классификация и основные признаки резьб

• единица измерения шага (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая резьба)
• расположение на поверхности (внешняя и внутренняя резьба)
• направление движения винтовой поверхности (правая, левая);
• число заходов (одно- и многозаходная), например двузаходная, трёхзаходная и т. д.;
• профиль (треугольный, трапецеидальный, прямоугольный, круглый и др.);
• образующая поверхность на которой расположена резьба (цилиндрическая резьба и коническая резьба);
• назначение (крепёжная, крепёжно-уплотнительная, ходовая и др.).

Основные параметры резьбы и единицы измерения

Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра.

Дюймовая резьба — все параметры резьбы выражены в дюймах, шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 25,4 мм). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.

Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.

Модульная резьба — шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи (π).

Питчевая резьба — шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в миллиметрах) достаточно питч умножить на число пи (π).

Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали, эвольвенты окружности, удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции.

• шаг (P) — расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра, в долях дюйма или числом ниток на дюйм — это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11);
• наружный диаметр (D, d), диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D);
• средний диаметр (D₂, d₂), диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы;

Типы резьб

Метрическая резьба, M

Метрическая резьба.

Имеет широкое применение с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0.25 до 6 мм. Профиль — равносторонний треугольник (угол при вершине 60°) с теоретической высотой профиля Н=0,866025404Р. Все параметры профиля измеряются в долях метра (миллиметрах).

Стандарты: ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) — Резьба метрическая. Основные размеры. ГОСТ 9150-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль. ГОСТ 8724-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги. ISO 965-1:1998 — Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 1. Принципы и основные характеристики. ISO 965-2:1998 — Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 2. Предельные размеры резьб для болтов и гаек общего назначения. Средний класс точности. ISO 965-3:1998 — Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 3. Отклонения для конструкционной резьбы. ISO 965-4:1998 — Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 4. Предельные размеры для наружных винтовых резьб, гальваницированных горячим погружением, для сборки с внутренними винтовыми резьбами, нарезанными метчиком с позиции допуска H или G после гальванизации. ISO 965-5:1998 — Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 5. Предельные размеры для внутренних винтовых резьб винтов для сборки с наружными винтовыми резьбами, гальванизированными горячим погружением, с максимальным размером позиции допуска h до гальванизации. ISO 68-1 — Резьбы винтовые ISO общего назначения. Основной профиль. Метрическая резьба. ISO 261:1998 — Резьбы метрические ИСО общего назначения. Общий вид. ISO 262:1998 — Резьбы ISO метрические общего назначения. Выбранные размеры для винтов, болтов и гаек. BS 3643 — ISO metric screw threads. DIN 13-12-1988 — Резьбы метрические ИСО основные и прецизионные диаметром от 1 до 300 мм. Выбор диаметров и шагов. ANSI B1.13M, ANSI B1.18M — Метрическая резьба М с профилем базирующимся на стандарте ISO 68.

Условное обозначение: буква M (metric), числовое значение номинального диаметра резьбы (d, D на схеме, оно же внешний диаметр резьбы на болте) в миллиметрах, числовое значение шага (для резьбы с мелким шагом) (P на схеме) и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 16 мм с крупным шагом обозначается как M16; резьба с номинальным диаметром 36 с мелким шагом 1,5 мм — М36х1,5; такая же по диаметру и шагу но левая резьба М36х1,5LH.

Метрическая коническая резьба, MK

Конусность 1:16 (угол конуса φ=3°34’48"). Предназначена для обеспечения герметичности и стопорения резьбы без применения дополнительных средств. Существует два варианта резьбового конического соединения: коническая наружная резьба с конической внутренней резьбой и коническая наружная резьба с цилиндрической внутренней резьбой.

Стандарт: ГОСТ 25229-82 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая коническая.

Условное обозначение: буквы MK, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 24 мм с шагом 1,5 обозначается как, MK 24x1,5.

Цилиндрическая резьба, MJ

Цилиндрическая резьба основана на метрической резьбе (М) с номинальным диаметром от 1,6 до 200 мм и углом профиля при вершине 60°, предназначена для аэрокосмической техники и других применений требующих высокую усталостную прочность и жаропрочность. Для обеспечения этих свойств впадина резьбы на наружной резьбе имеет увеличенный радиус от 0.15011P до 0.180424P. Внутренняя резьба MJ совместима с внешней резьбой M, при совпадении номинального диаметра и шага.

