Резьба коническая дюймовая: где и как используется

О чем речь? Резьба коническая дюймовая отличается шагом и углом наклона. Используется для создания герметичных технических соединений, например, гидравлических сетей и охлаждающих контуров.

На что обратить внимание? При подборе готовой конической резьбы важно ориентироваться на диаметр трубы. Также ее можно нарезать самостоятельно с помощью специального оборудования.

Особенности конической дюймовой резьбы

Дюймовая коническая резьба широко применяется в Европе и Соединенных Штатах Америки. С помощью такого вида нарезки изготавливают муфты, угольники, тройники и другие резьбовые трубные соединения.

Коническая дюймовая резьба обладает рядом особенностей:

• постоянным углом профиля – 55 градусов;
• вершинами и витками, притупленными или обрезанными для повышения герметичности соединения;
• конусной поверхностью, которая отклоняется в пропорции 1:16;
• максимальным диаметром конуса – 6;
• внешним, внутренним, средним диаметрами, ходом и шагом, соответствующими табличным величинам.

Такая нарезка не совместима с цилиндрической из-за разных значений углов профилей. Если у конической резьбовой резьбы угол профиля составляет 55 градусов, то у цилиндрической – 60.

Способность витков конической резьбы деформироваться и уплотняться при затягивании, герметизируя внешние впадины трубы и придавая соединению труб непроницаемость – главный плюс этого вида нарезки. Обеспечивает его именно конусная форма, которую имеет винтовая поверхность. Важно помнить, что демонтаж и повторное формирование соединения сводят это преимущество к нулю.

Все основные параметры, которые должна иметь коническая дюймовая резьба, включая размеры и ряд других технических характеристик, указаны в таблицах. Последние можно найти в специальных справочниках и нормативных документах. Если разрабатывать все детали и зазоры без учета установленных значений, достичь требуемой прочности и герметичности соединений с большой вероятностью не удастся.

Требования и характеристики конической резьбы

Основные характеристики и размеры конусной дюймовой резьбы:

• наружный d – 9,729 дюймов (33,25 мм);
• внутренний d – 8,567 дюймов (30,292 мм);
• размерность – до 6 дюймов;
• шаг – от 0,8 до 2,309 мм;
• число витков на 1
• угол наклона – 1:16 (d к высоте).

Выбирая шаг резьбы, обычно исходят из диаметра трубы, сверяясь с таблицами в специальной справочной литературе. Если речь идет о значениях больше 1, прибегают к сварке фланцев. Соблюдение соотношения расстояния и общей длины нарезки – важное условие формирования качественных соединений.

Как уже говорилось, такой тип резьбовых соединений обладает постоянной конусностью или углом наклона, всегда равным 1:16. Для получения прочных и непроницаемых стыковок крайне важно соблюдать все рекомендованные параметры и соотношения.

Параметры конической дюймовой резьбы регламентированы ГОСТ 6111-52, согласно которому:

• для определения шага резьбы берется прямая, параллельная ее оси;
• биссектриса угла профиля должна быть направлена под углом 90 градусов к оси резьбы;
• ось резьбы и биссектриса угла профиля должны быть перпендикулярны;
• для проверки наружной конической резьбы по среднему диаметру используется специальный резьбовой калибр;
• осевое смещение базовой плоскости по отношению к номинальному положению не должно быть больше шага резьбы;
• при затягивании резьбы должно иметь место совпадение базовой плоскости нарезки и торца муфты;
• соблюдение всех указанных параметров обязательно вне зависимости от величины расстояния между основанием резьбы и торцом детали.

Преимущества конической резьбы

Конические резьбовые соединения широко применяются в промышленном производстве и при проведении строительных работ. Главные плюсы этого вида нарезки состоят в:

• Высокой надежности соединений, которая обусловлена конической формой резьбы, придающей им дополнительную прочность и устойчивость к внешним воздействиям, таким как вибрация и перепады температуры.
• Относительной простоте монтажа и демонтажа, которая обусловлена специфической формой. Собирать и разбирать конструкции и трубопроводы с такими соединениями зачастую можно без специального инструмента, что существенно ускоряет работу и снижает затратность.
• Универсальности: соединения с конической дюймовой резьбой широко применяются в автомобилестроении, химической и нефтяной промышленности, производстве бытовых приборов, электрического оборудования и т. д.
• Высокой герметичности. Коническая форма резьбы позволяет свести к минимуму вероятность возникновения протечек и повысить общую непроницаемость соединений.
• Повышенной устойчивости креплений к воздействию внешних повреждающих факторов, которая обусловлена конической формой. Данный показатель выше, чем у гребенчатой резьбы или резьбы с плоским шлицем.

