Виды резьбы

Среди художественных работ в нашей стране самой распространенной и любимой в народе издавна была резьба по дереву. Резьбой украшали жилища и корабли, мебель, посуду, орудия труда - прялки, швейки, вальки. Яркостью образов, меткой наблюдательностью, тонким юмором и подлинным чувством красоты отличаются народные деревянные игрушки.

Многовековая культура художественной резьбы по дереву имеет национальные традиции, которые передаются из поколения в поколение при украшении резьбой деревянных домов, создании бытовых, декоративных изделий. Лучшие образцы таких изделий, созданных народными мастерами-резчиками, бережно хранится в музеях нашей страны.

Дерево и в наши дни остается излюбленным материалом художников. Из него создают скульптуру, резные декоративные и утилитарно-декоративные предметы. В области художественной обработки дерева работают народные мастера и художники-профессионалы, организованно ведется подготовка кадров.

Существует много видов резьбы по дереву, которые можно подразделить на следующие основные группы: плосковыемчатая или углубленная; плоскорельефная; рельефная; прорезная, или ажурная; скульптурная, или объемная; домовая (корабельная).

Каждая из этих групп в свою очередь делится по рисунку и технике выполнения па разновидности.

Плосковыемчатая резьба

Плосковыемчатая резьба характеризуется тем, что ее фоном является плоская поверхность украшаемого изделия или заготовки, а рисунок образуют различной формы углубления - выемки. Низшие точки рельефа расположены ниже уровня украшаемой поверхности, а верхние точки находятся на ее уровне. В зависимости от формы выемок и характера рисунка плосковыемчатая резьба может быть геометрической или контурной.

Геометрическая резьба - один из самых древних видов резьбы по дереву. Она выполняется в виде двух-, трех - и четырехгранных выемок, образующих па поверхности узор из геометрических фигур - треугольников, квадратов, окружностей.

В далекие времена каждая геометрическая фигура и различные их сочетания имели свое символическое значение. Так, розетка с лучами являлась символом солнца. Шли века, развивалось понятие о красоте, геометрические элементы складывались в орнаменты. Из простейших порезок (выемок), выполняемых одним инструментом (ножом-косячком), мастера-резчики научились создавать богатейшие узоры, применяемые для украшения различных предметов домашнего обхода.

На рис 1 представлены фрагменты старинных русских прялок, украшенных геометрической резьбой.

Позже, с развитием техники резьбы и появлением новых инструментов, в геометрической резьбе появились скобчатые выемки, выполняемые полукруглыми стамесками. Они обогатили композиции орнаментов.

Геометрическая резьба выгодно отличается от других видов резьбы Полым им разнообразием приемов художественного оформления деревянной поверхности. В то же время эта резьба не сложна по выполнению и не требует, по сравнению с рельефной, специальных знаний теории рисунка, сложного набора инструментов. Ее преимущество также - небольшая глубина резного рисунка, не нарушающая композицию самого изделия.

Контурная резьба характеризуется неглубокими тонкими двугранными выемками, проходящими по всему контуру рисунка. В отличие от геометрической в контурной резьбе используют главным образом изобразительные мотивы: листья, цветы, фигурки животных, птиц. Изображение, выполненное контурной резьбой, похоже на гравированный рисунок: линии его резки, жестки, игры светотени почти нет. На рис. 2 представлены фрагменты русских прялок, украшенных контурной резьбой и скобчатыми порезками.

Контурная резьба употребляется чаще всего в сочетании с другими видами резьбы - геометрической, плоскорельефной, а также с росписью. Как самостоятельный вид эту резьбу применяют для выполнения на дереве декоративных панно.

При выполнении контурной резьбы используют не только нож-косячок, но и различные стамески. Техника контурной резьбы требует от исполнителя большого внимания, свободного владения инструментом и высокого художественного вкуса

Плоскорельефная резьба

Плоскорельефная резьба имеет несколько разновидностей: резьба с заоваленными контурами (заоваленная, или завальная), резьба с подушечным фоном, резьба с подобранным (выбранным) фоном. Общим признаком для них является невысокий условный рельеф, расположенный в одной плоскости на уровне украшаемой поверхности. Плоскорельефная резьба является как бы переходным видом от контурной к рельефной резьбе.

Заоваленная резьба, так же как и контурная, выполняется в виде двугранных выемок по контуру рисунка, но выемки режутся более глубокими, а их грани закругляются (заоваливаются). Как правило, со стороны форм орнамента выемки режутся и заоваливаются круче, а со стороны фона - более отлого (рис. 3).