Стандарты: ГОСТ 30892-2002 (ИСО 5855-1-99, ИСО 5855-2-99, ИСО 5855-3-99) — Резьба метрическая с профилем MJ. Профиль, диаметры и шаги, допуски, ISO 5855-1:1999 — Aerospace — MJ threads — Part 1: General requirements, ISO 5855-2:1999 — Aerospace — MJ threads — Part 2: Limit dimensions for bolts and nuts. ISO 5855-3:1999 — Aerospace — MJ threads — Part 3: Limit dimensions for fittings for fluid systems. ANSI/ASME B1.21M-1997 (R2003) — Метрическая резьба. MJ профиль. (англ. Metric Screw Threads - MJ Profile).

Условное обозначение: буквы MJ, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, поле допуска среднего диаметра и поле допуска диаметра выступов. Например, наружная резьба с номинальным диаметром 6 мм, шагом 1 мм, полем допуска среднего диаметра 4h и полем допуска диаметра выступов 6h обозначается как, MJ6x1—4h6h.

Трубная цилиндрическая резьба, G

Основная статья: Резьба трубная цилиндрическая, G

Дюймовая резьба основанная на резьбе BSW (British Standard Whitworth) и соответствует резьбе BSP (British standard pipe thread), имеет четыре значения шагов 28,19,14,11 ниток на дюйм. Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.

Стандарты: ГОСТ 6357-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая. ISO R228, EN 10226, DIN 259, BS 2779, JIS B 0202.

Условное обозначение: буква G, числовое значение условного прохода трубы в дюймах (inch), класс точности среднего диаметра (А, В), и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/8", класс точности А — обозначается как: G1 1/8-A.

Следует иметь в виду, что номинальный размер резьбы соответствует просвету трубы в дюймах. Наружный диаметр трубы находится в некоторой пропорции с этим размером.

Трубная коническая резьба, R

Основная статья: Резьба трубная коническая, R

Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса φ=3°34’48"). Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.

Стандарты: ГОСТ 6211-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая. ISO R7, DIN 2999, BS 21 , JIS B 0203.

Условное обозначение: буква R для наружной резьбы и Rc для внутренней, числовое значение номинального диаметра резьбы в дюймах (inch), буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/4" — обозначается как: R1 1/4".

Круглая резьба для санитарно-технической арматуры, Кр

Профиль круглой резьбы образован окружностями, на вершинах и впадинах, соединёнными прямыми с углом профиля при вершине 30°. Резьба применяется для шпинделей, вентилей, смесителей, туалетных и водопроводных кранов.

Стандарт: ГОСТ 13536-68 Резьба круглая для санитарно-технической арматуры. Профиль, основные размеры, допуски.

Условное обозначение круглой резьбы: буквы Кр, номинальный диаметр резьбы, шаг и обозначение стандарта.

Трапецеидальная резьба, Tr

Метрическая резьба с углом профиля при вершине 30°, теоретическая высота профиля Н=0,866Р.

Стандарт: ГОСТ 9484-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная. Профили. ГОСТ 24737-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Основные размеры. ГОСТ 24738-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Диаметры и шаги. 24739-81 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная.

Условное обозначение однозаходной резьбы: буква Tr (trapezoidal), числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска. Например, однозаходная наружная резьба с номинальным диаметром 50 мм с шагом 8 мм обозначается как, Tr50х8-7е; такая же по диаметру и шагу но левая резьба Tr50х8LH-7е.

Условное обозначение многозаходной резьбы: буква Tr (trapezoidal), числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение хода, в скобках Р с числовым значением шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска среднего диаметра (допуск 4h и 4H в условном обозначении не ставится). Например, многозаходной наружная резьба с номинальным диаметром 20 мм с ходом 8 мм и шагом 4 мм обозначается как, Tr20х8 (Р4)-7е; такая же по диаметру и шагу но левая резьба Tr20х8(Р4)LH-7е.

Упорная резьба, S

Метрическая резьба с углом наклона боковых сторон профиля 30° и 3°.

Стандарт: ГОСТ 10177-82 — Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба упорная. Профиль и основные размеры. Условное обозначение резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Условное обозначение многозаходной резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение хода, в скобках Р с числовым значением шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Упорная усиленная резьба, S45°

Резьба с углом наклона боковых сторон профиля 45° и 3°, с номинальным диаметром от 80 до 2000 мм.

