Резьба образуется при винтовом движении некоторой плоской фигуры, задающий так называемый профиль резьбы, расположенный в одной плоскости с осью поверхности вращения. Всякая любая резьба образуется от перемещения профиля резьбы, причем одна из сторон этого профиля лежит на образующей цилиндра или конуса, и описывает винтовую ленту, а вершины профиля перемещаются по винтовым линиям. Типы резьбы зависят от формы выбранной плоской фигуры, т.е. от профиля резьбы. Резьбы могут быть треугольные – когда профилем является треугольником. Винтовые поверхности образуются при винтовом движении произвольной линии. Наибольшее применение в технике имеют линейчатые винтовые поверхности (геликоиды), образованные винтовым движением отрезка прямой. Как видно на рисунке один, основание треугольника обозначает окружность цилиндра ВС, а высота АС обозначает шаг резьбы. По форме профиля шурупы делятся на следующие 5 категорий категории;
a) Шурупы с треугольной резьбой
b) Шурупы с трапецеидальной резьбой
c) Шурупы с прямоугольной резьбой
d) Шурупы с зубчатой резьбой
e) Шурупы с круглой резьбой

Кроме этого имеются также шурупы по дереву и листовому металлу с различными профилями. Эти шурупу изготавливаются на специальных автоматических машинах.

a) Шурупы с треугольной резьбой

Как видно из названия для этих видов шурупов применяют резьбу треугольного профиля. В отличии от дюймовой резьбы эта резьба имеет более меньший шаг и тем самым меньшую высоту профиля резьбы, что позволяет применять ее на тонкостенных деталях. Для этих шурупов применяют резьбу треугольного профиля с углом при вершине 60 ° или 55 ° одноходовую, имеющую небольшой угол подъема винтовой линии. На деталях с резьбой такого типа лучше удерживается гайка от самопроизвольного отвинчивания при толчках и сотрясениях (свойство самоторможения). Шурупы с треугольной резьбой подразделяются на метрические и дюймовые. Эти два вид отличаются углами резьбы. Таким образом, у метрических шурупов резьба нарезается равносторонним треугольником, а у дюймовых равнобедренным треугольником.  

Шаг резьбы является самым важным элементом шурупа. Шуруп определяется по шагу резьбы. Один шаг состоит из резьбы и пространства до следующей резьбы. Для метрических шурупов шаг определяется миллиметрами, а дюймовая характеризуется не шагом, а количеством ниток (витков) на длине одного дюйма. Резьба каждого из этих двух видов шурупов исчисляется шагами. У метрических шурупов конец имеет ровный срез, а основание округлено. У дюймовых шурупов округлены как концы резьбы, так и основание. Округление основания резьбы необходимо для упрощения производства и увеличения прочности шурупов. Таким образом, из вышесказанного становится ясно, что высотой резьбы является расстояние от ребра резьбы до его основания.

Угол винта является углом, образующим шаг резьбы. Как было указано выше, угол винта стандартных шурупов с треугольной резьбой является маленьким. Маленький угол винта увеличивает автоблокировку шурупа. Поэтому, хорошо завинченные шурупы с треугольной резьбой во время вибрации и ударов очень сложно поддаются к автоматическому отвинчиванию. Для улучшения этих свойств как для метрических, так и для дюймовых шурупов используют мелкую и стандартную резьбу. Если шурупы являются метрическими, то применяют мелкую метрическую резьбу, а если они являются дюймовыми, то променяют дюймовую резьбу. Имеются шурупы и с большим углом винтовой линии. Однако эти шурупы называются ходовыми.

b) Трапецеидальные шурупы

Трапецеидальная резьба, как видно из названия, имеет трапецеидальную форму. Трапецеидальная резьба применяется в винтах и гайках, служащих для передачи сил и для преобразования вращательного движения в поступательное. Поэтому эти шурупы обычно используются в качестве ходовых.

 

Трапецеидальная резьба имеет профиль равнобедренной трапеции с углом между боковыми сторонами 30 градусов. Трапецеидальная резьба может быть однозаходной и многозаходной. Однозаходная резьба образуется винтовым движение одного профиля. Трапецеидальная резьба применяется в местах, где требуется частое отвинчивание (например, зажимные винты обрабатывающих станков). Трапецеидальные шурупы производятся в соответствии с ISO по стандартам TS61/ 23 и DIN 103. Размеры трапецеидальных шурупов, производимых в соответствии с указанными стандартами приведены в таблице 1. Трапецеидальные шурупы указываются в форме “Tr 24*5 “. Здесь Tr означает трапецию,  цифра 24 указывает на диаметр резьбы, а цифра 5 обозначает, что шаг резьбы равен 5.

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что угол винтовой линии трапецеидальных шурупов является большим, а угол концов маленьким. Поэтому, сила трения между резьбой является низкой. Из-за этого трапецеидальные шурупу применяются в качестве ходовых шурупов и не используются в качестве соединительных деталей.

c.) Шурупы с прямоугольной резьбой

Прямоугольная резьба (плакат) имеет профиль прямоугольник. В отличии от трапецеидальной и упорной резьбы эта ходовая резьба нестандартного профиля. Одноходовые прямоугольные резьбы в наибольшей степени обладают свойством самоторможения. Профиль квадратной резьбы не стандартизирован, но эта резьба имеет применение в соединениях, где не должно быть самоотвинчивания под действием приложенной нагрузки.

Как указано на рисунке, шаг резьбы - это расстояние между двумя соседними витками резьбы, измеренными параллельно  оси винта. Шаг резьбы обозначен буквой «р». Угол гелиса прямоугольного шурупа имеет большое значение для автоматической блокировки против самооотвинчивания. При большом угле гелиса, шуруп не будет держаться прочно и в случае небольшой вибрации или ударов будет автоматически отвинчиваться. При маленьком угле гелиса шуруп будет держаться прочно, но про вибрации и ударах также может отвинтиться.

Шурупы с прямоугольной резьбой могут использоваться в качестве ходовых однозаходных и многозаходных шурупов.       

Мы уже говорили, что шагом резьбы является расстояние между двумя витками резьбы. Толщина витка равна половине шага. На шурупах с прямоугольной резьбой имеется пространство между ребром витка и его основанием, составляющее 0.1-0.3 mm. Это способствует свободной работе резьбы. Прямоугольные шурупы не стандартизированы. Поэтому, между диаметром витка и шагом резьбы отсутствует связь. Тем не менее, шаг резьбы должен соответствовать диаметру верхней части витка.