В некоторых случаях фон заоваливают так, что он нигде не остается плоским. Такой фон называют подушечным, а резьбу - заоваленной с подушечным фоном. По технике выполнения, внешнему виду и назначению эта резьба мало отличается от обычной заоваленной резьбы.

Плоскорельефная резьба с выбранным фоном выполняется так же, как и обычная заоваленная. формы орнамента остаются плоскими, а края форм круто заоваливаются. Фон в этой резьбе выбирают на небольшую глубину. Орнамент как бы лежит на ровной плоскости. Фон иногда чеканят (рис. 4). Игра светотени здесь несколько богаче, чем в заоваленной резьбе, но также небольшая. Поэтому плоско рельефную резьбу выполняют в основном на мелких предметах и отделывают полированием.

В развитии плоскорельефной резьбы большую роль сыграла так называемая абрамцевско-кудринская резьба, которая возникла в конце XIX в. в подмосковском имении Абрамцево, где была организована мастерская резьбы по дереву. Многие мастера, работавшие и обучавшиеся в Абрамцево, жили в соседней деревне Кудрино, поэтому резьба получила название абрамцевско-кудринской.

Большое влияние на формирование абрамцевеко-кудринской резьбы оказало творчество талантливого народного резчика В. П. Ворноскова, вышедшего из абрамцевской мастерской. Для работ Ворноскова характерны растительные мотивы с закругленными листьями (так называемая «пальчатая» резьба), плоский полированный орнамент, почти полностью закрывающий поверхность, и матовый тонированный фон с начеканкой узора из точек.

Традиции старых мастеров сохраняются и сейчас в работах резчиков Хотьковской фабрики художественных изделий из дерева и кости, созданной на основе бывших абрамцевских мастерских. Образец совремнной кудринской резьбы показан на рис. 5.

Рельефная резьба

Рельефную резьбу выполняют путем подрезки плоского орнамента, оста пленного на углубленном фоне, и проработки форм на поверхности этого орнамента. Рельефная резьба почти не имеет плоской поверхности. Формы орнамента выявляются рельефом разной высоты.

Различают барельефную резьбу - резьбу с низким рельефом и горельефную резьбу - с более высоким рельефом, ярче выраженным и имеющим более богатую игру светотени.

Рельефная резьба отличается большой выразительностью и декоративностью. В прошлом ее широко применяли для украшения интерьеров - стеновых панелей, порталов, дверей, а также в мебели. В настоящее время рельефную резьбу также используют для отделки интерьеров общественных зданий в виде настенных панно (рис. 6). Рельефную резьбу применяют и при изготовлении современной художественной мебели: на спинках стульев, на корпусной мебели в виде накладных декоративных элементов.

Прорезная резьба

Прорезной называется резьба, у которой фон удален. Прорезная резьба может выполняться как в технике плоскорельефной резьбы (с плоским орнаментом), так и в технике рельефной резьбы.

Плоская прорезная резьба нередко применялась для украшения старинной русской мебели. На рис. 7 показано кресло, выполненное из древесины сосны с плоской прорезной и контурной резьбой (конец XVII в.).

При применении такой резьбы в шкафчиках и ширмах под нее в качестве фона подкладывают яркую ткань.

Резьбу такого типа изготовить гораздо легче, чем вырезать ее глухой, то есть на заготовке. Для работы чаще всего применяют сверла разного диаметра, лобзик или узкую ножовку и реже - кое-какие резцы, больше всего плоские и полукруглые стамески. Лучше использовать лобзики с мелкими зубьями, пилят они менее производительно, но пропил у них чище.

Для постановки полотна пилы лобзика в вырезываемые места внутри деталей предварительно приходится просверливать отверстия нужного диаметра. Так как переставлять полотно лобзика приходится часто, один конец полотна пилы делают с крючком.

Прорезная резьба представляет собой обычную резьбу с полностью выбранным фоном. При аккуратном и чистом исполнении это придает деталям ажурность и легкость. Такая резьба может быть геометрической, контурной с завальным фоном. Ей украшают карнизы, наличники, простенки, двери, ворота, а также различные ограждения.

Выпиливать любые орнаменты во много раз легче и быстрее, чем вырезать их с выборкой фона, над-резкой контуров, как при глухой резьбе.

Бывает, что выпиливаемый орнамент не всегда получается чистым и ровным, поэтому края его с тыльной стороны слегка закругляют, срезая узкую фаску. Вообще домовая резьба смотрится хорошо на некотором расстоянии от дома.

В зависимости от орнамента детали приходится высверливать много всевозможных отверстий разной формы. Круглые высверливают сверлом нужного диаметра, а отверстия другой формы сначала высверливают, а затем вырезают стамесками разной ширины и формы, резцами и ножами с узкими лезвиями. Этот прием более легок, удобен и производителен.

