Коническая резьба

Нарезание резьбы – популярная операция в металлообработке. Есть несколько разновидностей резьбы, одна из наиболее распространенных – коническая резьба: ее используют в трубопроводах с высоким давлением.

Что такое коническая резьба?

Основное отличие резьбы – уменьшенный диаметр к окончанию трубы. У соединений закругленная форма вершин нарезки и впадин. Резьба выполняет функции уплотнения и крепления, поэтому получается герметичное изделие.

Основной плюс – возможность создания резьбы по месту, без проведения демонтажа деталей. Для работы используют резьбонарезные плашки, клуппы, трубные тиски. Формирование резьбы регламентирует ГОСТ 6111 (1952 год):

торец муфты и плоскость резьбы при свинчивании совпадают, нет перетяга;

осевое смещение плоскости по сравнению с номинальным положением не превышает шаг резьбы;

для проверки наружной резьбы используют резьбовой калибр;

биссектриса угла и ось резьбы перпендикулярны;

шаг резьбы параллелен оси;

если расстояние от торца детали до основания резьбы меняется, остальные требования соблюдаются;

в резьбовом сопряжении должно быть как минимум 2 витка с полноценным профилем.

Характеристики конической резьбы

Среди основных характеристик:

наружный d – 9,729-33,25 мм;

размерность – до 6 дюймов;

шаг – 0,8-2,309 мм;

витки на дюйм – 11-28;

внутренний d – 8,567-30,292 мм;

угол наклона – 1:16 (d к высоте).

При выборе шага следует ориентироваться на диаметр трубы: информация есть в специализированных справочниках. Если он больше дюйма, требуется сварка фланцев. При работе важно соблюдать соотношение расстояния и общей длины нарезки.

Виды

Резьба востребована при создании технических герметичных соединений, прокладке водонапорных линий, гидравлических сетей, охлаждающих, смазывающих контуров. Обозначение резьбы на базе комбинации цифр и букв позволяет понять, какой именно это тип нарезки. В обозначении указаны класс точности, шаг, тип и ход рези, номер стандарта. С помощью схемы можно составить визуальное представление о геометрических особенностях, форме резьбы.

Дюймовая резьба

При создании резьбы ориентируются на стандарты NPT/NPTF. Они разработаны в Америке, актуальны при работе с арматурными деталями, трубами. Для дюймовой нарезки применяется ГОСТ 6111 «Резьба: угол профиля 60°». В ГОСТ приведены все сведения об эксплуатационных характеристиках, размере соединений. Документацию используют во всех странах СНГ.

У внутренней, внешней резьбы трапециевидные зубья под заданным углом. У всех деталей повышенная точность исполнения, плотное прилегание. Поскольку в американском стандарте приведены точные размеры, мастерам не составляет труда подготовить резьбу, которая соответствует всем требованиям.

Коническая резьба применима для всех труб для создания инженерной коммуникации. На одной стороне делается внешний конус, на другой – внутренний. В бытовых системах такой способ почти не применяется: только для магистралей, где важны надежность и прочность – нефтяные и газовые трубопроводы.

Резьба применима при замене деталей импортных машин из стран, где используют дюймовую систему мер (это Англия, США и ряд других государств). Это треугольная крепежная резьба. Нарезка используется при изготовлении контргаек, муфт, тройников, угольников. За счет высокой прочности подходит для производства винтовых конструкций, шестерней, креплений для сантехники, вычислительных машин и бытовой техники.

В бытовых коммуникациях редко встречается металл: в основном это пластик и полипропилен. Но в промышленности, где мастера имеют дело с горячими жидкостями, опасными газами, давлением, необходимы безопасные трубы из стали: здесь используется и конусная резьба.

Резьба делится на три класса – от 1 до 3. После цифры идет буква: В – внутренняя, А – внешняя. 1 класс – минимальная степень точности, 2 – средняя, 3 – высокая (строгое соответствие нормативам).

Обозначения на чертежах

Внутренний диаметр обозначают буквами d1, D1 (внутренняя, наружная ДКР), шаг профиля – р, внешний – d, D. Промежуточные диаметры обозначают как d2, D2.

Метрическая резьба

Резьбу контролирует ГОСТ 25229-82, а все дополнительные сведения содержатся в ГОСТ 9150-81. Для отражения метрической нарезки на рисунке требуется знание ряда обозначений:

D/D1/D2 – внешний/внутренний/промежуточный диаметр;

ф/2 – угол уклона;

H – высота витков;

ф – угол конуса;

Р – шаг витков.

