Шаг резьбы: диаграммы, проектирование, измерения и обработка

Шаг резьбы кажется незначительной деталью. Но на самом деле, если он выходит из строя, он может привести к серьёзным проблемам, таким как несоосность, перекос или даже механическая поломка в крайних случаях. Для конструкторов важно знать, как работает шаг резьбы, как он правильно устанавливается и функционирует. В этой статье будут рассмотрены все важные сведения о шаге резьбы, прежде чем передавать деталь на обработку с ЧПУ.

Что такое шаг резьбы?

Шаг резьбы — это расстояние между соседними витками. Неправильный шаг может привести к неправильной резьбе в крепёжных элементах, что приведёт к повреждению или ненадёжному соединению.

Определение шага резьбы

Шаг резьбы измеряется по впадинам двух соседних витков. Он показывает, сколько витков потребуется, чтобы разместить крепёж на определённом расстоянии.

Единицы шага

Измеряется в мм для метрических крепежных деталей, таких как M10 x 1.5, которые находятся на расстоянии 1.5 мм друг от друга.

Резьбовые вставки

Измеряется в нитках на дюйм (TPI) для имперских крепежных деталей, например 1/4"−20 — метрический размер болта с 20 нитками на дюйм.

Шаг резьбы против хода резьбы

Шаг резьбы — это измерение расстояния между отдельными витками резьбы, а ход резьбы — это линейное расстояние, на которое продвигается винт за один полный оборот на 360°.

Многостартовые потоки

Однозаходные резьбы имеют только одну непрерывную нить, а ход резьбы равен шагу. Многозаходные резьбы имеют две или более параллельных нитей.

Шаг измеряется как шаг = шаг × количество запусков.

Как определить шаг резьбы (шаг за шагом)

Чтобы определить правильную высоту звука, выполните следующие действия:

1. Определите тип резьбы: внешняя (вал) или внутренняя (резьбовое отверстие)
2. Используйте подходящий инструмент, например, резьбомер. Также можно использовать линейку или штангенциркуль.
3. Если вы измеряете без измерительного прибора, для метрической резьбы используйте линейку, чтобы измерить расстояние в мм. Для дюймовой резьбы используйте линейку и подсчитайте количество витков на расстоянии 1 дюйма.
4. Определите шаг резьбы. Если это метрическая система, используйте мм, а для британской — TPI.

Внешняя и внутренняя резьба

Для измерения шага наружной резьбы совместите зубья калибра с резьбой на валу. Правильный калибр должен подойти без зазоров.

Для внутренней резьбы вставьте щуп в отверстие. Или можно использовать винт или болт с известным шагом резьбы и ввинтить его в отверстие. Если он входит плавно, резьба совпадает.

Измерительные инструменты

Резьбомер — лучший инструмент для измерения шага резьбы без погрешности. Линейки и штангенциркули используются, когда не используются калибры. Однако при измерении без калибров существует вероятность ошибки.

Измерение без датчика

Распространенные ошибки при измерении без измерительных приборов

• Неправильный инструмент для измерения шага метрической резьбы без измерения большого пролета
• Смешение двух систем, таких как метрическая и имперская
• Отсутствие проверки «годен/не годен» означает, что если резьба входит легко, но затем останавливается, то шаг неправильный.
• Невозможно определить тип резьбы (внутренняя или внешняя)
• Не замечая износа нити

Как рассчитать шаг резьбы на деталях?

Конструкция шага резьбы на винте зависит от назначения конструкции (мелкая или крупная пара), типа материала, толщины стенки и других различных параметров, которые поясняются ниже:

Зависит от целей дизайна

Крупная резьба используется для общего назначения, а мелкая — для высокопрочных и точных изделий. Таблица шагов резьбы:

Типы материалов

Для нарезания резьбы обычно используется алюминий марки 6061 T6 . Он относительно мягкий, а длина зацепления предотвращает срыв резьбы. Мелкая резьба из алюминия 6061 T6 обладает лучшей удерживающей способностью.

Толщина стенки

Толщина стенки должна быть достаточной для поддержки вкручиваемой резьбы. Общее правило для повышения прочности: минимальная толщина стенки должна быть в два раза больше наружного диаметра резьбы.

Продолжительность и сила контакта

Зацепление резьбы — критически важный фактор для повышения прочности. Чем больше длина зацепления, тем выше прочность. Для алюминия рекомендуется более длинное зацепление, а для увеличения количества витков на каждой длине можно использовать мелкую резьбу.