При выполнении резьбы часто скалывается древесина с тыльной (обратной) стороны. Чтобы этого не происходило, заготовку следует укреплять на строганой доске.

Древесину часто срезают за два приема. Сначала делают черновую срезку с отступом от линий орнамента на 1...2 мм, а затем срезают начисто по линии орнамента. Инструмент должен быть острым, ставят его с небольшим наклоном внутрь отверстия, срезая древесину под очень небольшим углом. Такой способ облегчает работу и дает более чистую поверхность среза.

В прорезной резьбе часто фаску срезают с обратной стороны детали, зачищая неровные края и удаляя сколотую древесину. Ширина фаски зависит от рисунка орнамента и толщины детали. Резные детали выполняют поразному. Прежде всего на заготовку прикладывают шаблон или трафарет, переносят на нее рисунок орнамента простым карандашом и приступают к резьбе. Можно сначала обработать деталь с наружной стороны, а затем с внутренней, но можно сделать и наоборот.

Для того чтобы вставить пилу для пропиливания, сначала просверливают отверстие. Заготовку укладывают прямо на верстак и работают пилой сверху вниз или устанавливают специальную подставку из толстой доски длиной около 1 м, к которой крепят четыре стойки высотой 250...300 мм с расстоянием между ними 50 мм.

Для стоек в доске сверлят или долбят четыре сквозных отверстия диаметром (сечением) 40... 50 мм. Между стойками укладывают заготовку и, если надо, закрепляют ее клиньями, которые вставляют между стойками и заготовкой. Чтобы концы стоек не расходились, сверху на них иногда надевают деревянные или проволочные хомуты.

Подставку можно прикрепить к верстаку струбцинами, гвоздями, шурупами.

Во время работы зубья ручных лобзиковых пил должны резать древесину в направлении от себя, а ножного лобзика - сверху вниз.

Ножной лобзик устраивают следующим образом. В верстаке или доске делают отверстие шириной не более 1 мм, по которому должен ходить лобзик. С тыльной (гладкой) стороны лобзиковой пилы, или обушка, крепят стальную пластинку или забивают гвоздь. Это необходимо для того, чтобы пила при нажиме на нее не врезалась обратной стороной в древесину. Над отверстием подвешивают витую пружину или укрепляют ствол или сук дерева из пружинящей древесины. На полу крепят педаль. Один конец лобзиковой пилы крепят через поводок, то есть кусок проволоки, к педали, а второй также через поводок - к пружине. Зубья пилы должны быть направлены вниз, то есть к полу.

При нажатии на педаль полотно пилы передвигается вниз и пропиливает древесину. При освобождении педали пила поднимается пружиной вверх. Заготовку в это время держат руками и направляют риской к полотну пилы. Чтобы пила была устойчива, над отверстием верстака или доски крепят бобышки - направляющие, и полотно пилы проходит это место, не искривляясь.

Изготовленную прорезную резьбу крепят на некотором расстоянии от стены, чтобы она лучше просматривалась на ее фоне.

Накладная резьба представляет собой детали, выполненные прорезной резьбой. Крепят их гвоздями вплотную к конструкциям дома: к стенам, простенкам, под окнами, над окнами, к лопаткам, то есть доскам, прибитым к углам стен, столбам дверей или ворот и др. Шляпки гвоздей можно сплющить и утопить в древесину. Такая резьба просматривается лучше, чем глухая.

Выполнять накладную резьбу рекомендуется чище, особенно с тыльной стороны. Желательно не снимать с нее фаску, поэтому лучше всего отверстия сверлить с двух сторон. Как только центр сверла (острие) появится с тыльной стороны, заготовку перевертывают и сверлят с обратной стороны. Точно так же выполняют долбление или резание древесины. Нежелательных сколов древесины при этом не бывает. Изготовленные детали плотно примыкают к стенам, желательно обшитым тесом, что создает монолитность изделий.

Чтобы не было ржавых потеков от шляпок гвоздей, последние рекомендуется промазать олифой.

Фон в прорезной резьбе удаляют долотом или пилой. В последнем случае резьбу называют пропилъной. Так как эта операция может быть механизирована, пропильная резьба находит применение при серийном производстве мебели.

Прорезную резьбу с рельефным орнаментом называют ажурной. Такая резьба широко применялась для украшения мебели стилей барокко и рококо в конце XVII- XVIII вв. (рис. 8). Исполнение такой резьбы требует высокого мастерства.

Иногда прорезную резьбу приклеивают к деревянной основе. В этом случае ее называют накладной или наклейной.