Отличия дюймовой конической резьбы от метрической

Дюймовая коническая резьба отличается от метрической единицами измерения, применяемыми для ее обозначения. Если для последней все параметры указываются в миллиметрах, то в первом случае – это дюймы.

С не менее выраженными отличиями придется столкнуться и относительно формы профиля за счет применения различных градусных мер. Для метрической резьбы этот показатель составляет 60 градусов, а для дюймовых – 55.

Измеряя и используя в расчетах другие параметры, проводимые в целом по одному алгоритму, также нужно иметь в виду наличие небольших отличий. Для этой цели пользуются специальными измерительными инструментами и приборами: гребенками, резьбомерами, микрометрами, штангенциркулем – и определяют плотность посадки вкрученного болта. В каждом отдельном случае необходимо использовать совершенно разные калибры.

Оборудование и инструменты для нанесения конической резьбы

Наружную коническую резьбу нарезают круглыми плашками различной размерности и конфигурации – в соответствии со значениями, указанными в определенных нормах и стандартах.

Конструкция круглых плашек относительно проста: они выполнены в виде гаек из высокопрочных стальных сплавов. Плашка имеет резьбовое окно в центре, внутри которого происходит сам процесс формирования резьбы, и боковые отверстия. С помощью последних отводится наружу металлическая стружка, которая образуется в ходе нарезки. На боковых поверхностях инструмента имеются пазы, в которые вставляются ручки.

Нередко наружную коническую резьбу формируют или восстанавливают с помощью клуппов, конфигурация рабочей части которых имеет существенные отличия. Благодаря менее глубоким первым резцам начальные витки служат для подготовки поверхности к обработке и позволяют направить резьбу, минимизируя вероятность возникновения искривлений.

При использовании плашек нарезание выполняется за один проход. С помощью таких инструментов можно формировать модель вручную или использовать электрический инструмент. Также широко используются для этой цели специальные резьбонарезные станки, оснащенные мощным электродвигателем и специальным устройством для остановки вращения. Подобное оборудование дает возможность автоматизировать и упростить формирование конических и цилиндрических наружных резьб.

Такие станки отличаются безопасностью, надежностью и долговечностью. Качественная резьба на них создается в течение нескольких секунд, благодаря чему резьбонарезное оборудование широко применяется в строительстве и при прокладке трубопроводов.

Для формирования внутренней конической резьбы используются специальные режущие инструменты – метчики, выполненные в виде стального стержня из инструментального стального сплава с винтовой нарезкой. Приспособление снабжено бороздками, которые отводят металлическую стружку, образующуюся при обработке деталей. Конструкция включает в себя режущую рабочую часть и хвостовик, для фиксации которого используется метчикодержатель. После введения внутрь трубы или отверстия метчик вращается с помощью ручек.

Также для создания внутренней трубной конической резьбы часто применяются специальные станки, в которых шпиндель приводится во вращение электрическим двигателем. Широкое использование получили мобильные модификации, которыми пользуются, например, при прокладке трубопроводов. В быту и в условиях небольшой мастерской такую работу выполняют ручными метчиками.

Формирование конической резьбы требует соблюдения ряда обязательных условий:

• для точной и качественной работы необходимо выдерживать длину и диаметр резьбы, а также следить за соосностью режущей части и отверстия;
• необходим контроль угла профиля, который для дюймовых резьб должен равняться 60 градусам, а для метрических – 55;
• для формирования герметичных соединений лучше использовать дюймовую резьбу, у которой более скругленный профиль;
• для подготовки к нарезанию формы в заготовке рассверливается отверстие цилиндрическим сверлом меньшего диаметра;
• обязательно нужно снимать фаску с кромки отверстия;
• через каждые два оборота режущего инструмента необходимо делать один оборот в обратном направлении;
• рабочую часть инструмента необходимо защищать от перегрева, нанося смазочно-охлаждающую жидкость;
• на середине длины нарезки следует уменьшить усилие, которое прикладывается к метчику или плашке;
• для повышения точности при формировании резьбы необходимо выполнять черновую нарезку;
• для того чтобы по окончании обработки снять плашку или извлечь метчик, необходимо поворачивать инструмент в обратную сторону, пока он не освободится.