Условное обозначение резьбы: буква S, значение угла 45°, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение Тт

Резьба Эдисона круглая, E

Применяется для электротехнических изделий, например цоколь ламп накаливания, см. также цоколь Эдисона.

Стандарт: ГОСТ 6042-83 Резьба Эдисона круглая. Профили, размеры и предельные размеры.

Условное обозначение резьбы: Буква E, номер резьбы, если резьба для неметаллических элементов буква N через наклонную черту (/) и номер ГОСТа, например E 27 ГОСТ 6042-83 или E 27/N ГОСТ 6042-83.

Резьба Eg M

Резьбовые отверстия под проволочные резьбовые вставки для метрических резьб. Применяется в качестве усиления несущей способности резьбы или (и) ремонт повреждённой резьбы в теле детали.

 Резьба UTS (Unified Thread Standard)

Дюймовая широко распространённая резьба в США угол при вершине 60°, теoретическая высота профиля H=0,866025P. В зависимости от шага подразделяется на: UNC (Unified Coarse); UNF (Unified Fine); UNEF (Unified Extra Fine); 8UN; UNS (Unified Special).

 Резьба BSW (British Standard Whitworth)

Дюймовая резьба является Британским стандартом предложена Джозефом Витуортом (Joseph Whitworth) в 1841 угол при вершине 55°, теоретическая высота профиля H=0,960491P. Резьба с мелким шагом называется: BSF (British Standard Fine)

 Резьба NPT (National pipe thread)

Стандарты ANSI/ASME B1.20.1 дюймовой трубной присоединительной резьбы. Конусной (NPT) с конусностью 1:16 (угол конуса φ=3°34’48") или цилиндрической (NPS). Угол профиля при вершине 60°, теоретическая высота профиля Н=0,866025Р.

Стандарт предусматривает размеры резьбы от 1/16" до 24" для труб по стандартам ANSI/ASME B36.10M, BS 1600, BS EN 10255 и ISO 65.

 Резьбы нефтяного сортамента

Резьбы нефтяного сортамента предназначены для соединения труб в нефтяных скважинах. Являются коническими для обеспечения высокой герметичности. По форме профиля бывают треугольные, с углом профиля 60°, и трапецеидальные неравнобочные, с углами от 5° до 60° (так называемая резьба Батресс). Резьбы нефтяного сортамента в основном выполняются в соответствии со стандартами Американского института нефти (API).

7Отечественные стандарты: ГОСТ 631-65 — Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним. ГОСТ 632-70 — Трубы обсадные и муфты к ним. ГОСТ 633-70 — Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним.

 Способы изготовления

Применяются следующие способы получения резьб:

• лезвийная обработка резанием;
• абразивная обработка;
• накатывание;
• выдавливание прессованием;
• литье;
• электрофизическая и электрохимическая обработка.

Наиболее распространенным и универсальным способом получения резьб является лезвийная обработка резанием. К ней относятся:

• нарезание наружных резьб плашками;
• нарезание внутренних резьб метчиками;
• точение наружных и внутренних резьб резьбовыми резцами и гребенками;
• резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами;
• нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками;
• вихревая обработка наружных и внутренних резьб.

Накатывание является наиболее высокопроизводительным способом обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К накатыванию резьб относятся:

• накатывание наружных резьб двумя или тремя роликами с радиальной, осевой или тангенциальной подачей;
• накатывание наружных и внутренних резьб резьбонакатными головками;
• накатывание наружных резьб плоскими плашками;
• накатывание наружных резьб инструментом ролик-сегмент;
• накатывание (выдавливание) внутренних резьб бесстружечными метчиками.

К абразивной обработке резьб относится шлифование однониточными и многониточными кругами. Применяется для получения точных, в основном ходовых резьб.

Выдавливание прессованием применяется для получения резьб из пластмасс и цветных сплавов. Не нашло широкого применения в промышленности.

Литье (обычно под давлением) применяется для получения резьб невысокой точности из пластмасс и цветных сплавов.

Электрофизическая и электрохимическая обработка (например, электроэрозионная, электрогидравлическая) применяется для получения резьб на деталях из материалов с высокой твердостью и хрупких материалов, например твердых сплавов, керамики и т. п.