Метричне різьблення: розміри, таблиця з діаметром та кроком

Для з’єднання різних елементів досить часто застосовуються різьбові кріпильні вироби. Метричне різьблення – гвинтова нарізка на зовнішній або внутрішній поверхні, яка характеризується досить великою кількістю різних особливостей. Гвинтова нарізка, що виходить, отримала свою назву через вимірювання геометричних параметрів в міліметрах. Метричне різьблення (розміри в таблицю заносять для того, щоб спростити пошук найбільш відповідних кріпильних виробів) може нарізатися на циліндричну та конічну поверхню.

Сфера використання

Найбільшого поширення набула метрична різьба м8 або з іншим розміром. Виробники застосовують і дюймові, різьби питчі при створенні кріпильних елементів. Витки наносяться на поверхню під час створення наступних виробів:

1. Гайки набули широкого поширення. Як правило, вони мають внутрішній циліндричний отвір з різьбленням, зовні виріб має форму багатогранника.
2. Анкерні та звичайні болти часто застосовуються як кріпильний вироб. В цьому випадку витки наносяться на зовнішню поверхню.
3. Шпильки застосовуються у випадку, коли створювана конструкція розрахована на високу механічну дію.

Сучасні технології виробництва дозволяють отримати витки з точними геометричними формами. Саме тому різьбове з’єднання характеризується високим ступенем герметичності навіть без використання спеціальних матеріалів ущільнювачів, застосовується при створенні трубопроводів, ємностей для різних рідин.

Основні параметри

Таблиця метричних різьбок з діаметрами і кроком, що застосовується, дозволяє швидко підібрати найбільш підходящий кріпильний виріб. Витки, що створюються, характеризуються декількома основними параметрами:

1. Напрямок підйому витків. Усі різьблення можна розділити на дві основні групи: ліві та праві. Найбільшого поширення набули ліві варіанти виконання, але можуть застосовуватися і праві різьблення.
2. Розміри: діаметр та крок. Найчастіше вказується лише зовнішній діаметр витків, що нарізаються, але в довідковій літературі можна зустріти і багато інших параметрів. Важливе значення має й крок розташування борозенок одна щодо одної. При нарізанні витків враховується діаметр зовнішньої чи внутрішньої поверхні. На момент підготовки виробу майстер враховує те, яких розмірів має бути заготівля. Існує і нормативна документація, яка дозволяє підібрати більш підходящий діаметр для отримання різьблення з певними параметрами.
3. Різьблення може розташовуватися усередині або зовні виробу. Цей показник визначає лише особливості технології нарізання поверхні, що застосовується. Для обробки зовнішньої поверхні застосовується токарно-гвинторізний верстат з відповідним різцем і плашком, для внутрішньої мітчик і розточувальний різець. Інструмент підбирається в залежності від того, яку точність потрібно отримати різьблення, і який матеріал використовувався при виготовленні заготовки.

Геометричні розміри

У більшості випадків таблиця різьблень містить інформацію про зовнішній діаметр і крок розташування витків. Основні геометричні параметри, що вказуються на кресленні, такі:

1. Номінальний діаметр на кресленні позначається літерами D та d. У цьому перша буква застосовується позначення номінального зовнішнього діаметра, друга — аналогічного внутрішнього параметра.
2. Середній діаметр залежить від зовнішнього та внутрішнього розташування різьблення, у технічній документації чи таблицях вказується літерами D 2 та d2. Аналогічний параметр для внутрішнього діаметра вказується в технічній документації та на кресленні як D1 та D1.
3. Витки, розташовані поблизу, характеризуються наявністю вершин та западин. Відстань між ними називають кроком різьблення. Для позначення цього важливого параметра застосовується буква Р. Варто враховувати, що болт і гайка повинні мати не тільки однакові діаметри, а й крок. Якщо витки будуть розташовані на різній відстані один від одного, гайка не накрутиться на болт.
4. Внутрішній діаметр болта застосовується для розрахунку напруги, яка може виникнути при експлуатації виробу. Занадто висока напруга стає причиною зрізу стрижня.
5. Хід різьблення, який створюється однією гвинтовою парою, в більшості випадків дорівнює кроку. Цей параметр визначає лінійне переміщення за одного повороту різьбової пари. Параметр враховується під час створення різних відповідальних механізмів.
6. На створюваних кресленнях позначається профіль витків буквою М. Найчастіше профіль нагадує трикутник. Методи обробки, що застосовуються, визначають формування округленої фаски як вершина.

Застосування табличної інформації

Крок різьблення м10 або іншого розміру можна визначити за спеціальними таблицями. При їх створенні враховуються деякі стандарти:

1. ГОСТ 8724 містить інформацію про те, які вимоги пред’являються до діаметра та кроку. Остання редакція стандарту, що розглядається, була прийнята в 2004 році, і вона є аналогом міжнародного стандарту ISO 261-98. Обидва стандарти мають одну відмінність: міжнародний визначає параметри метричної різьби з діаметром від 1 до 300 мм, ГОСТ діє в діапазоні від 0,25 до 600 мм. Для зручності використання цих стандартів вони відображені у вигляді таблиці відповідності всіх параметрів. Застосовувані вимоги підходять для лівого та правого різьблення.
2. ГОСТ 9150 застосовується визначення вимог, які пред’являються профілю. У таблицях вказуються основні геометричні параметри. Вони повинні витримуватися під час створення кріпильних елементів. Стандарти цієї редакції були прийняті в 2002 році, вони тісно пов’язані з тими, що зазначені в ГОСТ 16093.
3. ГОСТ 16093 визначає вимоги допусків. Крім цього, у цій документації вказуються стандарти, що застосовуються під час маркування виробу. Остання редакція нормативних документів була прийнята в 2005 році, вона включає міжнародні нормативи ISO 965-1 і ISO 965-3. Під встановлені норми входить ліве і праве різьблення.
4. ГОСТ 24705 редакції 2004 року визначає основні розміри витків, що нарізаються. Вона застосовується під час створення всіх гвинтових пар.

Стандарти, що розглядаються, застосовуються при виборі інструменту, за допомогою якого будуть нарізатися витки. Крім цього, подібні параметри враховуються при налаштуванні застосовуваних токарно-гвинторізних верстатів. За рахунок стандартизації основних параметрів при виборі кріпильних виробів достатньо приділити увагу лише деяким параметрам: діаметру та кроку.

Правила маркування

Складність витків, що нарізаються, визначає те, що для позначення основних параметрів застосовуються певні правила, які зазначені в ГОСТ. До особливостей маркування виробів, що розглядаються, віднесемо наступні моменти:

1. Позначення поля допуску окремого діаметра проводиться шляхом поєднання певних цифр, які вказують клас точності. Літера визначає відхилення розмірів від норми.
2. На початку маркування вказується буква, яка визначає тип різьблення. Для метричної використовується буква М, після якої йдуть всі інші позначення.
3. Після допуску різьблення позначається двома буквено-цифровими поєднаннями. Якщо параметри збігаються, то при позначенні повторно не вказуються.
4. Крок розташування витків не вказується під час маркування. Саме тому при підборі найбільш відповідного елемента кріплення застосовується таблична інформація. Показнику кроку різьблення відповідає певний зовнішній, середній та внутрішній діаметр. Вказується і внутрішній діаметр дном западини.

Класифікація кріпильних елементів проводиться за довжиною згвинчування. Усі вони поділяються на три основні групи. Для позначення групи використовуються символи:

1. N – нормальна довжина згвинчування. Цей символ часто не вказується у маркуванні.
2. S – коротка довжина згвинчування.
3. L – найбільший показник.

Посадка різьбового з’єднання також вважається важливим параметром, який вказується під час маркування. Цей показник позначається у вигляді дробу:

1. У чисельнику вказується позначення внутрішнього різьблення та поля допуску.
2. До знаменника вноситься позначення поля допуску витків зовнішнього типу.

Деякі з наведених вище параметрів вказуються на кресленні. На сам виріб маркування наноситься методом гравіювання або фарбою.

Поля допусків

При створенні болтів, гайок та шпильок враховуються поля допусків. Усі вони поділяються на три основні групи:

1. Точні. Деякі різьблення повинні мати високу точність, за рахунок чого забезпечується високий рівень герметизації створюваної конструкції. Досягається висока точність з допомогою застосування сучасних методів обробки, наприклад, ЧПУ верстатів. Висока вартість виготовлення визначає те, що вироби цієї групи підходять лише створення відповідальних виробів.
2. Середні. Ця група полів властива кріпленням загального призначення. Витримати таку точність можна при застосуванні звичайних верстатів або ручного інструменту. За рахунок спрощення процесу виготовлення знижується собівартість виробу, що визначає їх поширення.
3. Грубі. Подібні поля допусків виконують при обробці глибоких глухих отворів або прутків, коли підвищити якість витків та точність їхньої геометричної форми складно.

Для вибору допусків використовуються спеціальні таблиці. Вони зустрічаються у різній технічній документації. Рекомендації щодо застосування довідкової інформації такі:

1. Насамперед приділяється увага полю допуску, виділеного жирним шрифтом.
2. Наступна інформація по важливості – та, яка вписана в таблицю світлішим шрифтом.
3. Додатковим параметром є цифри, які вказуються у круглих дужках.

У деяких випадках застосовується інформація, яка вказується у квадратних дужках. Вона розглядається тільки в тому випадку, якщо вся інша не підходить при виробництві кріпильних виробів. Дюймова та інші різьблення характеризуються дещо іншими параметрами, які також вказуються у відповідній технічній документації та таблицях.