Условия сборки и вибрация

Крупная резьба используется в условиях низкой и средней вибрации, а мелкая — при высокой вибрации. Мелкая резьба обеспечивает самоблокировку и более плотное прилегание, что предотвращает ослабление резьбы из-за вибрации. Однако она чувствительна к перекосу и требует осторожности при сборке. Крупная резьба легче в сборке.

Шаг резьбы в зависимости от основного/второго диаметра

Как мы теперь знаем, шаг резьбы — это расстояние между соседними вершинами, которое определяет зацепление резьбы. В то время как наружный и внутренний диаметры — это внешние и внутренние границы резьбы соответственно.

Что такое диаметр делительной окружности?

Диаметр делительной окружности — это воображаемый диаметр, при котором ширина резьбы и канавки равны друг другу. Это важный размер, поскольку он определяет зацепление резьбы между двумя деталями. Диаметр делительной окружности является центральным значением между большим и малым диаметрами.

Что контролирует шаг резьбы

Он контролирует осевое расстояние между витками резьбы. Меньший шаг обеспечивает большую плотность резьбы на единицу длины и надёжную фиксацию. Он также отвечает за точность зацепления резьбы и прочность крепления.

Что контролирует главный диаметр

Это наибольший размер резьбы, который определяет её общий размер и положение вершин резьбы. Он критически важен для обеспечения зазора и предотвращения заедания детали относительно окружающего материала.

Что контролирует малый диаметр

Это меньший диаметр впадины внутренней резьбы. Он определяет прочность самой тонкой части резьбы и её сопротивление срыву.

Как шаг меняет высоту резьбы

Шаг резьбы напрямую не влияет на высоту резьбы. Он определяется разницей между наружным и наружным диаметрами. Их соотношение определяется геометрией резьбы.

Выбор грубого или мелкого шага в инженерном деле

Крупная резьба лучше всего подходит для общей сборки. Мелкая резьба обеспечивает более прочное крепление и лучшую устойчивость к вибрации.

Дайте определение крупной и мелкой резьбы

Крупная резьба имеет больший шаг и меньшее количество витков на осевое расстояние. Мелкая резьба имеет меньший шаг и большее количество витков на осевое расстояние.

Прочность и устойчивость к растрескиванию

Крупные нити менее прочны в хрупких материалах, но более прочны для размеров более одного дюйма. Мелкие нити обладают более высокой прочностью на растяжение и сдвиг и меньше подвержены срыву в твёрдых материалах.

Сопротивление вибрации и ослаблению

Крупная резьба подвержена ослаблению под воздействием вибрации. Мелкая резьба устойчива к ослаблению под воздействием вибрации благодаря лучшему контакту с поверхностью.

Скорость сборки и риск перекоса резьбы

Крупная резьба быстро монтируется и не перекручивается благодаря большему шагу. Мелкая резьба медленно монтируется и повышает риск перекручивания.

Требуемая продолжительность участия

Крупная резьба требует меньшего зацепления резьбы для достижения той же силы зажима, тогда как мелкая резьба требует большей длины для достижения той же силы.

Резьбовые отверстия и фрезерование резьбы на станках с ЧПУ

Нарезание резьбы метчиком — быстрый метод создания внутренней резьбы, а фрезерование резьбы обеспечивает большую гибкость и качество как для внутренней, так и для наружной резьбы.

Что такое нарезание резьбы?

Нарезание резьбы осуществляется вращением метчика в предварительно просверленном отверстии . Этапы нарезания резьбы следующие:

1. Просверлите пилотное отверстие для крана.
2. Выбирайте метчик с учетом правильного размера резьбы, типа и материала.
3. Поместите кран в центр отверстия.
4. Вращайте метчик вручную или с помощью цикла нарезания резьбы на станке с ЧПУ.
5. Выверните метчик назад, чтобы удалить стружку и предотвратить поломку.

Нарезание резьбы осуществляется многозубым резцом по винтовой траектории. Этапы создания резьбы следующие:

1. Просверлите пилотное отверстие для траектории движения резьбовой фрезы
2. Выберите резьбовую фрезу с правильным шагом и другими параметрами.
3. Запрограммируйте траекторию инструмента для создания резьбы.
   • Резьбовая фреза будет вращаться и двигаться по винтовой траектории, нарезая резьбу.
   • Завершите процесс, когда инструмент достигнет желаемой глубины.