2. Стандарты шурупов

Шурупы в основном используются в машиностроительной отрасли. Поэтому все шурупы стандартизированы по определенным размерам и типам. Во всех странах мира шурупы производятся в соответствии с определенными стандартами. Наличие стандартов для шурупов, обеспечивает их производство во всех странах в соответствии с установленными размерами. Стандартизированный шуруп называется стандартным шурупом. Элементы специальных шурупов также рассчитываются по стандартным формулам. Во всех странах мира шурупы в основном производятся в соответствии со стандартами DIN. Однако в настоящее время имеется новый стандарт (ISO), содержащий множество технических вопросов.. Метрические шурупы производятся по нормам ISO. Промышленность каждой страны использует как стандарты DIN, так и стандарты ISO. Однако из-за проблем с языком, каждая страна использует стандарты DIN и ISO, переведя на государственный язык. Таким образом, в Турецкий Институт Стандартизации (ТSE) разработал в соответствии с нормами DIN стандарты для шурупов TS 61

В мировой индустрии применяются следующие стандарты для шурупов:

1. стандартный метрический шуруп TS61/DIN 13
2. метрические шурупы с частой резьбой TS61/8-4 DIN13
3. дюймовые шурупы TS61/16 DIN11
4. дюймовые трубные шурупы TS61/20 DIN259
5. шурупы с трапецеидальной резьбой TS 61/23 DIN103
6. зубчатые шурупы TS 61 /30 DIN513
7. шурупы с круглой резьбой TS61/32 DIN 405

Обозначения шурупов и их значения указаны в таблице, приведенной ниже.

Название, обозначения и сфера применения
M 16 Стандартный метрический шуруп. M – означает метрический,  16 – означает диаметр 16 mm. Крепежный шуруп.
M 22x1,5 метрический шуруп с частой резьбой. M – означает метрический, 22 – означает диаметр (mm), 1,5 – означает шаг резьбы. В местах, где требуется использование резьбы с мелкими шагами применяются дюймовые шурупы. Дюймовый шуруп 1 x 1/4, 1 x 1/4 – диаметр шурупа в дюймах. Крепежный шуруп.
Дюймовый трубный шуруп R x 1/2, R – означает трубный, 1/2 – означает диаметр в дюймах, применяется для крепежа труб.
Tr 24 x 5 трапецеидальный шуруп. Tr – означает трапецию, 24 – означает диаметр в mm, 5 – означает шаг резьбы. Являются ходовыми шурупами для завинчивания с двух сторон.

S 36 x 6 Зубчатые шурупы. S означает зубчатый, 36 – означает диаметр, 6 – означает шаг резьбы. Применяют обычно для восприятия больших усилий, действующих в одном направлении.
Rd36 x 1/4 круглая резьба. Rd – означает круглая, 36 – означает диаметр, 1/4 –означает шаг резьбы в дюймах. Применяются в быстро загрязняемых местах, на поездах и т.п.

2.1 Метрические шурупы с треугольной резьбой
Метрические шурупы с треугольной резьбой делятся стандартные метрические и с частой резьбой. При рассмотрении разрезов резьбы метрических шурупов можно увидеть, что основание у треугольника образует радиус равный 1/6 теоретической высоты треугольника. Это называется дугой. Дуга основания резьбы предназначена для увеличения  прочности резьбы против чрезмерных перегрузок. Поэтому, метрические шурупы применяются для крепления.

Диаметры шурупов
d = D Шаг
P Боковой диаметр
d2 = D2 Диаметр основания резьбы
d3 D1 глубина резьбы
h3 H Диаметр дрели
3 0,5 2,675 2,387 2,459 0,307 0,271 2,5
4 0,7 3,545 3,141 3,242 0,429 0,271 3,4
5 0,8 4,48 4,019 4,134 0,491 0,433 4,25
6 1 5,35 4,773 4,917 0,613 0,541 5,1
8 1,25 7,188 6,466 6,647 0,767 0,677 6,8
10 1,5 9,026 8,16 8,376 0,92 0,812 8,5
12 1,75 10,863 9,853 10,106 1,074 0,947 10,2
14 2 12,701 11,402 11,688 1,226 1,825 11,9
16 2 14,701 13,546 13,835 1,227 1,083 13,6
20 2,5 18,376 13,933 17,294 1,534 1,353 17
24 3 22,051 20,319 20,752 1,84 1,624 20,4
30 3,5 27,727 25,706 26,211 2,147 1,894 25,5
36 4 33,402 31,93 31,67 2,454 2,165 30,6
42 4,5 39,077 36,479 37,129 2,76 2,436 35,7

2.1.1 Метрические шурупы с частой резьбой

Метрические шурупы с частой резьбой – это когда на большой диаметр нарезается резьба с мелким шагом. У метрических шурупов с частой резьбой угол гелиса является маленьким. Чем меньше угол гелиса, тем выше степень автоматической блокировки шурупа и устойчивости к вибрации и ударам. Т.е. при вибрации и ударах шурупы с частой резьбой не отвинчиваются. Благодаря этим свойства, шурупы с частой резьбой широко используются в автомобильной и авиационной промышленности.

2.2 Дюймовые шурупы с треугольной резьбой

Дюймовые шурупы делятся на 3 категории: стандартные дюймовые шурупы, дюймовые шурупы с частой резьбой и трубные дюймовые шурупы. Угол профиля дюймовых шурупов составляют 55є. При рассмотрении разрезов резьбы дюймовых шурупов можно увидеть, что основание у треугольника образует радиус равный 1/6 теоретической высоты треугольника. Гайка шурупа изготавливается такого же размера. Между резьбой гайки и шурупа теоретически отсутствует пространство. Поэтому, дюймовые шурупы обеспечивают герметичность. У метрических шурупов с завинченной гайкой, между резьбой образуется пустое пространство. То есть, осуществляется только боковое сцепление резьбы. У дюймовых шурупов сцепление осуществляется полностью. Из-за этих свойств дюймовые шурупы применяются для трубных соединений. Метрические шурупы применяются только в качестве крепежа.