Який буває різьблення: види та параметри

Будь-яка конструкція просто не може обійтися без різьбового з’єднання. Різьблення, види яких застосовуються в різних галузях промисловості, є сьогодні одним з кращих кріпильних з’єднань. Своїм зовнішнім виглядом вона нагадує витки спіралі, нанесені на вісь циліндричної чи конічної форми. Таке з’єднання використовується у гвинтових передачах, воно вважається найважливішим елементом кріплення.

Функціональне призначення різьблення

ГОСТ 2.331-68 дає точне визначення. Це поверхня, на якій виступи та западини мають певний профіль. Спіраль наноситься на зовнішню поверхню деталей, що обертаються. Основним призначенням різьбової поверхні вважається :

• Кріплення деталей та їхнє подальше утримання на певній відстані.
• Обмеження усунення деталей різних конструкцій.
• Створення щільного з’єднання.

Інженери, які розробляють машинобудівне обладнання, добре знають, які різьблення бувають, вид спіралі, який потрібно використовувати для створення потужного з’єднання. Численні типи спіралі дають можливість створювати дуже міцні конструкції, що складаються з різних деталей. Сьогодні відомі такі типи різьблення :

• Циліндричне різьблення. Нарізається на будь-якій циліндричній поверхні.
• Конічна. Поверхня заготовки має мати конічну форму.
• Права. Виток спрямований у бік руху годинникової стрілки.
• Ліва. Напрямок витка в протилежний бік щодо годинникової стрілки.

Різьбове з’єднання ділиться на кілька категорій :

• Створення кріплення за допомогою сполучних деталей (шпильок, болтів, гайок).
• Утворення з’єднання конструкцій, без застосування додаткових кріпильних виробів. Наприклад, з’єднання труб за допомогою муфти.

Клас різьблення визначається її кроці. Він може бути стандартним чи дрібним. Найпопулярнішим вважається дрібний крок. Він використовується на всіх деталях діаметр яких перевищує 20 мм.

Позитивні та негативні властивості

Різьбові з’єднання набули великого поширення завдяки великій кількості експлуатаційних властивостей. Найважливішими вважаються :

• Довговічність.
• Надійність.
• Контролює силу стиснення.
• Кріплення деталі у потрібному положенні.
• Ефект самогальмування.
• Можливість монтажу великою кількістю різноманітних інструментів.
• Проста конструкція.
• Великий сортамент.
• Низька вартість.

За всіх позитивних якостей спіраль має ряд характерних недоліків. Навантаження розподіляється нерівномірно. Перший виток зазнає 50% загального тиску.

Класифікація різьбових з’єднань

Профіль може мати кілька видів. Він розбиває різьблення на певні групи, які застосовуються для створення різних з’єднань :

• Дюймова.
• Метрична.
• Трубчасті.
• Наполеглива.
• Трапецеїдальна.
• Кругла.

Конічне різьблення відрізняється наявністю конусності 1:16. Така конструкція дозволяє створити герметичні стики без застосування стопорних гайок.

Для дюймового різьблення немає вітчизняного стандарту. Профіль такого різьблення має вигляд трикутника. Кут 55 градусів. Кількість витків однією дюймі визначає крок профілю. Стандартизація конструкції зачіпає зовнішні діаметри 3/16 “- 4” з витками на 3-28 “.

Різьблення дюймова конічна зроблена з конусом 1:16. Кут профілю дорівнює 60 градусів. Цей виріб створює високу герметичність, без встановлення спеціальних ущільнень. Застосовується для гідравлічних систем та трубопроводів невеликого діаметру.

Циліндричне трубне різьблення ГОСТ 6357–81 використовується як одночасне кріплення та ущільнення. Форма профілю зроблена у вигляді рівнобедреного трикутника, що має кут нахилу 55 градусів. Для досягнення високої герметичності профіль має верхні грані закругленого типу. Щоб не пошкодити стінки конструкції, таке різьблення відрізняється скороченим кроком. Її використовують у системах опалення, створення водопровідних комунікацій.

Трапецеїдальне різьблення виготовляється за ГОСТ 9481-81. Вона застосовується у кріпильних з’єднаннях виду гвинт-гайка. Зовнішній вигляд профілю нагадує рівносторонню трапецію із кутом нахилу 30 градусів. У черв’ячних передачах значення кута зростає до 40 градусів. Застосовується для кріплення деталей діаметром 10-640 мм.

Наполегливе різьблення стандартизується ГОСТом 24737-81. Її використовують у кріпленні, яке під час експлуатації піддається потужним осьовим навантаженням, спрямованим у певну сторону. Профіль має форму різнобічної трапеції. Одна грань нахилена під кутом 3 градуси, протилежна – 30 градусів. Таким різьбленням з’єднують деталі діаметром 10—600 мм. Крок профілю знаходиться в діапазоні 2-25 мм.

Кругле різьблення ГОСТ 6042-83 формується з’єднанням дуг. Кут нахилу між ними становить 30 градусів. Основною перевагою цієї конфігурації вважається висока стійкість до підвищеного зносу. Тому її широко використовують у створенні трубопровідної системи.