Скульптурная резьба

Скульптурная, или объемная, резьба характеризуется тем, что в ней рельефное изображение частично или полностью отделяется от фона, превращаясь в скульптуру. В отличие от одностороннего изображения объекта в плоскорельефной и рельефной резьбе в объемной резьбе объект изображается всесторонне.

Скульптурная резьба имеет тысячелетнюю историю. С давних времен человек воплощал свои религиозные представления в фигурках богов и духов. Фантастические представления о природе проявлялись также в формах предметов домашнего обихода. Так, в форме ладьевидных ковшей с головою утки или коня отразился древний миф об огненной колеснице, в которой совершало свой путь солнце: днем по небу в нее впрягались кони, а ночью – в подземном – подземном царстве – фантастические птицы.

С приходом христианства появились скульптурные изображения святых, которые нередко ярко раскрашивались и служили украшением многочисленных храмов.

Любовь к юмору, шутке, а порой и острой сатире получила воплощение в деревянной игрушке, которая пользовалась большой популярностью во многих районах нашей страны. Особую славу приобрели игрушечники Загорска и села Богородское. Особенностью богородской резьбы является узорная проработка поверхности изделия, имитирующая шкурку зверя или оперенье птиц. На рис. 9 представлена одна из работ богородских резчиков.

Скульптурную резьбу широко применяли для украшения интерьеров и мебели классических стилей. Ножки стульев и кресел часто делали в виде звериных лап, подлокотники кресел украшали фигурами фантастических животных, птиц.

Домовая резьба

Домовая резьба характеризуется тем, что является крупномасштабной, выполняется в основном на древесине хвойных пород с помощью топора, пилы и долот и применяется для украшения деревянных построек.

Хотя домовая резьба была развита уже в XVI в., до нас дошли образцы, относящиеся к XIX в. Деревянные постройки, украшенные резьбой, сохранились главным образом на севере нашей страны и в Поволжье.

Считают, что резные украшения на жилые постройки перешли с деревянных кораблей, поэтому домовую резьбу называют также корабельной. По характеру и технике выполнения домовая резьба бывает рельефной, прорезной (ажурной) и объемной.

Глухой рельефной резьбой - резьбой с непрорезанным (глухим) фоном и высоким рельефом узора - украшали фронтоны домов, наличники окон (рис. 10). Мотивами резьбы чаще всего являлись растительные орнаменты, где листья завиваются крутыми встречными спиралями, их соединяют и одновременно отделяют цветочные розетки. Среди листьев и цветов нередко вставляли изображения русалок-берегинь, львов, птицы феникс. Прорезная, или пропильная, домовая появилась в середине XIX в. Выполняли ее с помощью лобзика. Ажурными подзорами украшали фронтоны домов, наличники окон, обрамляли входы, перила.

Примером объемной домовой резьбы является так называемый «охлупень» - фигурное изображение головы и верхней части туловища коня, оленя, большой птицы, которое вырезали из целого корневища топором и помещали на гребне крыши над фронтоном, а раньше украшали носовую часть корабля.

По назначению различают два типа резьбы а) резьбы крепежные (метрическая, дюймовая, трубная, круглая), б) резьбы для передачи движения, применяемые в винтовых механизмах, или ходовые резьбы (трапецеидальная, упорная, прямоугольная).

Метрическая резьба имеет треугольный профиль с углом 60° при вершине (рис.41 б). Вершины профиля резьбы притуплены по дуге или по прямой, что снижает концентрацию напряжений и исключает возможность повреждения резьбы. Радиальный зазор в резьбе делает ее негерметичной.

Метрические резьбы бывают с крупным и с мелким шагом. Резьбы с крупным шагом имеют основное применение в общем машиностроении, так как они менее чувствительны к износу и погрешностям изготовления. Резьбы с мелким шагом применяют для соединения тонкостенных деталей, а также в резьбовых соединениях, подверженных действию переменных нагрузок.

Резьба с мелким шагом прочней (увеличивается внутренний диаметр резьбы) и надежней от ослабления затяжки (уменьшается угол подъема резьбы) в связи с уменьшением шага.

В условное обозначение однозаходной резьбы входит буква М (метрическая), номинальный диаметр резьбы, значение шага (только для резьбы с мелким шагом), буквы LH (только для левой резьбы).

Дюймовая резьба является крепежной резьбой, она имеет треугольный профиль с углом 55° при вершине. Диаметр резьбы измеряется в дюймах (один дюйм равен 25,4 мм). Применяется дюймовая резьба только при ремонте импортных машин.