Это основная треугольная резьба с мелкими или крупными шагами. Второй вариант популярнее – минимальный риск возникновения ошибки, износа. У резьбы с мелким шагом также есть преимущества: большая прочность, надежность от самоотвинчивания. Второй вариант применим при создании тонкостенных резьбовых элементов, которые подвержены динамическим нагрузкам.

Пример обозначения на чертежах

Резьба обозначается так: МК25х2 LH, где

К – конический вид;

LH – направление (L – левое);

М – метрическая нарезка;

2 – шаг;

25 – диаметр в плоскости (в мм).

Она надежно фиксирует детали, работающие под давлением. Для узла не требуется герметизация, функционал сохраняется на протяжении рабочего срока: предусмотрен волнообразный профиль. Регламентирует ГОСТ 6211-81 – на Западе это BSW.

Предусмотрено три d – внутренний, наружный, средний. Чертеж выполнен в форме трапеции: вершина – внутренняя резьба, основание – наружная. Промежуточное значение соответствует размеру стандартной дюймовой резьбы. Это важный параметр, который учитывают при совмещении разных видов соединения. Если конусную деталь вкручивают в дюймовую резьбу, соединение будет расслабленное. Но к середине длины оно уплотнится, натяг будет увеличиваться. При износе детали и увеличении внутреннего отверстия цилиндрический элемент заменяется.

При подготовке деталей учитывают припуски, ориентируются на наружный диаметр: только проверив длину, делают уклон. Можно использовать фасонный резец или токарный станок. В обоих случаях нужна ручная настройка, для проверки угла используют специализированный калибр.

За счет угла вершины 55° обеспечивается отличная герметизация соединения: при закручивании детали притираются, силу применять не нужно, иначе деталь разорвется. Технология не применима при работе с алюминиевыми и латунными деталями.

Пример обозначения на чертежах

Внутренняя резьба обозначается Rc, наружная – R. Рядом с буквой указывают размеры в дюймах. Если речь идет о левой резьбе, ставят пометку LH. Согласно стандарту, диаметр указывается в виде дроби: внутренний – числитель, внешний – знаменатель. Длина не указывается, поскольку она стандартная.

Дополнительные виды

Есть и другие разновидности конусной резьбы:

круглая. Ее используют при работе с трубопроводной арматурой, кранами. Этот вид регулирует ГОСТ 13536-68. Основное отличие – буквенное указание Кр, после идут геометрические размеры. Угол при вершине – 30°;

трапецеидальная. Все требования указаны в ГОСТ 24738-81, шаг – 1,5-12 мм, размер изделий – 8-640 мм. Перед геометрическими размерами прописывается Тр;

упорная. Требования прописаны в ГОСТ 10177-82, применяется при повышенных осевых нагрузках. В основе – трапеция: одна сторона расположена под углом 3°, а другая – 30°. Перед указанием шага и диаметра стоит буква S.

Согласно ГОСТ, длина соединений бывает меньше той, что указана в нормативах. Отклонения среднего диаметра могут колебаться в диапазоне 0,9-3,5 мм, а наружный диаметр определяют эмпирически.

Оборудование и инструменты для нанесения резьбы

Основной инструмент для нарезки – круглые плашки, которые бывают разных размеров, форм. Это гайки из закаленной стали: по центру – резьбовое окно, по бокам – отверстия. Последние нужны для удаления металлической стружки, которая образуется во время работы. Для съемных ручек имеются соответствующие пазы.

Плашки подходят для работы с электрическим инструментом, станком, ручной нарезки. У станков есть тормоза, мощные двигатели, за счет чего процесс работы можно оптимизировать. Плашки безопасны, долговечны, надежны: на работу уходят секунды. Чаще всего их используют в строительстве, при работе с трубопроводными магистралями.

Для изготовления наружной резьбы применяют клуппы: с их помощью можно восстановить поврежденную нарезку. Они подготавливают поверхность элемента, направляя резьбу, минимизируя риск искривления.

Для создания внутренней резьбы подойдут метчики: винты из закаленной стали. Инструмент состоит из хвостовика (фиксируется в метчикодержателе), рабочей части: для отвода стружки есть бороздки. Для создания резьбы рабочую часть вставляют в трубу, вращают. Заменить ручные метчики могут станки с электромотором, но для небольших мастерских они не востребованы.

Технология нанесения конической резьбы

Резьбу наносят на любые металлы, сплавы: алюминий, бронза, чугун, сталь, медь, латунь. Но не стоит обрабатывать каленое железо – оно жесткое, крошится, поэтому соединение получается ненадежным, качественными витки не будут.