Характерным отличием метчиков для формирования внутренней конической резьбы является наличие удлиненной заборной части и неполной резьбы, которая также служит калибратором. По специальным каналам в режущей части инструмента отводится металлическая стружка. Окончание хвостовика, предназначенное для фиксации в воротке, имеет квадратное сечение.

Формирование резьбы выполняется в следующей последовательности:

1. Заготовка фиксируется в тисках.
2. На режущую часть метчика или плашки наносится слой смазки.
3. Рабочая часть инструмента располагается строго перпендикулярно оси заготовки.
4. Нарезаются пробные витки.
5. После создания нескольких пробных витков необходимо извлечь метчик или снять плашку и, убедившись в том, что формирование резьбы идет правильно, продолжить нарезку, предварительно удалив с поверхности стружку.
6. Сделать резьбу на требуемую длину.
7. Удалить остатки стружки и протереть инструмент.

Если для формирования резьбы используется токарный станок, пользуются специальными резьбонарезными плашками, конструкция которых обеспечивает возможность раздвигания резцов по ходу работы. Применяя такое оборудование с соответствующими рабочими инструментами, можно существенно повысить точность обработки и ускорить процесс.

Конические резьбы также можно формировать с помощью накатных роликов, однако у этого способа имеется ряд серьезных недостатков: во-первых, страдает точность обработки, а во-вторых, пользоваться таким инструментом намного сложнее.

При настройке станка для создания резьбы необходимо выставлять пониженные обороты шпинделя и скорость подачи. Важно выставить такие значения, чтобы при перемещении суппорта на расстояние, равное шагу резьбы, инструмент совершал один полный оборот.

Конусные резьбы отличаются от цилиндрических тем, что обладают переменным диаметром. Самый распространенный случай – нарезка сужающейся резьбы на элементах с базовым диаметром, превышающим концевой. Точные значения обоих параметров может содержать специальная маркировка. Такая резьба позволяет создавать прочные, надежные и долговечные соединения. Недостаток заключается в сложности процесса формирования. Любые неточности могут заметно снизить качество стыковки.

Часто задаваемые вопросы о конической дюймовой резьбе

Где применяется коническая резка?

Конусные резьбовые соединения, несмотря на сложность их формирования, получили широкое распространение при изготовлении различных технических сооружений, эксплуатация которых связана с высоким давлением. В первую очередь это трубопроводные магистрали, по которым транспортируются сжатый воздух, газы, охлаждающие жидкости, масла.

Коническая резьба используется в различном гидравлическом оборудовании. Возможности применения таких соединений существенно расширяются различными переходниками.

Как готовят металл к нанесению резьбы?

Для формирования резьбы необходимо тщательно очистить поверхность металлической заготовки от песка, пятен ржавчины и прочих загрязнений. Перед нарезкой нужно нанести на металл слой смазки, без которой обрабатываются только бронзовые и чугунные детали. Специальный материал можно заменить минеральным, синтетическим, растительным маслом или салом, однако следует учесть, что в этом случае к материалу будет липнуть стружка.

Какие преимущества имеет коническая резьба по сравнению с другими типами?

Среди основных преимуществ конической резьбы специалисты отмечают высокую прочность, надежность и герметичность соединений, которые можно эксплуатировать при высоких температурах и нагрузках. Кроме того, проложенные с их использованием трубопроводы относительно легко собираются и разбираются. Для сборки можно пользоваться гайками, муфтами и другими соединительными элементами.

Данный вид резьбы особенно востребован при монтаже ответственных технических сооружений, работающих в сложных условиях. Это, например, трубопроводы высокого давления или гидравлические узлы.