Как сделать резьбовую втулку
Обновлено: 07.07.2024
В Formlabs мы проектируем различные функциональные детали для печати на наших стереолитографических (SLA) 3D-принтерах, таких как Form 3. Среди таких деталей прототипы, используемые для наших собственных исследований и разработок, зажимы и крепления , которые будут использоваться на наших производственных линиях, модели для проверки конструкции перед отливкой конечного изделия из соответствующего материала, например нейлона.
Независимо от области применения, нам часто приходится соединять полученные 3D-печатью компоненты с помощью винтов и резьбовых крепежных деталей. По мере того, как каталог универсальных и надежных инженерных полимеров увеличивается, различия между прототипами-"имитациями" и функциональными прототипами уменьшаются.
Эта статья представляет собой руководство по созданию на 3D-принтере резьбы и выполнению резьбового соединения 3D-деталей. Существует множество способов соединить несколько полученных 3D-печатью деталей вместе, но если вам необходима возможность многократно соединять и отсоединять компоненты и надежное механическое крепление, реальной замены металлическим винтам нет.
Любите все видеть свои глазами? Посмотрите видео о 3D-печати резьбовых соединений и резьбовых вставках для 3D-деталей из пластика.
Мне не очень повезло с коммерческими наборами метчиков и штампов для нарезания внутренних резьб. Похоже, что режущий нож в матрице - это слабое место, он просто не годится для меня или резьба получается плохой. Поэтому я решил сделать собственные приспособления для нарезки резьб на фрезерном столе. В этом приспособлении для нарезания внутренних резьб используются детали, напечатанные на 3D-принтере, их можно использовать для надежного создания резьбы на деревянном дюбеле, для изготовления деревянных винтов, для игрушек или приспособлений. Файлы для загрузки предназначены для винта 3/4 дюйма с резьбой 6 TPI. (TPI = количество резьб на дюйм). Вы можете легко адаптировать идею для дюбелей и резьб других размеров.
-
; ;
- Фреза с V-образной канавкой, 60 градусов;
- Метчик 3/4 дюйма - 6 TPI.
Примечание: данная статья является переводом.
Шаг: 1 Детали, напечатанные на 3D-принтере
Распечатайте на 3D-принтере четыре детали: направляющую для дюбеля, короб для резьбы, втулку для резьбы и установочный блок. Если у вас нет 3D-принтера, вы можете отправьте файлы в коммерческий магазин 3D-печати. Я проектировал детали с помощью Autodesk Fusion 360.
После печати деталей убедитесь, что винты резьбовой втулки плавно проходят через резьбовую муфту, а дюбель плотно входит в резьбовую втулку.
Используйте установочный блок, чтобы установить высоту фрезы и расстояние от ограждения.
Направляющая дюбеля прижимается к упору фрезерного стола над фрезой с V-образной канавкой. Резьбовой короб прижимается к упору справа от бита (подача).
Вставьте дюбель в резьбовую втулку, а затем вставьте обе эти части в резьбовую коробку. При повороте дюбеля он продвигается по фрезу с V-образной канавкой со скоростью 6 TPI, в то время как фреза с V-образной канавкой нарезает резьбу. Если дюбель проскальзывает в резьбовой втулке, оберните дюбель одним или двумя слоями скотча для надежного прикрепления.
Прилагаются stl файлы для деталей, напечатанных на 3D-принтере. Они включают в себя все приспособления для винтов 1/2”-8TPI и для винтов 3/4”-6TPI, включая установочные блоки для начала работы.
Резьбовые соединения широко применяются в устройстве различных механизмов и машин. Болты, шпильки, винты, гайки – это универсальные, взаимозаменяемые крепежные изделия. Однако бывают случаи, когда требуется нарезать резьбу вручную. Качественно выполнить эту работу поможет специализированный инструмент.
В машиностроении выделяют три основные системы крепежных резьб: метрическую, дюймовую и трубную.
Метрическая резьба получила наибольшее распространение. Она имеет треугольный профиль с углом 60˚. Её основные параметры, диаметр и шаг, выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М16. Это означает, что резьба метрическая, имеет диаметр 16 мм с крупным шагом 2,0 мм. Если шаг мелкий, тогда указывается его значение, например, М16*1,5.
Диаметры дюймовой и трубной резьбы выражаются в дюймах. Шаг характеризуется числом ниток на дюйм. Указанные параметры стандартизированы, поэтому всегда есть возможность подобрать необходимый инструмент.
Нарезание наружной резьбы плашкой
Для нарезания наружной резьбы потребуются следующие инструменты и материалы: плашка или трубный клупп, плашкодержатель, напильник, тиски, штангенциркуль, машинное масло.
Наибольшее распространение получили круглые плашки (лерки). Они бывают цельными или разрезными. Диаметры цельных круглых плашек стандартизированы. Это позволяет выбрать подходящий вариант из большого ряда размеров, например, М10, М12, М14, М16.
