Метрическая резьба, ее обозначения и основные характеристики

Метрическая резьба широко используется в технике для соединения деталей, достигаемого за счет увеличения площади контакта или передачи движения механизмам станков, домкратов и других приспособлений. Свое название эта разновидность получила исходя из того, что ее базовые характеристики выражаются в миллиметрах. Статья описывает область использования, базовые параметры, правила обозначения на чертежах и классы точности для этих разновидностей резьбы.

Область применения

Метрическая резьба это чередующиеся вершины и впадины, образуемые в процессе накатки или нарезания на теле округлой формы и расположенные по винтовой линии, то есть имеющие некоторый угол подъёма витков. Возможность крепления деталей или передачи движения определяет профиль, представляющий собой очертания вершин и впадин, расположенных на ее поверхности в продольном сечении.

• Так, для получения резьбового крепления деталей следует использовать резьбы, имеющие треугольный или круглый профиль. Резьбы, имеющие треугольный профиль с углом 60° при срезанной или скругленной вершине получили наибольшее распространение и применяются в процессе изготовления винтов, гаек, метизов и болтов.
• Метрические резьбы, трапецеидального, прямоугольного или упорного профиля используются для обеспечения передачи некоторого количества движения, например изменения зазора между губками тисков или установки домкрата на рабочую высоту.

Отдельный случай представляет собой использование резьбы для соединения деталей, имеющих форму конуса. При этом треугольные очертания, на конической поверхности изделия, позволяют обеспечить высокую плотность посадки и герметичность крепления без применения вспомогательных уплотнительных элементов с возможностью устранения протечки путем осевого подтягивания. Метрическая резьба этой разновидности может применяться для производства пробок, используемых для закупоривания емкостей, содержащих газообразные или жидкие среды и при соединении трубопроводов, обеспечивающих перемещение различных веществ в ходе технологического процесса на производстве.

Параметры

Основными характеристиками метрических резьб являются ее диаметры, профиль, высота профиля, шаг и ход. Рассмотрим каждый из перечисленных параметров более подробно.
1. Каждая резьба характеризуется ходом (Ph), который представляет собой расстояние линейного перемещения, совершаемого ею при повороте на 360°. Физически ход представляет собой дистанцию между одноименными вершинами и углублениями соседних ниток, расположенных на одной винтовой поверхности. В связи с этим, крепежная резьба всегда имеет один заход, который совпадает с ее шагом. Многозаходная разновидность, число заходов которой можно определить по произведению количеству ниток на торце болта или гайки умноженному на шаг (n), обычно используется в деталях, обеспечивающих передачу движения.
2. Кроме хода, каждая резьба имеет шаг, представляющий собой размер между одноименными точками соседних ниток. Винтовые нарезки имеют основной шаг (Р), который обычно никак не указывается в обозначениях соединения на чертежах. Относительно этого показателя для резьб предусмотрены ряды, регламентирующие параметры крупного и мелкого шага. Нарезку, имеющую мелкий шаг можно использовать при необходимости обеспечения высокой прочности крепления или при необходимости проведения дополнительных регулировок, в то время, как применение метрической резьбы с крупным шагом практикуется для соединений, испытывающих значительные ударные и силовые нагрузки. Определить шаг можно при помощи резьбомеров. калибров или щупов, представляющих собой набор пластин, имеющих нарезку, по совпадению профиля нарезки и соответствующих выступов и углублений щупа можно путем подбора найти искомый параметр.
3. Диаметры, которые может иметь метрическая резьба, колеблются в диапазоне 0,25–600 мм и разделены на 3 условных класса, из которых предпочтительными для использования являются первые две группы диаметров. Каждая резьба имеет несколько диаметров, в обозначении указывается номинальный размер, который можно измерить при помощи штангенциркуля или микрометра. Так называемый наружный диаметр можно определить, если мысленно обвести углубления внутренней (D) или вершины внешней (d) нарезки воображаемым цилиндром. Внутренний диаметр определяется по размеру цилиндра мысленно вписанного по возвышенностям внешней (d1) и углублениям внутренней (D1) нарезки.
4. Учитывая направление, в котором выполняется формирование профиля при нарезании и последующем закручивании выделяют правую и левую разновидности нарезок. В 93-95% соединений используется резьба, имеющая правое направление, левая нарезка на телах округлой формы используется в качестве контргайки для предотвращения самооткручивания соединения при воздействии вибрации.
Формирование профиля в отверстиях выполняется при помощи метчиков или с использованием резцов при обработке на токарно-винторезных станках. Формирование профиля на наружных поверхностях выполняется при помощи плашки или путем накатывания на стержне, имеющем диаметр, равный номинальному диаметру резьбы.