Диаметр в дюймах
d Круг части верхнего диаметра резьбы
d2 = D2 Диаметр основания резьбы
( mm )
d1 = D1 Шаг
P Кол-во резьбы
Z Дуга
r Высота резьбы
H1 Разрез основания резьбы
MMxMM
1"/4 6,35 5,537 4,724 1,27 20 0,174 0,813 17,5
5"/16 7,938 7,034 6,131 1,411 18 0,194 0,904 29,5
3"/8 9,525 8,509 7,492 1,558 16 0,218 1,917 44,1
7"/16 11,119 9,951 8,769 1,814 14 0,249 1,162 60,7
1"/2 12,7 11,345 9,99 2,117 12 0,291 1,355 78,4
5"/8 15,876 14,397 12,918 2,309 11 0,317 1,497 131
3"/4 19,051 17,424 15,798 2,54 10 0,349 1,627 196
7"/8 22,226 20,419 18,611 2,822 9 0,388 1,807 272
1" 25,401 23,368 21,335 3,175 8 0,496 2,033 350
1" x 1"/8 28,578 26,253 23,929 3,629 7 0,498 2,324 450
1" x 1"/4 31,751 29,428 27,104 3,629 7 0,498 2,324 577
1" x 3"/8 34,926 32,215 29,,505 4,233 6 0,581 2,711 684
1" x 1"/2 38,101 35,391 32,68 4,233 6 0,581 2,711 839
1" x 5"/8 41,277 38,024 34,771 5,08 5 0,698 3,253 960
1" x 3"/4 44,452 41,199 37,946 5,08 5 0,698 3,253 1131
1" x 7"/8 47,627 44,012 40,398 5,645 4 x 1/2 0,775 3,614 1282
2" 50,822 47,187 43,573 5,645 4 x 1/2 0,755 3,614 1491

2.2.1 Трубные шурупы

Этот шуруп, именуемый трубным, на самом деле является дюймовым шурупом с треугольной резьбой. Название шурупа происходит от сферы его применения, т.е. применения для трубных соединений. Разрез резьбы трубных шурупов ничем не отличается от стандартного шурупа. Единственное отличие – это шаг, который намного меньше чем у других шурупов. То есть количество винтов на один дюйм существенно превышает количество стандартных винтов. Еще одним важным отличием трубных шурупов является конусность, составляющая 1/16.

Верхний диаметр дюймовой резьбы
( mm ) Боковой диаметр
( mm ) Диаметр основания резьбы
( mm )
d1 = D1 Шаг
( mm )
P Количество винтов
Z Глубина резьбы
H1 Дуга
r
R 1/8 9,728 9,147 8,566 0,907 28 0,581 0,125
R 1/4 13,157 12,301 11,445 1,337 19 0,856 0,184
R 3/8 16,662 15,806 14,95 1,337 19 0,856 0,184
R 1/2 20,955 19,793 18,631 1,814 14 1,162 0,249
R 5/8 22,911 21,479 20,587 1,814 14 1,162 0,249
R 3/4 26,441 25,279 24,117 1,814 14 1,162 0,249
R 7/8 30,201 29,039 27,877 1,814 14 1,162 0,249
R 1 33,249 31,77 30,291 2,309 11 1,479 0,317
R 1x1/8 37,897 39,418 34,939 2,309 11 1,479 0,317
R 1x1/4 41,91 40,431 38,952 2,309 11 1,479 0,317
R 1x3/8 44,323 42,844 41,365 2,309 11 1,479 0,317
R 1x1/2 47,803 46,324 44,845 2,309 11 1,479 0,317
R 1x3/4 53,746 52,267 50,788 2,309 11 1,479 0,317
R 2 59,614 58,135 56,656 2,309 11 1,479 0,317
R 2x1/4 65,71 64,231 62,752 2,309 11 1,479 0,317
R 2x1/2 75,184 73,705 72,226 2,309 11 1,479 0,317
R 2x3/4 81,534 80,055 78,576 2,309 11 1,479 0,317
R 3 87,884 86,405 84,926 2,309 11 1,479 0,317
R 3x1/4 93,98 92,851 91,022 2,309 11 1,479 0,317
R 3x1/2 100,33 98,851 97,372 2,309 11 1,479 0,317
R 3 x1/4 106,68 105,201 103,722 2,309 11 1,479 0,317
R 4 113,03 111,551 110,072 2,309 11 1,479 0,317
R 4x1/2 125,73 124,251 122,772 2,309 11 1,479 0,317
R 5 138,43 136,951 135,472 2,309 11 1,479 0,317
R 5x1/2 151,13 149,651 148,172 2,309 11 1,479 0,317
R 6 163,83 162,351 160,872 2,309 11 1,479 0,317

2.3 Многозаходные резьбы

Резьбу, образованную движением двух, трех и более одинаковых профилей называют многозаходной (двух-, трехзаходной и т.д.). Многозаходные винты дают возможность получить большие перемещения винта вдоль его оси при одном обороте Для определения числа ходов винта достаточно осмотреть его торцовую поверхность и сосчитать на ней количество ниток. Построение сечения трехходового винта прямоугольного профиля аналогично построению сечения одноходовой винтовой поверхности треугольного профиля. Многозаходные шурупы применяются в системах с низкими оборотами, где требуется высокий ход. Оси прессов с шурупами, шурупы вентилей, зажимные шурупы, шурупы хомутов, стягивающие аппараты и камеры, требуют использование многозаходных шурупов. Профили резьбы ходовых шурупов являются прямоугольными и трапецеидальными. Реже, для вибрирующих механизмов, в качестве исключения могут изготавливаться с круглой резьбой (на осях поездов). Но если ходовые шурупы с усилием в одном направлении, то они становятся зубчатыми.          

2.4 Шурупы с левой резьбой

В особых случаях, когда шурупы, вращаясь в правую сторону отвинчиваются или требуют направление несущего блока влево, изготавливаются с левой резьбой. Левая резьба применяется чаще всего там, где соединение с правой резьбой в процессе эксплуатации может ослабнуть. Например, шурупы для педалей велосипедов, шурупы для крепежа левого шлифовального круга, гайки для противоположной стороны зажимов изготавливаются с левой резьбой. при использовании левой резьбы к их обозначению добавляют LH.

