Курс: 1. Основы 2. Обзор групп 3. Токарная 4. Фрезерная 5. Сверление 6. Развёртывание 7. Резьба 8. Зубы/протяжка 9. Абразив 10. Современные
Модуль 5 · Резьбы Лекция 7 / 10 ≈ 35 мин

Нарезание резьбы

Метчики, плашки, резьбонарезные головки, резьбовые фрезы и накатка. Выбор метода в зависимости от типа резьбы, материала и размера партии.

Введение

Цель лекции

Резьбовые соединения — самые распространённые разъёмные соединения в машиностроении. Нарезание резьбы выполняют режущим (метчики, плашки, резьбовые фрезы) или пластическим (накатка) методом. Каждый метод имеет свои преимущества и область применения.

База: геометрия режущего клина — в Лекции 1. Токарные резьбовые резцы — в Лекции 3 (раздел 3, операция 6). Подготовка отверстий под внутреннюю резьбу — в Лекции 5.
IT6–IT8
точность резьбы
для стандартных методов
M2–M300
диапазон
метрические резьбы
4
метода нарезания
режущие + пластические
60°/55°
профиль
метрический / дюймовый

1. Метчики

Метчик — инструмент для нарезания внутренней резьбы. Состоит из рабочей части (заборная + калибрующая) и хвостовика с квадратом для передачи крутящего момента. По геометрии напоминает развёртку (Лекция 6), но с резьбовым профилем.

Рис. 7.1. Метчик и его геометрия Конструкция метчика Квадрат Хвостовик Калибрующая часть Формирует профиль Заборная часть Снимает припуск Типы метчиков Черновые (одиночные) Снимают 60% припуска. Для сквозных отверстий Чистовые (одиночные) Формируют профиль. После чернового Комплектные (3 шт.) Черновой, промежуточный, чистовой Бесканавочные (form tap) Накатывают резьбу без стружки. Пластичные материалы
Слева — конструкция метчика; справа — типы метчиков по назначению.
Тип метчикаПрименениеОсобенности
Прямой канавкиСквозные отверстияСтружка вперёд, простая конструкция
Спиральный (лев.)Сквозные отверстияСтружка назад, лучше отвод
Спиральный (прав.)Несквозные отверстияСтружка вперёд, короткая зона
С внутренней СОЖГлубокие отверстия, ЧПУОхлаждение через каналы
БесканавочныйПластичные материалыБез стружки, высокая прочность резьбы
Типичная проблема метчиков. Метчик может сломаться в отверстии, и извлечь его крайне сложно. Поэтому при нарезании резьбы в ответственных деталях часто применяют резьбовые фрезы — они не ломаются в отверстии.

2. Плашки и резьбонарезные головки

Плашка — инструмент для нарезания наружной резьбы. По конструкции похожа на гайку с стружечными канавками. Резьбонарезные головки — автоматические устройства для массовой нарезки наружной резьбы.

Рис. 7.2. Плашка и резьбонарезная головка Плашка Наружная резьба Резьбонарезная головка Принцип работы Раскрывается при выходе из резьбы Автоматический возврат в исходное Без реверса шпинделя Высокая производительность Применяется в массовом производстве
Слева — круглая плашка; справа — принцип работы резьбонарезной головки.
ИнструментПрименениеДиапазонПроизводительность
Круглая плашкаНаружная резьба, ручнаяM6 – M30Низкая
Раздвижная плашкаНаружная резьба, массовоеM6 – M30Средняя
Резьбонарезная головкаМассовое производствоM6 – M36Очень высокая

3. Резьбовые фрезы

Резьбовая фреза — современный инструмент для нарезания резьбы на станках с ЧПУ. Универсальна, безопасна, позволяет обрабатывать большие диаметры. По конструкции похожа на концевую фрезу (Лекция 4), но с резьбовым профилем.