Трубная резьба является мелкой дюймовой резьбой с закругленными выступами и впадинами. Отсутствие радиальных зазоров позволяет применять эту резьбу для герметичного соединения деталей трубопроводов.

Круглая резьба (рис. 41 е) имеет профиль, составленный из дуг окружностей. Резьба имеет высокую динамическую прочность и применяется в тяжелых условиях эксплуатации в загрязненной среде, а также в тонкостенных изделиях (цоколи и патроны электрических ламп).

Трапецеидальная резьба (рис. 41 г) является основной в передаче винт-гайка. Ее профиль - равнобочная трапеция с углом 30°, применяется для передачи реверсивного движения под нагрузкой (винтовые механизмы, ходовые винты станков и т.п.).

Упорная резьба (рис. 41 в) имеет профиль в виде неравнобочной трапеции с углом 30°. Применяется при больших односторонних осевых нагрузках (грузовые винты прессов, домкратов и т.д.).

Прямоугольная резьба (рис. 41 д), применявшаяся ранее в винтовых механизмах, в настоящее время не стандартизована и почти вытеснена трапецеидальной резьбой.

Резьба – винтовая поверхность определенного профиля, предназначенная для соединения (свинчивания или стягивания) деталей. Формирование резьбового профиля может проходить как на цилиндрической, так и на конической поверхности.

Резьба - винтовая поверхность определенного профиля, предназначенная для соединения (свинчивания или стягивания) деталей. Формирование резьбового профиля может проходить как на цилиндрической, так и на конической поверхности. Широко распространенный метод образования наружной и внутренней резьбовой поверхности – нарезание плашками и метчиками соответственно, а также накатыванием, токарной обработкой резцом и резьбонарезными головками.

По направлению захода резьбовая поверхность подразделяется на левую и правую.

По количеству заходов – на одно- и многозаходную.

Если рассечь резьбовую поверхность осевой плоскостью, то получим геометрический контур резьбы – ее профиль, характеризующийся следующими элементами:

• Боковые стороны – линейные участки профиля, расположенные относительно друг друга под определенным углом, называемым углом профиля.
• Места соединения боковых сторон внутри тела резьбы называются впадинами, снаружи резьбовой поверхности – вершинами.
• Размер окружности, описанной по вершинам наружной или по впадинам внутренней резьбы, называется наружным диаметром, определяющим ее номинальный размер.
• Расстояние, измеренное между соседними витками параллельно оси, равно шагу однозаходного резьбового профиля. Для многозаходной резьбовой поверхности размер шага – произведение расстояния между соседними витками на количество заходов.

Именно профиль резьбовой поверхности определяет ее тип.

Назначение резьбы:

• Изготовление различного крепежа (в этом случае чаще используется метрический и трубный резьбовой профиль).
• Ходовая (упорная или трапецеидальная) резьба применима в механизмах, передающих движение (в винтовых передачах).

Типы резьбы, стандартизация

Метрическая резьба – тип резьбовой поверхности, наиболее часто используемой при изготовлении метизов. Ее геометрические параметры: профиль представляет собой треугольник с равными боковыми сторонами, расположенными под углом 60°. Резьбовые изделия применяются в обширном перечне областей машиностроения, в станкостроении, приборостроении, строительстве и прочих отраслях.

В обозначении при составлении технической документации указывается номинальный диаметр резьбовой поверхности, шаг, если он не является основным, точность изготовления. При проектировании соединений с левой резьбой она обозначается с помощью литер LH. Например: M36х1,5LH.

Коническая резьба используется для образования герметично-уплотненных соединений. Она нарезается на конической поверхности детали с конусностью (уклоном) 1:16. Наружная коническая резьбовая поверхность может свинчиваться как с внутренней конической, так и с цилиндрической метрической резьбой соответствующего шага. В последнем случае обеспечивается ее ввинчивание с коэффициентом 0,8 от максимальной глубины сопряжения. Резьбовой угол профиля - 60°.

Для соединения труб или цилиндрических деталей с тонкими стенками используют трубную резьбу (цилиндрическую). Профиль ее имеет угол наклона боковых стенок зуба относительно друг друга – 55°.

Для обеспечения герметичных соединений используют трубную коническую резьбу с углом профиля при вершине боковых стенок – 55°. Используется она в топливной, масляной и воздухопроводной аппаратуре, а также при подсоединении трубопроводов станков и машин. Нередко применяется сопряжение внутренней цилиндрической с наружной конической резьбой.

Трапецеидальная резьба с профилем, имеющим форму трапеции с углом между ее боковыми сторонами 30°, применяется в нагруженных узлах, работающих по схеме вращательно-поступательного движения. Как правило, это – винты прессов, станков.