Шурупы с левой резьбой зажимаются вращением влево, а с правой резьбой – вращением вправо.
Для определения резьбы шурупа, необходимо установить ось шурупа вертикально к земле и посмотреть на резьбу. Если резьба возвышается вправо, то она является правой, а если влево – левой.

 

3. БОЛТЫ И ГАЙКИ

3.1. БОЛТЫ

Болты – это крепежный элемент для соединения деталей машин и оборудования или их фиксации к определенному месту при помощи ключаВинты отличаются от болтов тем, что они завинчиваются при помощи отвертки. Болты завинчиваются намного сильнее, так как для этого используются ключи. Кроме этого, болты отличаются от винтов своими размерами.

Обычно болты затягиваются вместе с гайками. Винты же завинчиваются в корпус.

Болты и винты можно изготавливать вручную. Однако, удовлетворить таким образом потребности промышленности невозможно. Кроме этого, изготовление вручную требует больших затрат труда и материалов, что естественно увеличивает себестоимость. Поэтому, как болты, так и винты изготавливаются автоматически на специальных машинах. Для этого имеются специальные машины, производящие тысячи единиц изделий в течение одного часа.

Болты применяются в различных условиях. Некоторые болты используются в очень холодной среде, а некоторые в очень горячей среде. И в различных условиях применения требуется надежное соединение. Поэтому, при изготовлении болтов учитываются условия среды применения и метеорологические характеристики.

3.1.1 категории болтов и винтов, определяются по головкам

3.1.1.1 Болты с шестигранной головкой

Болты с шестигранной головкой являются наиболее распространенным крепежным изделием, используемым в машиностроительной промышленности. В зависимости от сферы применения болты изготавливаются мелким и крупным шагом резьбы. Резьба болтов определяется от места применения. В зависимости от применения болты могут изготавливаться с резьбой по всей длине стержня или части стержня. Запрещается использовать резец для удлинения имеющейся резьбы болтов, так как болты изготавливаются на специальных машинах, а резец может нанести вред уже имеющейся резьбе. Т.е. если даже использовать резец, основание резьбы не будет иметь профиль винта. Поэтому, резец только испортит резьбу, в результате чего невозможно будет обеспечить надежное крепление.

3.1.1.2 Болты с потайной цилиндрической головкой (Allen)

В узких местах, где невозможно использовать гаечный ключ или в случае, когда необходимо, чтобы головка болта не торчала, используются болты с потайной цилиндрической головкой (Allen) или более маленькие винты с потайной головкой.

3.1.1.3 Болты с потайной конической головкой

Болты с потайной конической головкой, по сравнению с обычной потайной головкой, имеют более тонкую головку. Применяется для крепежа тонких материалов, где требуется скрытие головки болтов. Коническая головка обеспечивает возможность зажатия болта.

3.1.1.4 Цилиндрические винты под отвертку

Цилиндрические винты под отвертку имеют на головке прямой разрез для отвертки и применяются для небольших соединений. Детали с толщиной листа закрепляются цилиндрическими винтами, более толстые детали – с коническими или сферическими винтами.

3.1.1.5 Винты под фигурную отвертку

Винты под фигурную отвертку обеспечивают более надежное крепление по сравнению с винтами под обычную отвертку. Самой большой особенностью винтов под фигурную отвертку является их надежность и прочность головки при завинчивании. Сила завинчивания распространяется равномерно во все четыре стороны звездообразной головки и таким образом обеспечивается более сильное завинчивание без повреждения головки. Обычно, винты под фигурную отвертку отвинчиваются небольшими отвертками.

3.1.2 Разновидности болтов по форме стержня

3.1.2.1 Штифты (Винты без головок)

Штифтовые соединения получили широкое распространение в промышленности и применяются для фиксирования соединяемых деталей относительно друг друга. Штифты устанавливаются в совместно обработанные (развёрнутые) отверстия обеих деталей. Штифты позволяют при необходимости разъединения деталей повторную сборку с сохранением точности их расположения. При демонтаже деталей штифты остаются на месте и снимаются только гайки. Таким образом, предотвращается повреждение винта, расположенного на корпусе.

3.1.2.2 Гибкие гайки

Гибкие гайки предназначены для предотвращения физических изменений при усилии в направлении оси. У гибких гаек диаметр корпуса может быть на 10% меньше диаметра основания резьбы. Болт немного растягивается под усилием зажатия. Как только прекращается усилие, болт возвращается в исходное положение. Это происходит из-за эластичности материла болта. Для предотвращения самопроизвольного отвинчивания гибких гаек не требуется особая система безопасности, так как они очень хорошо завинчиваются и будучи эластичными обеспечивают необходимую безопасность.

3.1.2.3 Болты с допустимыми изменениями стержня

Некоторые детали машин с большими моментами усилий закрепляются специальными болтами с особенными поверхностями стержня. Кроме этого обрабатываются отверстия для прохождения болтов. В случае, если детали передающие большие усилия не будут закреплены с указанной точностью, т.е. если отверстие для болта будет широким, то при первом запуске на болт падет большое режущее усилие. Таким образом, срок годности болта, подвергающегося режущим усилиям, будет уменьшен и в любой момент может произойти срыв и возникнет неисправность системы.

3.1.3 Устойчивость болтов

Для обеспечения устойчивости и надежности болтов необходимо производить их из стойких материалов. Для предотвращения срыва резьбы, срыва основания резьбы при усилии во время зажатия, болты должны изготавливаться из материала с соответствующей прочностью. Наряду с этим, болт не должен срезать резьбу гаек при завинчивании или при завинчивании в корпус. Для этого необходимо умножить толщину диаметра гайки на 0,8.

3.2 Гайки

Гайки является частью болтов и предназначены для затягивания. Гайки производятся в соответствии с болтами, для которых они предназначены. Но в зависимости от сферы применения форма резьбы гаек может меняться. Во время болтового соединения усилие зажатия приходится на головку болта и гайку. Чем больше затягивается гайка тем больше растягивается болт. Одновременно при сильном усилии резьба гаек может сорваться. Больше всего нагрузки приходится на ту часть гаки, которая насаживается на деталь. Усилие на резьбу уменьшается по мере удаления от насаженной детали. Это говорит о том, что основанная нагрузка приходится на первые завитки резьбы. Часто отвинчиваемые и завинчиваемые гайки подтверждают эту теорию.