Выбор размера сверла для метчика (таблицы и формулы)

Для расчета размера метчика следует использовать следующую формулу шага резьбы:

Размер сверла для метчика = Основной диаметр - (Шаг / TPI).

Для метрической резьбы формула шага резьбы и пример таблицы размеров приведены ниже:

Размер сверла под метчик = Основной диаметр - Шаг.

Класс диаграмм соответствия

Это допустимое отклонение диаметра шага резьбы. Метчик имеет свой делительный диаметр, а его класс посадки определяется полем допуска диаметра. Распространенные классы:

• Класс 1: свободная посадка для легкой сборки
• Класс 2: стандартный, подходит для общего использования
• класс 3: плотная посадка для точности

Выберите нарезание резьбы или фрезерование резьбы

При выборе нарезного или фрезерного инструмента необходимо учитывать несколько факторов.

Распространенные проблемы из-за неправильного шага резьбы

Ниже описаны некоторые распространенные проблемы, возникающие из-за неправильного шага резьбы винта:

Детали не подходят или не заводятся

Резьба с двумя разными шагами не может быть совмещена должным образом. Практически невозможно начать резьбу или полностью зацепить детали.

Нити срываются или застревают

Приложение силы к несоосной резьбе может привести к её повреждению или срезу во время сборки. Это также называется перекосом резьбы и может привести к заеданию.

Протекает или ослабевает после сборки

Неправильная сборка из-за неправильного шага резьбы приводит к протечкам или плохой герметизации. Сначала соединение может казаться герметичным, но со временем оно ослабевает из-за вибрации или износа резьбы.

Ломается или выходит из строя под нагрузкой

Неправильный шаг резьбы приводит к неравномерному распределению и концентрации напряжений. Это может привести к преждевременному выходу из строя крепежных деталей, поскольку свойства материала оказываются исчерпанными.

Почему стоит выбрать TUOFA CNC Machining?

Компания TUOFA CNC Machining предлагает высококачественные услуги по нарезанию и обработке резьбы с ЧПУ, которые необходимы для таких отраслей, как аэрокосмическая и автомобильная промышленность. Мы обеспечиваем высокую точность, гибкость и эффективность при выполнении как нарезания резьбы, так и обработки отверстий.

Прецизионная резьбонарезка с ЧПУ

Компания TUOFA располагает передовым оборудованием, способным выполнять различные виды прецизионной нарезки резьбы с ЧПУ , включая резьбу NPT или BSP, с высокой скоростью, особенно благодаря технологии жесткого нарезания резьбы, которая обеспечивает согласование вращения инструмента и осевого перемещения для достижения точности.

Прецизионное нарезание резьбы на станках с ЧПУ

Услуги точной нарезки резьбы TUOFA известны своей гибкостью, точностью и возможностью создания индивидуальных резьб.

Области применения

Компания TUOFA производит детали с высокой структурной целостностью, способные выдерживать высокие температуры и абразивное воздействие. Мы предлагаем услуги прецизионной обработки на станках с ЧПУ для таких отраслей, как аэрокосмическая, электронная, автомобильная и медицинская.

Заключение

Шаг резьбы измеряется от впадин двух соседних витков резьбы. Таблицы шагов резьбы используются при проектировании и обработке для определения ключевых характеристик, таких как наружный диаметр, шаг и число витков на дюйм, для обеспечения совместимости. Инженеры используют эти измерения при проектировании, чтобы выбрать совместимый крепеж перед передачей его поставщикам услуг по производству. Шаг резьбы измеряется с помощью щупа, линейки или штангенциркуля. Эти размеры сверяются с таблицами, а размер сверла определяется перед обработкой на станке с ЧПУ.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как шаг резьбы влияет на прочность болта?

Влияет на прочность болта, влияя на прочность на растяжение, прочность на сдвиг и усталостную долговечность в зависимости от размера и материала болта.

Какой шаг резьбы наиболее распространён?

Наиболее распространенный шаг резьбы для метрических крепежных деталей — M10 x 1.5, а для дюймовых — 1/4" - 20 (20 TPI).

Что означают 2A и 2B для потоков?

2А означает наружную резьбу общего назначения, а 2В означает внутреннюю резьбу общего назначения.

Что означает m8 x1.25 6H?

Это метрический размер болта, где М — метрическая система, 8 — диаметр в мм, 1.25 — шаг в мм, а 6H — класс допуска для внутренней резьбы.