Если значительные осевые нагрузки действуют в одном направлении, используют упорную резьбу . Ее трапецеидальному профилю характерен неравномерный наклон боковых сторон: 30° и 3°.

Дюймовая резьба сдает свои позиции: российских стандартов по ее регламентированию в настоящее время нет. Она стандартизирована и применяется на территории Канады, США (UTS и др.), Великобритании (BSW, BSF).

Существуют другие типы специализированного резьбового профиля, применяемого в различных отраслях. Все они стандартизированы документами государств-разработчиков.

Встречаться с резьбовыми соединениями, вследствие их широкого применения, приходится постоянно. В этой статье рассматриваются основные виды резьбы и инструменты для её выполнения. В качестве практической части приведён пример нарезания трубной резьбы.

Резьбовые соединения являются наиболее распространённым способом монтажа различных конструкций и деталей механизмов. Им свойственны такие достоинства, как надёжность, универсальность, возможность выдерживать большую нагрузку, многократность использования, лёгкость при изготовлении.

Резьба представляет собой спираль, выполненную на цилиндрической поверхности. Основные элементы метрической резьбы показаны на картинке ниже.

Классификация резьбы

При разделении резьб на различные виды учитываются следующие параметры:

1. Место расположения: внутренняя и внешняя.
2. Направление вращения: правая и левая.
3. Форма профиля: прямоугольная, треугольная, круглая, трапециевидная.
4. Характер поверхности: коническая и цилиндрическая.
5. Назначение: крепёжная, ходовая, специальная и другие.
6. Количество заходов: одно- или многозаходная.

Метрическая резьба имеет профиль равностороннего треугольника, соответственно угол её профиля составляет 60°. Данный тип является самым используемым при выполнении крепёжных соединений. Может быть с крупным и мелким шагом при диаметрах 1-68 мм, а более 68 мм — только с мелким шагом. Для её условного обозначения применяются миллиметры:

• М12х1 — метрическая резьба с номинальным (внешним) диаметром 12 мм и шагом 1мм.
• М16LHх0,5 — резьба метрическая диаметром 16 мм, левая, шаг — 0,5 мм.
• М8 — резьба с крупным шагом диаметром 8 мм.

Метрическая резьба

В узлах, требующих фиксации и герметичности без дополнительных элементов, используется коническая метрическая резьба (МК).

Дюймовая резьба тоже обладает треугольным профилем, но с вершиной в 55°. Числовое значение (2") говорит об условном просвете в трубе, а не о действительном диаметре трубы. Под шагом дюймовой резьбы принято считать число витков, расположенных на одном дюйме. Распространена в зарубежных странах, в России применяется для ремонта оборудования, в новых разработках не используется.

Дюймовая резьба

Дюймовый профиль также имеет трубная цилиндрическая резьба, которая применяется для соединения фитингов, муфт, труб и других элементов водопроводов размером до 6 дюймов. Пример условного обозначения:

• G¼-B — резьба цилиндрическая трубная, условный проход (внутренний диаметр трубы) ¼ дюйма, B — класс точности.

У трапецеидальной резьбы (Tr) профиль имеет форму трапеции, обрезанной из треугольника с вершиной в 30°. Встречается многозаходные разновидности, применяется в конструкциях возвратно-поступательных механизмов и винтах, подвергающихся тяжёлой нагрузке.

Трапецеидальная резьба

Упорная резьба — профиль в виде трапеции с разными сторонами, используется в прессах, домкратах и других устройствах, испытывающих одностороннюю нагрузку. Обозначение:

• S70х8 — однозаходная, диаметр 70 мм, шаг 8 мм.

Упорная резьба

Квадратная (другими словами — прямоугольная) резьба не стандартизирована, исполняется по размерам, необходимым в конкретном случае, встречается на ходовых винтах.

Прямоугольная резьба

Круглая резьба — хорошо выдерживает нагрузки, имеет значительный срок службы даже в загрязнённых условиях. Поэтому применяется в вентилях или шпинделях — обозначается Rd, а также в различных санитарно-технических устройствах — Кр12х2,54.

Круглая резьба

Инструменты для нарезания резьбы

Внутренняя резьба выполняется метчиком — винтом с продольными режущими кромками. Состоит из хвостовика для закрепления в воротке и рабочей части, осуществляющей нарезание резьбы. Условно подразделяются на два типа: ручные (слесарные) и машинные.

Слесарный набор для выполнения метрической резьбы комплектуется в зависимости от размера резьбы:

• одним метчиком (8-18 мм);
• двумя (6-24 мм) — черновым и чистовым;
• тремя метчиками (2-52 мм) — черновым, средним, чистовым.