3.2.1 Разновидности гаек

3.2.1.1 Шестигранные гайки

Материал для производства гаек обычно по прочности немного уступает материалу для болтов. На гайках, как и на болтах, указываются пределы прочности.

3.2.1.2 Колпачковые гайки

Это вид гаек, одна из сторон которых имеет своеобразный колпак. Колпак предназначен для защиты гайки от внешних воздействий и придания эстетического вида.

3.2.1.3 Зубчатые

Применяется в местах, где часто требуется ручное отвинчивание и завинчивание. Например, для форм и аппаратов применяют зубчатые гайки.

3.2.1.4 Редукционные (уменьшение диаметра) гайки

Редукционные гайки предназначены для уменьшения диаметра больших труб. Труба с толстым диаметром устанавливается в резьбовую часть гайки, а труба с узким диаметром устанавливается в отверстие гайки.

3.2.1.5 Гайки с буртиком

Гайки с буртиком  применяются для болтового соединения при необходимости предохранения от отвинчивания. После надежного зажатия гайки штифт вставляется на место и концы, оставшиеся снаружи загибаются наружу.

3.2.1.6 Барашки

Этот вид гаек предназначен для быстрого завинчивания и отвинчивания. Барашки должны завинчиваться только вручную. Запрещается завинчивание и отвинчивание барашек при помощи плоскогубцев.

4. Нарезание резьбы

Широко распространённым способом изготовления резьбовых деталей в технологических процессах является резьбонарезание. С помощью резьбовых резцов и гребенок на токарно-винторезных станках выполняется нарезание резьбы как наружной, так и внутренней поверхности. Наиболее употребительные резьбонарезные инструменты: плашки – для нарезания резьбы на стержнях болтов, винтов и метчики– для нарезания внутренней резьбы в гайках.

4.1 Метчики

Метчики изготавливаются из высококачественной стали (HSS ). Резьба метчика нарезается в соответствии с нулевым профилем соответствующего винта. Для обеспечения надлежащей нарезки определяются идеальные углы с обеспечением необходимого пространства для стружек. Для резки метчиков и обеспечения потока выходящих стружек, пространство для стружек должно быть ровным и геликоидным. Метчики с гелисовыми пространствами для стружек называются гелисовыми метками. Каналы для стружек одновременно тестируются на смазывание. Метки делятся на две категории: ручные и машинные метки. Ручные метки осуществляются вручную, машинные – автоматическим способом. Например, нарезка осуществляется на фрезерных, автоматических станках.

4.1.1 Ручные метчики

Ручные метчики обычно изготавливаются в комплектах, содержащих три метчика. Для мягких материалов ручные метчики изготавливаются с тремя каналами, а для стальных материалов с четырьмя каналами. Процедуру нарезания метчика осуществляет резьба с коническом размером, находящаяся на конце метчика. Резьба, идущая после конической части, залегает внутри винта и способствует осевому продвижению метчика.

4.1.2 Машинные метчики

Машинные метчики отличаются от ручных тем, что они состоят из одной части. Машинные метки делятся на две категории: гелисовые и прямые. Метки с ровными каналами предназначены для отверстий от начала до конца, а метки с гелосовыми каналами предназначены для глухих отверстий. Каналы в гелисовых метчиках предназначены для выброса наружу возникающих стружек.

4.1.3 Разметка

4.1.3.1 Ускорение работы

Деталь для разметки в первую очередь должна быть подготовлена к этой процедуре. В процессе подготовки необходимо сделать соответствующее отверстие и проделать конус на входе 90 градусов. Отверстие проделывается в соответствии с диаметром основания резьбы гайки. Теоретический диаметр основания резьбы гайки равен диаметру основания винта нулевого профиля. Реальный диаметр основания резьбы внутренней резьбы всегда превышает теоретический диаметр. В случае одинакового диаметра метчик будет зажат и сломан. Поэтому, при нарезании внутренней резьбы принимается не диаметр основания резьбы, а более крупный диаметр, именуемый диаметром дрели. Диаметр дрели винта практически определяется путем умножения верхнего диаметра винта на 0.85 или путем вычета шага из наружного диаметра резьбы.

Если для отверстия требуется метка от начала до конца, то на каждой стороне отверстия проделывается 90 градусный конус. Конус обеспечивает удобный захват метчика и предотвращает возникновение стружек на входе винта. С другой стороны, в случае необходимости открытия отверстия в толстом материале и в случае необходимости проделывания отверстия от начала до конца, то использования метчика по длине не обязательно, так как метчик является дорогостоящей вещью. Поэтому, не следует постоянно использовать и притуплять метчик. Кроме этого, нарезание длинной резьбы, без необходимости, увеличивает затраты труда. Таким  образом, следует нарезать резьбу лишь в соответствии с необходимым размером. Т.е. длина нарезки резьбы, должна составлять приблизительно 1,5 размера наружного диаметра винта. Если метчик будет использован для закупоренного отверстия, то это отверстие должно иметь достаточное углубление.

4.1.3.2 Ручная метка

При ручной метке в первую очередь следует правильно выбрать ручку метки. Отверстие ручки должно соответствовать метчику и быть в исправном состоянии. Требуемые ручки метчиков приведены на рисунке. Метчики с тремя отверстиями не соответствуют для метчиков с короткими ручками, так как одна из ручек длинная, а другая короткая. Нужно быть предельно внимательным, иначе может сломать метчик. Отверстия ручек метчика должны быть жесткими. В противном случае, через определенное время отверстия расширятся и использование ручки представится невозможным.

4.1.3.3 Очередность процедур для ручной метки

1, Метчик необходимо установить параллельно к оси отверстия. Медленно вращая по оси следует осуществить захват. При осуществлении этих процедур следует быть внимательным и не расширять вход отверстия.

2. После прохождения примерно трех или четырех витков, ращение осуществляется двумя руками и завершается процедура по первому метчику.

3. Второй и третий метчик используется таким же способом.

При вращении метчика временами необходимо делать задний ход для крошения стружек. Таким образом предотвращается зажатие стружек в каналах метчика. С затупленными метчиками невозможно нарезать качественную и чистую резьбу. Кроме этого метчик может сломаться. Поэтому, метчики следует использовать после заточки. В противном случае, используя затупленный метчик, потребуется больше усилий. А приложение больших усилий может стать причиной поломки метчика. Очень сложно снимать метчик, который сломается внутри отверстия. К тому же, можно испортить всю проделанную работу. Поэтому, лучше всего не использовать затупленный метчик, иначе могут возникнуть различные проблемы. При навинчивании метчика (если стружка выходит свободно), то не следует поворачивать метчик в обратную строну, так как при обратном вращении зубцы могут сломаться.

4.1.3.4 Снятие сломанного метчика

При нарезке резьбы метчиком, мгновенная неосторожность может стать причиной поломки метчика.  В таких случаях, следует изъять часть метчика, оставшуюся внутри отверстии, так как для изготавливаемой детали потрачено много труда и его не следует выбрасывать. Для изъятия из отверстия частей метчика, сначала разбалтываются мелкие части, затем выбираются трех или четырех конечные части(в зависимости от ножек метчика).Необходим ключ для демонтажа метчика. Концы ключа устанавливаются в каналы метчика. Метчик проворачивается в обратном направлении и вынимается. 

4.1.3.5 Положения, на которые следует обратить внимание при разметке

1. Диаметры основания резьбы гаек должны быть немного больше фактического диаметра, при условии, что через соединения не будет проходить пар и жидкие вещества. Это правило действительно для стандартных гаек, гаек с частой резьбой и дюймовых гаек.
2. Следует правильно выбрать дрель для образования диаметра основания.
3. При проделывании большого отверстия для серых чугунных материалов, несущая мощность винта снизится, так как при нарезке резьбы меткой, винт немного расширяется, а это влечет за собой расслабление резьбы.
4. С двух сторон отверстия для применения метчика проделывается 90 градусный конус. Диаметр конуса должен быть на 2 мм больше диаметра основания резьбы.

5. Конечный конус метчика необходимо выбирать в соответствии с твердостью материала винта. Длина конечного конуса для твердых материалов, т.е. угол конуса должен составлять максимум 5 градусов.
6. Угол среза метчика должен соответствовать материалу винта. Для стальных материалов запрещается применение метчиков, предназначенных для мягких материалов. В противном случае концы резца могут сломаться.

7. Для серых чугунных материалов следует изготавливать специальные твердые метчики. Если требуется большое количество нарезания резьбы для чугунных материалов, то рекомендуется использование именно специальных твердых метчиков, так как чугун быстро портит метчики.
8. При использовании метчика, следует учесть, что метчик должен быть изготовлен из стали  HSS и резьба должна быть заточена.
9. При использовании метчика для закупоренного отверстия, глубина отверстия должна быть равна длине винта + 0,7 x d.
10. Метчик следует насаживать точно по оси отверстия. Для этого, вертикальность метчика сначала необходимо с нескольких сторон проверить квадратом.
11. Усилие на ручки метчика с двух сторон должны быть одинаковыми. В противном случае метчик будет насажен криво.
12. После того, как метчик проделает себе путь, т.е. сделает две или три завивки, надавливать не следует. Достаточно аккуратное вращение.
13. Если резцы на коническом конце метчика затуплены, то нарезка не будет осуществляться надлежащим образом. Метчик будет продвигаться очень сложно. Поэтому, затупленный резчик следует поточить.
14. Второй и третий метчики, после прохождения нескольких витков не требуют установки ручек метчиков. В противном случае, метчик осуществит неправильный захват.
15. Метчики используются в соответствии с номерами. То есть, сначала первый, затем второй и наконец третий.
16. Не рекомендуется проворачивать обратно метчик, если в этом нет необходимости (за исключением удаления стружек), так как концы зубцов метчика могут сломаться.
17. Для стальных материалов следует использовать четырех канальный метчик, а для мягких материалов трех канальный метчик. Для угла нарезки следует использовать большие метчики. Запрещается использовать для стальных материалов трех канальные метчики.
18. Ручка метчика должна быть в исправном состоянии, а отверстие не должно быть расширенным. В качестве ручки следует использовать отрегулированную и шаровую ручку.
19. Стружки на основании закупоренных отверстий следует очищать один или два раза. В противном случае, невозможно будет сделать резьбу соответствующей глубины.
20. При использовании метчика для чугуна, латуни, магния и подобных материалов не следует использовать масло. Для всех других материалов использование масла является обязательным. Масло облегчает нарезку, предотвращает затупление и обеспечивает чистую поверхность резьбы.

4.2 Нарезка резьбы плашкой

4.2.1 Плашки

Является разновидностью метчика. При ручном изготовлении гайки используются три различных метчика, а при изготовлении болта используется одна плашка. Плашки, как и метчики изготавливаются из высококачественной стали ( HSS ) и экстра высококачественной стали ( HSSE ). Плашки, изготовленные из экстра качественной стали (Emo5V3) применяются для сплавов, прочной стали и устойчивой к кислотным воздействиям стали.

В зависимости от размера, количество резцов плашки может составлять от 3 до 6. Углы на входе образуются при помощи дуги, образующей пространство для стружек. То есть, диаметр отверстия образующего пространство для среза одновременно образует угол среза.

Доля захвата плашки обеспечивает охват работы и составляет для стали 60, а для латуни и мягких металлов 90. Плашки изготовленные для латуни нельзя использовать для стали. Для того, чтобы пользователь не спутал плашки, производители устанавливают на плашках для латуни знак (Ms).

Плашки изготавливаются в трех видах: закрытые, с прорезью и открытые. Закрытые плашки предназначены для нарезания резьбы установленного диаметра. Плашки с прорезью могут переделываться в универсальную путем среза. Плашки открытого типа могут регулировать диаметр винта. Зажав винт открытого захвата, плашка немного расширяется и тем самым расширяет диаметр. При такой регулировке делается грубая нарезка резьбы. При повторном прохождении резьба становится чистой и полной. Поэтому она называется регулируемой плашкой.

4.2.2 Ручки плашки

Как указано на рисунке, плашки используются при помощи устанавливаемых ручек. Ручки плашек состоят из двух частей: корпуса и ручки. Идеальной плашкой является та плашка, ручка и корпус которой изготовлены из  стали. Ручки должны находиться на оси корпуса. В противном случае, при использовании плашки очень трудно будет ее контролировать. Длина ручек плашки должна соответствовать размеру плашки. Поэтому, имеются различные размеры ручек плашки.