Особенностью разрезных плашек является возможность регулировать диаметр нарезаемой резьбы в пределах 0,1…0,25 мм. Однако они обладают пониженной жесткостью, что сказывается на точности получаемого профиля.
Плашку устанавливают в плашкодержатель подходящего размера. После этого её закрепляют при помощи винтов. В случае с наружной трубной резьбой нередко используют плашкодержатели с трещоткой. Они обеспечивают удобство работы в труднодоступных местах, например, у стены.
Толщину стержня выбирают на 0,1…0,25 мм меньше диаметра наружной резьбы. Например, для М6 с крупным шагом это 5,80…5,90 мм; М8 – 7,80…7,90 мм; М10 – 9,75…9,85 мм. Замеры выполняют с помощью штангенциркуля. Диаметры стержней под нарезание метрической резьбы среднего класса точности 6g представлены в таблице.
Чтобы обеспечить лучшее врезание плашки, на конце стержня запиливают фаску. Её ширина должна быть 1 – 1,5 мм для М6 … М18. Заготовку смазывают машинным маслом, что облегчает последующую работу и позволяет получить более качественную поверхность.
Плашку накладывают на конец стержня так, чтобы её плоскость была перпендикулярна оси нарезаемого болта. Далее с небольшим нажимом вращают плашкодержатель по часовой стрелке (если резьба левая, то против часовой стрелки). Когда плашка врежется в стержень на одну-две нитки, её следует повернуть на пол-оборота назад для лучшего удаления стружки. После этого снова делают 1-2 оборота по ходу резьбы и 0,5 – в обратную сторону. Действуя по данной схеме, болт нарезают на необходимую длину.
Диаметр наружной резьбы проверяют обычной гайкой или калибром-кольцом. При необходимости шаг контролируют резьбомером.
Нарезание внутренней резьбы метчиком
Для формирования внутренней резьбы необходимы следующие инструменты и материалы:
- молоток, кернер, дрель, сверла;
- комплект метчиков, вороток, слесарные тиски;
- машинное масло.
Технология нарезания резьбы метчиком
Первым делом производят разметку заготовки и кернят центр будущего отверстия. Подбирают сверло, соответствующее необходимому диаметру резьбы. Это можно сделать с помощью справочных таблиц или приближённо по формуле d = D – P. Здесь D – диаметр резьбы, P – её шаг, d – диаметр сверла. Например, для М10 d = 10 – 1,5 = 8,5 мм.
В детали сверлят отверстие на требуемую глубину, которая должна превышать длину нарезаемой части. С помощью сверла диаметром большим, чем d, на кромке отверстия выполняют фаску. Она служит для центрирования и лучшего захода метчика.
По основным параметрам резьбы – диаметру и шагу – подбирают режущий инструмент. Как правило, используют комплект из двух метчиков. Один из них черновой, другой – чистовой. По размеру квадрата хвостовой части метчиков выбирают вороток.
Деталь надежно закрепляют в тисках. Черновой метчик и отверстие смазывают машинным маслом. После этого устанавливают метчик строго перпендикулярно поверхности детали и, нажимая вдоль его оси, вращают вороток за рукоятки.
Нарезав одну-две нитки резьбы, делают четверть оборота в обратную сторону. Это способствует дроблению и удалению стружки, препятствует заеданию инструмента. Работу продолжают, осуществляя попеременное вращение: ½ оборота вперед, ¼ – назад. При этом необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса метчика. Не стоит также прикладывать чрезмерное усилие к нему. Чтобы не допустить заедания, режущий инструмент периодически выводят, а отверстие очищают от стружки.
После нарезания внутренней резьбы на необходимую глубину в отверстие устанавливают чистовой метчик. Когда он пойдет по заданному направлению, на него надевают вороток и продолжают работу. Периодически добавляют смазку.
Резьбу проверяют с помощью калибра-пробки или болта. Он должен ввертываться без усилий и не качаться. При необходимости делают дополнительный проход чистовым метчиком.
Ремонт резьбового отверстия (восстановление повреждённой резьбы)
Наша компания не занимается восстановлением резьбы. Данная статья служит исключительно для ознакомления с процессом восстановления резьбы. В наших магазинах вы можете купить футорки (резьбовые вставки) , сверла , метчики , наборы для восстановления резьбы .
Информация предназначена для лиц, производящих ремонт в условиях личного гаража, и автосервисов. В соответствии с этим выстроен текст и даны рекомендации. Применение данного метода на производственных предприятиях предполагает использование специфических инструментов и устройств, и другой технологии.