Маркировка изделий наносится на хвостовике, где отображается размер резьбы (М10) и одна риска, если это черновой метчик, две — для углубления резьбы, три или без них — чистовой метчик. Иногда встречается обозначение цифрами 1, 2, 3.

Конструкция комбинированных метчиков представляет собой два участка с разной величиной режущих кромок, что позволяет экономить время. Режущая часть метчика может быть исполнена в форме конуса для сквозных или в виде цилиндра для глухих отверстий.

Перед нарезанием внутренней резьбы сверлится отверстие меньшего диаметра, значение которого находится в специальных таблицах. В процессе работы метчик держится строго перпендикулярно, в рабочую зону добавляется смазка. Через каждые 4-5 витков следует выкручивать метчик и удалять стружку, что удобно делать специальным ёршиком.

Наружная резьба выполняется в промышленных масштабах на токарных станках резцами или резьбонакатными устройствами, при разовых потребностях используют плашки:

1. Цельные круглые — обеспечивают высокое качество, для работы закрепляются в держателе и фиксируются стопорными винтами.
2. Разрезные — состоят из двух половинок, поэтому имеют меньшую жесткость, применяются для нетребовательных соединений.
3. Раздвижные — используются в клуппах, позволяющих изготавливать трубную резьбу различного размера.

Внешне плашка напоминает гайку с расположенными внутри режущими гранями и отверстиями для отвода стружки. Существуют плашки для изготовления резьбовых соединений разных систем измерения: дюймовой или метрической, несовместимых друг с другом. Диаметр обрабатываемого стержня должен быть такой же, как и наружный размер плашки. Для большей точности используются парные инструменты , исполняемые ими размеры резьбы отличаются на полмиллиметра.

Для выполнения трубной резьбы выпускаются клуппы разных конструкций. В корпусе этих устройств размещаются подвижные режущие плашки, которые поворотом план-шайб устанавливаются на нужный диаметр резьбы. Инструменты комплектуются двумя наборами плашек для труб диаметром 15, 20 мм и 25, 32, 38, 50 мм. В стеснённых местах используется трещоточный клупп с храповым механизмом.

Практический пример нарезания трубной резьбы

В работе использовались:

1. Плашка ¾ дюйма.
2. Трубные тиски.
3. Болгарка.
4. Напильник.
5. Плашкодержатель.
6. Масло машинное.
7. Труба из нержавеющей стали.

Порядок действий:

1. Обрабатываемый конец трубы зажимается в тисках, болгаркой подравнивается срез — он должен быть ровный. Напильником выполняется заход (снимается фаска).

2. На трубу надевается резьбонарезной инструмент, который благодаря своей направляющей втулке, сразу встаёт перпендикулярно к трубе. Начинаем, одновременно прижимая, вращать его по часовой стрелке — плашка должна «зацепиться». Делаем примерно два оборота, откручиваем немного назад, чтобы сломалась стружка и добавляем масла. Нарезаем ещё 2-3 оборота — опять сдаём назад.

3. Выполняем резьбу нужной длины, в данном случае порядка 18 мм достаточно для наворачивания муфты.

Разобравшись в том, какие бывают резьбы и как они выполняются, можно будет без особого труда самостоятельно заменить шпильку или болт, отремонтировать мебель, нарезать трубы для дачи и многое другое.

Видео по теме

Параметры, определяющие форму и размеры профиля резьбы (см. рис. 1):

• шаг резьбы Р;
• высота теоретического профиля Н - высота треугольного профиля с острыми углами, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения;
• рабочая высота профиля h - высота, на которой нитки болта (винта) и гайки соприкасаются;
• угол профиля α - угол между прямолинейными боковыми сторонами профиля;
• угол наклона профиля - угол между боковой прямолинейной стороной и перпендикуляром к осевой линии резьбы.

Для резьб с симметричным профилем угол наклона профиля равен половине угла профиля.

Рис. 1 - Профиль резьбы

Метрическая резьба (рис. 2) - основная треугольная крепежная резьба. Метрические резьбы бывают с крупными и мелкими шагами. Наиболее распространена метрическая резьба с крупным шагом, так как по сравнению с резьбами с мелкими шагами она оказывает меньшее влияние на износ и ошибки изготовления. Метрические резьбы с мелкими шагами по сравнению с резьбой с крупным шагом при одном и том же наружном диаметре обеспечивают детали большие прочность (глубина канавок резьбы меньше и внутренний диаметр резьбы больше) и надежность от самоотвинчивания (шаг резьбы, а следовательно, и угол подъема резьбы меньшие). Поэтому метрические резьбы с мелкими шагами применяют при изготовлении тонкостенных резьбовых деталей, служащих для регулирования и подверженных действию динамических нагрузок.

