьбы характерен треугольный профиль. Его также называют крепежным.

Изображение №1: профиль метрической резьбы

Профиль метрической резьбы представляет собой равносторонний треугольник с углом 60°. Вершины и впадины могут быть острыми, срезанными и закругленными. Это зависит от заточки резьбонарезного инструмента и глубины обработки.

Профиль метрической резьбы имеет высоту H. Она определяется расстоянием от основания до вершины равностороннего треугольника.

Профиль метрической конической резьбы выглядит так.

Изображение №2: профиль метрической конической резьбы

Параметры и части метрической резьбы

Метрическая резьба имеет следующие параметры и части.

1. Диаметр. Наружный — D и d. Внутренний — D1 и d1. Средний — D2 и d2. Наружный диаметр называют номинальным и используют в маркировке и обозначениях на чертежах.

2. Шаг. Определяется расстоянием между двумя вершинами. Обозначается буквой P.

3. Ход (P_h). В однозаходной метрической резьбе ход равен шагу. В многозаходной резьбе ход определяется произведением шага на число заходов.

Изображение №3: ход и шаг резьбы

1. Фаска. Это поверхность с углом наклона в 45°, расположенная перед началом винтовой части.

2. Сбег. Это место перехода к гладкой части детали.

Сбег, отрезок с витками и фаска формируют общую длину резьбы.

Поля допусков для метрических резьб

От точности параметров наружных и внутренних метрических резьб зависят качество и надежность соединений. Для четкой стандартизации применяют допуски, указанные в ГОСТ 16093-2004.

Поля допусков установлены в трех классах точности.

1. Грубый. Имеются серьезные отклонения. Они возникают, например, при нарезании метрических резьб на горячетканных прутках и в глубоких глухих отверстиях.

2. Средний. Допуски этого класса применяют при формировании метрических резьб в большинстве случаев.

3. Точный. С применением допусков этого класса формируют прецизионные метрические резьбы. Высокая точность параметров обеспечивает максимально надежную посадку с минимумом колебаний.

Изображение №4: поля допусков для наружных и внутренних резьб