4.2.3 Подготовка к использованию плашки

При подготовке к использованию плашки следует обратить внимание на два важных момента. Первое - диаметр работы, а второе – паз, устанавливаемый на наконечник.  Как и при изготовлении шайбы, когда основание резьбы делается немного больше, точно также диаметр плашки должен быть немного больше. Таким образом, основания резьбы плашки не будет нарезать резьбу, верхняя часть винта будет чистой. В результате устраняется риск поломки плашки и получается чистый винт. Вторым моментом для ускорения работы является установка на конец 60 градусного паза. Если наконечник сломается на конце винта, то захват паза будет усложнен.

4.2.4 Применение плашки

Плашки, как и метчики, сначала легким вращаются по оси с легким давлением для захвата. После образования двух винтов, плашку следует использовать обычным способом. Как и у метчиков, плашки не следует вращать обратно, если в этом нет необходимости. В противном случае могут сломаться зубцы плашки.

4.2.5 При использовании плашки следует обратить внимание на следующее:

1. Если шар резьбы меньше 2 мм, то следует использовать стандартную плашку. Если шаг резьбы больше 2 мм, то следует использовать открытую или регулируемую плашку..
2. Плашка должна быть острой. В противном случае резьба будет некачественной.
3. Плашку следует выбирать в соответствии с материалом нарезки резьбы.
4. Перед установкой на ручку, плашку следует хорошенько очистить.

5. При использовании плашки необходимо установить правильный захват.

6. Усилия на ручки плашки должны быть равномерными. В противном случае плашка может согнуться и испортить захват.
7. Плашку следует всегда вращать в одном направлении.
8. При использовании плашки следует обязательно использовать масло.
9. При использовании плашки для чугуна, латуни, магния и подобных материалов не следует использовать масло. Для всех других материалов использование масла является обязательным. Масло облегчает нарезку, предотвращает затупление и обеспечивает чистую поверхность резьбы.

5. Нарезание резьбы на токарном станке

5.1 нарезание ровной резьбы на токарном станке

На токарном станке можно нарезать различные виды метрической и дюймовой резьбы. Вращающееся движение передается на основную ось через рабочую ось. Поэтому рабочая ось называется вращающей осью.

5.2 нарезание левой резьбы на токарном станке

Как известно, если гелис возвышается влево, то резьба называется левой. Левая и правая резьба отличаются лишь направлением гелиса. Другие размеры совершенно одинаковы. Однако, нарезание правой резьбы на токарном станке намного проще нарезания левой, так как для нарезки правой резьбы на конце имеется широкое отверстие для вхождения резца.  При нарезке левой резьбы, резец (палец) двигается через пространство резьбы вправо. Учитывая, что эта часть очень узкая у винтов, каждое вхождение резца в работу усложняется.

5.3 нарезание длинной резьбы на токарном станке

При нарезании резьбы на длинных осях, во время работы резца ось расслабляется. Близко к головке резец нарезает обычным способом, но при достижении середины ось расслабляется и резец уже не может нарезать нормально. Если не заметив это несколько раз навести резец на ось, то работа будет насажена на резец, который может сломаться. Для предотвращения подобных случаев, винт устанавливается на движущееся гнездо.

5.4 Нарезание лобовой резьбы

При нарезании лобовой резьбы, опора тележки движется в соответствии с шагом нарезаемой резьбы. Основная ось движет опору. При заточке резцов для лобовой резьбы, следует обратить внимание на заданные углы пространства, так как резьба образуется в спиральном виде и может тереться о боковые стенки нижней резьбы.

Приложение 1

Size
Ww Thread
Form
Type Major
Diameter
mm
d=D Pitch
mm
p Threads
per
inch
tpi Pitch
Diameter
mm
d2=D2 Minor
Diameter
Male Thd.
d3 Thread
Height
H1 Tap
Drill
Diameter
mm

1/16" BSW 1.587 0.423 60 1.315 1.050 0.270 1.15
3/32" BSW 2.381 0.529 48 2.041 1.703 0.338 1.90
1/8" BSW 3.175 0.635 40 2.768 2.362 0.406 2.50
5/32" BSW 3.969 0.793 32 3.459 2.952 0.507 3.20
3/16" BSW 4.762 1.058 24 4.084 3.407 0.677 3.70
7/32" BSW 5.556 1.058 24 4.878 4.201 0.677 4.50
1/4" BSW 6.350 1.270 20 5.537 4.724 0.813 5.10
5/16" BSW 7.938 1.411 18 7.034 6.131 0.904 6.50
3/8" BSW 9.525 1.588 16 8.509 7.492 1.017 7.90
7/16" BSW 11.113 1.814 14 9.951 8.789 1.162 9.20
1/2" BSW 12.700 2.117 12 11.345 9.990 1.355 10.40
5/8" BSW 15.876 2.309 11 14.397 12.918 1.479 13.40
3/4" BSW 19.051 2.540 10 17.424 15.798 1.627 16.25
7/8" BSW 22.226 2.822 9 20.419 18.611 1.807 19.25
1" BSW 25.400 3.175 8 23.368 21.335 2.033 22.00
1 1/8" BSW 28.576 3.629 7 26.253 23.929 2.324 24.50
1 1/4" BSW 31.751 3.629 7 29.428 27.104 2.324 27.25
1 3/8" BSW 34.926 4.233 6 32.215 29.505 2.711 30.25
1 1/2" BSW 38.100 4.233 6 35.391 32.680 2.711 33.50
1 5/8" BSW 41.277 5.080 5 38.024 34.771 3.253 35.50
1 3/4" BSW 44.452 5.080 5 41.199 37.946 3.253 38.50
1 7/8" BSW 47.627 5.645 4 1/2 44.012 40.398 3.614 41.25
2" BSW 50.802 5.645 4 1/2 47.187 43.573 3.614 44.50
2 1/4" BSW 57.152 6.350 4 53.086 49.020 4.066 50.00
2 1/2" BSW 63.502 6.350 4 59.436 55.370 4.066 56.00
2 3/4" BSW 69.853 7.257 3 1/2 65.205 60.558 4.647 61.50
3" BSW 76.203 7.257 3 1/2 71.556 66.909 4.647 68.00
3 1/4" BSW 82.553 7.816 3 1/4 77.548 72.544 5.005 73.75
3 1/2" BSW 88.903 7.816 3 1/4 83.899 78.894 5.005 80.00
3 3/4" BSW 95.254 8.467 3 89.832 84.410 5.422 85.50
4" BSW 101.604 8.467 3 96.182 90.760 5.422 92.00
4 1/4" BSW 107.954 8.835 2 7/8 102.297 96.639 5.657 98.00
4 1/2" BSW 114.304 8.835 2 7/8 108.647 102.990 5.657 104.20
4 3/4" BSW 120.665 9.237 2 3/4 114.740 108.625 5.915 110.00
5" BSW 127.005 9.237 2 3/4 121.090 115.176 5.915 116.50
5 1/4" BSW 133.355 9.677 2 5/8 127.159 120.963 6.196 122.50
5 1/2" BSW 139.705 9.677 2 5/8 133.509 127.313 6.196 128.50
5 3/4" BSW 146.055 10.160 2 1/2 139.549 133.043 6.506 134.50
6" BSW 152.406 10.160 2 1/2 145.900 139.394 6.506 141.00