Рис. 2 - Метрическая резьба

Дюймовая резьба (рис. 3), так же как и метрическая, - треугольная, крепежная. Ее применяют для замены резьбовых деталей старых и импортных машин, ввозимых из стран, в которых применяется дюймовая система мер (США, Англия и др.), и в некоторых особых случаях.

Рис. 3 - Дюймовая резьба

Метрическая коническая резьба

Метрическая коническая резьба имеет треугольный профиль, аналогичный (по размерам элементов профиля) профилю метрической резьбы по ГОСТ 25229-82 (СТ СЭВ 307-76). Она применяется для конических резьбовых плотных (непроницаемых) соединении.

Круглая резьба (рис. 4) применяется для винтов, несущих большие динамические нагрузки, работающих в загрязненной среде с частым отвинчиванием и завинчиванием (вагонные сцепки, пожарная арматура), а также в тонкостенных изделиях, как, например, на цоколях и патронах электрических ламп, частей противогазов и т. п. Несколько видов круглой резьбы стандартизованы.

Рис. 4 - Круглая резьба

Трапецеидальная резьба (рис. 5) - основная резьба передач винт - гайка и червяков червячных передач. Она удобна для изготовления, по сравнению с треугольной резьбой имеет меньшие потери на трение, а по сравнению с прямоугольной более прочная.

Рис. 5 - Трапецеидальная резьба

Упорная резьба (рис. 6) имеет несимметричный трапецеидальный профиль витков. Применяется для винтов, воспринимающих большую одностороннюю осевую нагрузку в прессах, нажимных устройствах прокатных станов, грузовых крюках и т. п.

Рис. 6 - Упорная резьба

Трубная цилиндрическая, трубная коническая и коническая дюймовая

Трубная цилиндрическая (рис. 7), трубная коническая (рис. 8) и коническая дюймовая (рис. 9) резьбы представляют собой мелкие треугольные дюймовые крепежно-уплотняющие резьбы. Они приме няются в основном для соединения труб и арматуры трубопроводов. Конические резьбы обеспечивают герметичность соединения резьбовых деталей без специальных уплотнений.

Рис. 7 - Трубная цилиндрическая Рис. 8 - Трубная коническая Рис. 9 - Коническая дюймовая

Прямоугольная (и квадратная) резьба изготовляется на токарно-винторезных станках. Такой способ не позволяет получить высокую точность, и поэтому данная резьба применяется сравнительно редко и соответственно не стандартизована.

Размеры стандартной резьбы принимают по соответствующему ГОСТу в зависимости от наружного диаметра d резьбы.

Исследования прочности резьбы показывают, что осевая нагрузка распределяется между витками резьбы неравномерно, что объясняется не только невозможностью изготовления абсолютно точной резьбы, но и неблагоприятным сочетанием деформаций болта и ганки (болт растягивается, а гайка сжимается). Для упрощения расчетов резьбы на прочность условно принимают, что осевая нагрузка распределяется между витками резьбы равномерно. Расчет резьбы на прочность производят обычно как проверочный.

Из рис. 1 видно, что если на сопрягаемые резьбой детали (болт и гайку и пр.) действует осевая сила F , то витки резьбы каждой детали работают на срез, смятие и изгиб.

Резьбу крепежной детали рассчитывают только на срез и смятие, так как расчет ее на изгиб по формулам сопротивления материалов весьма условен.

При одинаковых материалах сопрягаемых резьбовых деталей расчет резьбы на прочность производят по охватываемой детали по формулам:
на срез

на смятие


где τ c - расчетное напряжение на срез резьбы;
σ sm - расчетное напряжение на смятие между витками резьбы;
n - число витков резьбы, воспринимающих нагрузку;
k - коэффициент полноты резьбы (см. рис. 1), показывающий отношение высоты витка в опасном сечении к шагу резьбы;
[τ c ] - допускаемое напряжение на срез резьбы;
[σ sm ] - допускаемое напряжение на смятие резьбы.

Коэффициент полноты резьбы для метрической резьбы болтов , винтов и шпилек (см. рис. 1) k=0,75; гаек k=0,88; трапецеидальной резьбы k=0,65.

Если охватывающая резьбовая деталь изготовлена иэ менее прочного материала, чем материал охватываемой резьбой детали, то расчет резьбы на срез следует выполнять для каждой из этих деталей. Условие прочности охватывающей детали на срез

Так как прочность резьбы стандартных крепежных деталей гарантирована ГОСТом, то расчет резьбы этих деталей на прочность не производят.