Рис. 7.3. Резьбовая фреза и её преимущества Резьбовая фреза Универсальная, CNC Преимущества перед метчиком ✓ Универсальность Одна фреза для разных резьб (в пределах шага) ✓ Безопасность Не ломается в отверстии, как метчик ✓ Большие диаметры До M300 и более (метчик — до M64)
Слева — резьбовая фреза; справа — её преимущества перед метчиком.
Когда применять резьбовую фрезу.
  • Большие диаметры резьбы (M30 и более)
  • Ответственные детали, где поломка метчика недопустима
  • Разные резьбы на одном инструменте (экономия на переналадке)
  • Станки с ЧПУ с функцией спиральной интерполяции

4. Накатка резьбы

Накатка — безстружечный метод получения резьбы пластической деформацией. Резьба формируется роликами с резьбовым профилем. Метод применяется для массового производства и даёт более прочную резьбу, чем резание.

Преимущества накатки

  • Высокая производительность — в 5–10 раз выше, чем у метчика
  • Прочность резьбы — наклёп поверхности, отсутствие перерезания волокон
  • Экономия материала — нет стружки
  • Долговечность инструмента — ролики работают в 50–100 раз дольше метчиков
  • Ограничение — только пластичные материалы (сталь, алюминий, медь)
Связь с другими операциями: накатка — это пластическая деформация, аналогично накатыванию рифлений на токарном станке (Лекция 3, операция 8).

5. Сравнение методов

МетодПрименениеДиапазонПроизводительностьТочность
МетчикВнутренняя резьбаM2 – M64СредняяIT6–IT8
ПлашкаНаружная резьбаM6 – M30НизкаяIT6–IT8
Резьбовая фрезаЛюбая резьба (CNC)M3 – M300ВысокаяIT6–IT8
НакаткаБезстружечная, высокая прочностьM3 – M50Очень высокаяIT6–IT8
Резьбонарезная головкаМассовое производствоM6 – M36Очень высокаяIT6–IT8
Как выбрать метод.
  • Единичное производство → метчик (внутренняя), плашка (наружная)
  • Серийное производство → резьбовая фреза (ЧПУ), резьбонарезная головка
  • Массовое производство → накатка (если материал пластичный)
  • Большие диаметры → только резьбовая фреза
  • Высокая прочность резьбы → накатка
Типичные ошибки.
  • Нарезание резьбы метчиком в отверстии без предварительного сверления и зенкерования
  • Слишком маленькое отверстие под метчик → поломка метчика
  • Отсутствие СОЖ при нарезании резьбы в сталях → налипание, задиры
  • Попытка накатки в хрупких материалах (чугун) → разрушение
  • Нарезание резьбы метчиком в закалённой стали → мгновенный износ

Заключение

Что нужно запомнить

  1. Метчик — инструмент для внутренней резьбы. Состоит из заборной и калибрующей частей.
  2. Плашка — для наружной резьбы. Резьбонарезные головки — для массового производства.
  3. Резьбовые фрезы — современный инструмент для ЧПУ: универсальность, безопасность, большие диаметры.
  4. Накатка — безстружечный метод, повышает прочность резьбы, высокая производительность.
  5. Выбор инструмента зависит от: типа резьбы (внутренняя/наружная), материала, размера партии, диаметра.
  6. Перед нарезанием внутренней резьбы необходимо подготовить отверстие: сверление + зенкерование.
Контрольные вопросы
  1. Из каких частей состоит метчик?
  2. Какие типы метчиков вы знаете?
  3. Что такое плашка и для чего она применяется?
  4. В чём преимущество резьбовой фрезы перед метчиком?
  5. Что такое накатка резьбы и каковы её преимущества?
  6. Какие ограничения у накатки?
  7. Как выбрать метод нарезания резьбы для массового производства?
  8. Почему нельзя нарезать резьбу метчиком в закалённой стали?
  9. Какие операции выполняют перед нарезанием внутренней резьбы?
  10. Какой метод даёт самую прочную резьбу?