Приложение 2

B1.N-R
M .8-16 (5/16" - 5/8")

VABS МОЩНОСТЬ АППАРАТА ДЛЯ ШУРУПОВ

МЕТРИЧЕСКИЕ ISO ДЮЙМОВЫЕ
СТАНДАРТНАЯ ЧАСТАЯ, СТАНДАРТНАЯ (BSW) ЧАСТАЯ (BSF) UNC UNF
Диаметр шурупа mm шаг
mm Диаметр шурупа mm шаг
mm Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм
M8 1.25 M8 1 5/16 18 5/16 22 5/16 18 5/16 24
M9 1.25 M9 1 3/8 16 3/8 20 3/8 16 3/8 24
M10 1.5 M10 1.25 7/16 14 7/16 18 7/16 14 7/16 20
M11 1.5 M12 1.25 1/2 12 1/2 16 1/2 13 1/2 20
M12 1.75 M12 1.5 9/16 12 9/16 16 9/16 12
M14 1.75 M14 1.5 5/8 11 5/8 14 5/8 11
M16 2

Приложение 3

VABS МОЩНОСТЬ АППАРАТА ДЛЯ ШУРУПОВ

МЕТРИЧЕСКИЕ ISO ДЮЙМОВЫЕ – ОБЪЕДИНЕННЫЕ ДЮЙМОВЫЕ
ЧАСТАЯ ЧАСТАЯ BSF-UNF BSF-UNF BSF-UNF BSF-UNF BSP
Диаметр шурупа mm Шаг
mm Диаметр шурупа mm Шаг
mm Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм Диаметр шурупа
Шаг
M8
M10 0.5 M14
M16 1.25 5/16 40 1/2
9/16 32 3/4* 26 1/2 20 R 1/8 - 28
M8
M10 0.75 M16
M18* 1.5 5/16
3/8 36 9/16
5/8 32 7/16
1/2 24 9/16
5/8 20 R 1/4 - 19
M10
M12 0.75 M18*
M20* 1.5 3/8
7/16 36 7/16
1/2 28 1/2
9/16 24 11/16
3/4* 20 R 3/8 - 19
M10
M12 1 M20*
M22* 1.5 7/16
1/2 36 1/2
9/16 28 9/16
5/8 24 9/16
5/8 18
M12
M14 1 1/2
9/16 36 9/16
5/8 28 3/4* 24 3/4* 16
M14
M16 1 5/16
3/8 32 7/16
1/2 26 1/2
9/16 22 3/4* 14
M16
M18* 1 3/8
7/16 32 1/2
9/16 26 9/16
5/8 22
M18*
M20* 1 7/16
1/2 32 9/16
5/8 26 3/4* 22
Приложение 4
C2
M .16-32 (5/8" - 1 1/4")

VABS МОЩНОСТЬ АППАРАТА ДЛЯ ШУРУПОВ
МЕТРИЧЕСКИЕ ISO ДЮЙМОВЫЕ ОБЪЕДИНЕННЫЕ ДЮЙМОВЫЕ

СТАНДАРТНАЯ ЧАСТАЯ СТАНДАРТНАЯ (BSW) ЙЧАСТАЯ (BSF) UNC UNF BSP
Диаметр шурупа mm Шаг
mm Диаметр шурупа mm Шаг
mm Диаметр шурупа inch Шаг
дюйм Диаметр шурупа inch Шаг
Дюйм Диаметр шурупа inch Шаг
дюйм Диаметр шурупа inch Шаг
дюйм Диаметр шурупа
Шаг
M14
M16 2 M14
M16 1.5 9/16 12 5/8
11/16 14 9/16 12 9/16
5/8 18 R 3/8 - 19
M18
M20 2.5 M16
M18 1.5 5/8
11/16 11 3/4
13/16 12 5/8 11 3/4 16 R 1/2 - 14
M20
M22 2.5 M18
M20 2 3/4
13/16 10 7/8
15/16 11 3/4 10 7/8 14 R 5/8 - 14
M24
M27 3 M22
M24 2 7/8
15/16 9 1 10 7/8 9 1 12
M30 3.5 1 8 1 1/8 9 1 8
1 1/8 7 1 1/8 7
Приложение 5

A1
M .5-8 (3/16" - 5/16")
VABS МОЩНОСТЬ АППАРАТА ДЛЯ ШУРУПОВ

МЕТРИЧСКАЯ ISO WHITWORTH UNIFIED
СТАНДАРТНАЯ ЧАСТАЯ СТАНДАРТНАЯ (BSW) ЧАСТАЯ (BSF) UNC UNF
Диаметр шурупа mm Шаг
mm Диаметр шурупа mm Шаг
mm Диаметр шурупа дюйм Шаг
inch Диаметр шурупа дюйм Шаг
inch Диаметр шурупа дюйм Шаг
inch Диаметр шурупа дюйм Шаг
дюйм
M5 0.8 M6 0.75 7/32 24 7/32 28 NO.12 24 N0.12 28
M6 1 M7 0.75 1/4 20 1/4 26 1/4 20 1/4 28
M7 1 M8 1 5/16 18 9/32 26 5/16 18 5/16 24
M8 1.25 5/16 22

Приложение 6

B1.N-R
M 8-16 (5/16" - 5/8")

B1.N.Э-R
M 8-16 (5/16" - 5/8")