Параметры по ГОСТам

Основные характеристики резьб регламентированы стандартами ГОСТ 9150–2002, ГОСТ 8724–2004, ГОСТ 2470–2004. Нормативные документы описывают область использования, основные характеристики и общепринятые условные характеристики. Нормативные документы содержат таблицы, регламентирующие 3 группы рядов для изготовления нарезок, имеющих диаметры от 1 до 600 мм, параметры шага для нарезок различного диаметра и рекомендуемые для соединений поля допусков и посадок. В соответствии с этими документами маркировка резьб предусматривает соблюдение следующих правил:

• метрическая резьба обозначается большой буквой М, после которой следует численное значение номинального диаметра, выраженная в мм, например М16;
• мелкий шаг обозначается через знак умножения, например М81;
• резьбу, имеющую больше одного захода, обозначают через знак умножения после указания типа и диаметра с дальнейшим указанием шага в скобках, например М202(1);
• для обозначения резьбы, нарезаемой на поверхности конического изделия после буквы М указывается подтип соединения К, например МК10;
• нарезка с левым направлением вращения, указывается добавлением букв латинского языка LH, указываемых сразу после обозначения типа и номинального диаметра М14LH или после указания количества заходов и шага М182(1)LH;
• обозначение допуска резьбы указывается через дефис после шага в виде строчных букв латинского алфавита (h,g и др) для нарезки на стержне М102-6 g и заглавных литер (H,G и др) для отверстий;
• при указании в маркировке посадки, резьба получает дополнительное обозначение в виде дроби, числитель которой определяет класс точности внутренней резьбы, а знаменатель указывает на точность соединения для стержня, например М101-6G/6h.

Помимо перечисленных обозначений, в некоторых случаях после маркировки допускается указание нормативного документа и его регистрационного номера с годом вступления стандарта в силу, например ГОСТ 8724–2004.

Правила обозначения

Метрическая резьба на чертежах указывается в соответствии с приведенными ниже правилами:

1. Резьба в конструкторской документации указывается в виде тонких и сплошных линий, при этом для обозначения резьбы на стержне по наружному диаметру применяется толстая линия, по внутреннему размеру метрическая резьба представляется тонкой линией. Для обозначения резьбы, выполненной в отверстии, применяется толстая линия для указания параметров по внутреннему диаметру и тонкая по внешнему диаметру нарезки.
2. Расстояние между разными типами линий должен быть меньше размера шага, но не меньше 0,8 мм.
Для указания поля допуска используются цифры, указывающие на класс и точность изготовления изделия и буквы, определяющие параметры посадки, используемые в соединении и колебания основных отклонений размеров на детали.

Поля допусков

Метрическая резьба при изготовлении может иметь несколько классов точности.

• Высокий класс точности обозначается латинскими символами 4h и 4g для указания резьбы на поверхности стержня и буквами 4H и 5H для указания на высокие требования к качеству изготовления внутренней нарезки
• Средний класс точности используется наиболее част, учитывая простоту его обеспечения при изготовлении нарезок методом накатывания при прохождении заготовки через резьбонакатный станок. Резьбы этого класса обозначаются заглавными латинскими символами 6H и 6G для указания резьбовой нарезки на стержне и буквенно-цифровыми обозначениями 6d, 6g, 6f, 6e, 6h для нарезки внутри отверстия.
• Грубый класс точности имеет наименьшие требования к качеству поверхности резьбового соединения, обозначается символами 8h и 8g для указания параметров резьбы на стержне; 7H и 7G для указания характеристик резьбы, выполненной внутри гайки.