Есть несколько правил:

чтобы инструмент не перегрелся, наносите на рабочую часть смазку;

для точной нарезки учитывайте диаметр, длины, соосность трубы, инструмента;

придерживайтесь принципа «два оборота вперед, один назад»;

подбирайте цилиндрическое сверло по меньшему диаметру, чтобы упростить работу;

при метрической нарезке угол равен 55°, при дюймовой – 60°;

вращайте инструмент в противоположную сторону, если хотите извлечь метчик или снять плашку;

черновая нарезка поможет избежать ошибок и повысить точность работы;

не забывайте про снятие фаски;

из-за максимального скругления профиля соединения, созданные с применением дюймовой резьбы, герметичнее;

прилагайте к инструменту меньше усилий после того, как выполните большую часть нарезки.

Принцип работы таков:

зафиксируйте деталь в вертикальном положении;

нанесите на рабочую поверхность смазку;

держите инструмент в горизонтальном положении;

нарежьте пробные витки;

уберите инструмент и посмотрите, что получилось. Если нужно, повторите нарезку;

на необходимом отрезке сформируйте резьбу;

уберите стружку.

Для работы на токарном станке потребуются плашки: с их помощью можно раздвигать резцы. Как результат – высокая производительность и точность нарезания. Для начала следует настроить станок и выставить шпиндель на низкие обороты и такую же скорость подачи. Реже используют накатные ролики.

Нарезать резьбу можно и самостоятельно:

зафиксируйте изделие в тиски так, чтобы можно было подобраться к измерительному угольнику;

при использовании сверлильного станка достаточно просто зажать деталь без перекосов. При использовании дрели контролировать угол не так легко, но можно взять направляющую муфту или кондуктор;

особая аккуратность важна при чистовом проходе разверткой или коническим сверлом;

точное отверстие позволяет метчику сделать верный заход – резьба получается качественной.

Метрическая или дюймовая?

При формировании резьбы используют две системы – метрическую и дюймовую. При применении первой системы результат указывают в метрах, а второй – в дюймах. Коэффициенты, таблицы позволяют переводить одну единицу в другую и наоборот, но трудности все равно могут возникнуть. Например, в системах разные градусы у углов, что необходимо учитывать при пересчете хода, шага резьбы. Важное отличие касается расположения гребней, из-за чего меняется и их форма: становятся выше, шире в основании. Из-за угловой разницы вкрутить метрическую деталь в дюймовую не получится, и наоборот.

Основные характеристики метрической нарезки – шаг (расстояние между гребнями, впадинами) и диаметр. Главный параметр дюймовой нарезки – диаметр и число витков, которые нарезаны по длине дюйма.

Где применяется коническая резка?

При всей сложности изготовления конические соединения используются в современной технике, которая работает под высоким давлением. Это трубопроводы подачи воздуха, охлаждающих жидкостей, масел, оборудование, гидравлические системы. Для расширения возможностей стандартов используют переходники: можно перейти с цилиндрической на коническую.

Конические соединения применяются в ответственных узлах, из-за чего к ним высокие требования. Чтобы добиться чистоты обработки, следует использовать качественные охлаждающе-смазочные жидкости. Для этого можно применять профессиональные средства или животный жир: качественная резка, хорошее скольжение без сколов.

Работают только с чистым металлом, заранее удалив песок, ржавчину, иные загрязнения. Место, на которое наносится резьба, смазывается: «на сухую» работают только с бронзой, чугуном. Подойдет машинное, минеральное масло, сало, но к ним прилипает стружка.

Режущие инструменты должны быть выполнены из быстрорежущей инструментальной стали: ресурс метчиков, плашек также указан в ГОСТ. Проверить геометрические размеры, качество обработки и соответствие профилю помогут калибры.

Заключение

Компания «ПрофБау» проводит коническую трубную резку, выполняет работы любой степени сложности. Среди преимуществ нашей компании:

оперативная работа – мы соблюдаем дедлайн, никогда не подводим заказчиков;

исправное, современное оборудование – максимальная безопасность для работников, отличный результат;

в наличии необходимые материалы – вам не придется ждать, пока мы доставим нужные;

гарантия на все виды услуг – безопасная сделка;

профессиональные сотрудники с большим опытом;

работа инновационными, традиционными методами.

Компания «ПрофБау» – ответственный подход к каждому клиенту. На https://www.profbau.ru/services узнайте подробности о видах услуг, в частности о конической резке. Оставляйте заявку, звоните по номеру +7 (495) 138-25-25. Если будут вопросы, обращайтесь к нашим консультантам.