Способ восстановления резьбы
Повреждённую резьбу можно полностью восстановить по следующей технологии:
1. Рассверлить резьбовое отверстие до диаметра, указанного в приведённой ниже таблице
2. Нарезать в нём резьбу особого профиля специальным метчиком
3. Ввернуть в полученную резьбу спиральную ремонтную вставку (футорку из прочной нержавеющей стали, с помощью специального инструмента.
Резьбовая вставка
После такой операции резьба становится более прочной, чем первоначальная в исправном состоянии. Этот эффект особенно заметен, когда резьба выполнена в мягком материале, например, алюминии. При срыве болта (шпильки) в резьбовой вставке эффект “закусывания” отсутствует. Сорванный болт (шпильку) можно легко вывернуть.
Посмотрите видео, как используется резьбовая вставка
Какие возможности есть у резьбовых вставок
Особенно актуален этот способ для восстановления резьбовых отверстий в корпусных деталях автомобильных двигателей, например, свечного отверстия. Резьба под свечу становится очень прочной и надёжной.
Резьбовая вставка вкручена Резьбовая вставка вкручена
Если сорвана резьба под шпильку , иногда рассверливают её, и нарезают резьбу следующего размера. В таком случае приходится применять ступенчатую шпильку неизвестного происхождения, сомнительного качества. Да и не всякую ступенчатую шпильку найдёшь в нужный момент. Если же отремонтировать отверстие с применением резьбовой вставки , остаётся возможность применить штатную, фирменную шпильку.
Владельцам некоторых иномарок стоит обратить внимание и на возможность замены резьбы М12 х 1,5 на резьбу М12 х 1,25. Нередко случается, что болт с такой резьбой повреждён, а найти его в розничной сети в вашем городе практически невозможно (в нашем магазине есть такие болты ). Токарь приличный болт не выточит, т.к. резьба на заводских болтах формируется давлением (накаткой), что обеспечивает необходимую прочность. А на токарном станке резьба получается резцом, при этом волокна стального прутка перерезаются и витки резьбы не могут нести необходимой нагрузки.
Если заменить резьбу в корпусной детали на более распространённую в России М12 х 1,25 , появляется возможность подобрать болт необходимых размеров и прочности в ассортименте Российских и Европейских производителей автомобильного крепежа, представленных в нашем каталоге.
Видео – как работает резьбовая вставка, демонстрация
Какие инструменты применяются при восстановлении резьбы
| № п/п | Размеры восстанавливаемой резьбы | Диаметр сверла |
| 1 | М5 х 0,8 | 5,2 |
| 2 | М6 х 1 | 6,3 |
| 3 | М8 х 1 | 8,3 |
| 4 | М8 х 1,25 | 8,4 |
| 5 | М10 х 1 | 10,25 |
| 6 | М10 х 1,25 | 10,4 |
| 7 | М10 х 1,5 | 10,5 |
| 8 | М12 х 1,25 | 12,25 |
| 9 | М12 х 1,5 | 12,5 |
| 10 | М12 х 1,75 | 12,5 |
| 11 | М14 х 2 | 14,5 |
| 12 | М14 х 1,5 | 14,5 |
| 13 | М14 х 1,25 (под свечу) | 14,25 |
Для ремонта свечного отверстия рекомендуется метчик ступенчатый. Он центрируется в старом отверстии своей заходной частью, и сразу нарезает новую резьбу, минуя операцию рассверливания.
Ступенчатый метчик существенно уменьшает риск порчи свечного отверстия, но он заметно дороже обычного.
Для удлинения метчика при ремонте глубоко утопленного свечного отверстия можно использовать обычную торцовую двенадцатигранную головку на 10 с соответствующим инструментом.
3.Шпиндель (инструмент для вворачивания вставки)
Рабочая часть шпинделя похожа на резьбовую часть болта, с зацепом на торце.
4.Вставка ремонтная
Вставка представляет собой спираль ромбовидного профиля.
На одном конце её имеется поводок, за который вставка вращается шпинделем.
Вставки имеют разные длины.
Описание технологии восстановления резьбы
Внимание: эта технология применяется для ремонта резьбовых отверстий в бытовых, гаражных условиях.
Нужно иметь в виду, что вставка несколько больше шпинделя, она не сидит на нём плотно, а свободно болтается. При вкручивании в отверстие вставка сжимается и тем самым закрепляется в отверстии. Вставку вворачивать до тех пор, пока её задний конец не углубится в отверстие на 1/4 шага резьбы. После этого вывернуть шпиндель и отломить поводок вставки, надавив на него подходящим стержнем. Для этого на витке за поводком имеется риска, по которой и отломится поводок. Примечание:При использовании ступенчатого метчика пункт 1 исключается.
Наша компания не занимается восстановлением резьбы. Данная статья служит исключительно для ознакомления с процессом восстановления резьбы. В наших магазинах вы можете купить футорки (резьбовые вставки) , сверла , метчики , наборы для восстановления резьбы.
Читайте также: