Дюймовая резьба: таблица соответствия размеров в мм, шаг, обозначения, ГОСТ и маркировки

Основные моменты

Небольшая историческая справка, чтобы понять, почему так важны стандарты, и почему весь мир производит продукцию, которая им соответствует. До второй половины 16 века еще не было изобретено резьбонарезного станочного оборудования, поэтому все винты, которые применялись в редких конструкциях, были созданы вручную. Соответственно, изготовитель сам выбирал удобный отступ по виткам, поскольку добивался соответствия показателям нарезки на деталь. Ему не нужно было, чтобы данный крепеж еще к чему-то подходил. Но в 1568 году был создан первый станок, который модернизировал весь процесс и позволил ввести крепежные пары с резьбой в производство. Координация поступательного движения была зафиксирована, поэтому изначально был только один типоразмер, соответственно, маркировка не требуется. С развитием технологии появилась потребность в разных вариантах пар «болт + гайка», чтобы они могли скреплять более мелкие или, напротив, крупные соединения. Тогда станки постепенно совершенствовались – улучшился привод (изначально он был ножной, с ходом времени – электрический), а также появилась возможность настраивать резьбонарезные режимы, а именно: глубину врезки, расстояние между витками.

И только в 18 веке, который назван индустриальным, крепежные инструменты получили такое распространение и многообразие, что нельзя было допускать разнокалиберного производства, нужно было все унифицировать. Потребность исходила именно из нужд строительства, поэтому производители постепенно сошлись на одних принятых стандартах. Но несмотря на различия в двух системах исчисления есть стандартные параметры, по которым и происходит сверка типоразмеров и маркировка. Конкретно это:

• Длина болта (шурупа и пр.) и расстояние нанесения витков.
• Количество спиралей – устройство может быть однозаходным и многозаходным.
• Внутренний диаметр под дюймовую резьбу. Берутся две самые глубокие точки (это дно канавок), которые расположены напротив, например, в гайке или в трубе, других деталях для соединения. Это и будет d (стандартное обозначение в формулах).
• Внешний, или D. Он же – наружный. Для его измерения нужно зафиксировать отрезок, который образуется между двумя наиболее выпирающими ступенями, которые расположены параллельно.
• Направление – здесь все просто, бывает правосторонняя и левосторонняя нарезка. Правый вариант распространен, используется намного чаще как при машиностроении, так и в быту, например, при обычном завинчивании пробки на горлышко бутылки. К слову, на этом примере тоже можно рассматривать и изучать нанесение резьбы. Левая тоже применяется, но реже, преимущественно в тех случаях, когда само вращение элемента рассчитано в ту же сторону (чтобы предотвратить развинчивание). Данные крепежи отмечены спецзнаками, применяются в ходовой части автомобиля, при креплении педалей велосипеда, в разных инструментах и станках.
• Профиль. Это геометрическая форма, которую имеет нарезка. Концы гребней могут быть острые, тогда получается треугольник в сечении, или с усеченным конусом, прямоугольником. Чтобы наиболее наглядно это увидеть, если есть желание, можно взять болт и разрезать его вдоль, затем посмотреть на разрез или сделать его отпечаток. Но так как стандарты дюймовых резьб представлены в маркировках, достаточно найти обозначение в дюймах в сопроводительной документации. А мы покажем это на схематическом изображении.
• Шаг. Одна из часто используемых характеристик, объясняет то, на каком расстоянии находятся одинаково удаленные от центра ближайшие точки. Удобно засекать по двум рядом стоящим гребням. Есть (указывается как Р) мелкий и крупный.
• Ход. Это то, как пройдет один виток при обороте на 360 градусов. Он в формулах представлен как Ph. Полностью зависит от двух параметров: от промежутков и количества заходов. Чаще всего встречаются двухзаходные болты, поэтому в них ход равен двум. Формула для вычисления: Ph = Р*n, где n – это количество заходов.

Посмотрим для наглядности на схематическое изображение:

На схеме видим ось. Это визуальная срединная линия, представляющая собой центр и находящаяся на одинаковом удалении от всех верхних точек гребней и внутренних – от дна канавок. Мы привели основные аргументы и рассказали о происхождении всей системы измерений. Но при маркировке используются дополнительные характеристики. Вот как еще можно определить дюймовую резьбу:

• По углу подъема. Это то, насколько круто происходит врезка. Обычно, чем больше шаг и количество заходов, тем острее угол. Также этот показатель влияет на эксплуатационные качества, в том числе на то, насколько сложно спираль сбить, срезать.
• По длине свинчивания – это то расстояние, где соприкасаются внутренняя и внешняя нарезка парного крепежного соединения.
• По сбегу. Это промежуток с неполным неглубоким профилем, поскольку на этом небольшом участке происходит плавный, постепенный переход к гладкой части метиза.

Таблицы размеров дюймовых и метрических мелких и крупных резьб

Теперь мы представим сравнительные табличные данные. Сразу укажем, что невозможно и нецелесообразно в рамках одной статьи предоставлять все нормативные документы, поскольку узнать исчерпывающую информацию по всем типоразмерам можно в соответствующих ГОСТах. Мы представим самые распространенные. Сначала отметим, что шаг бывает:

• более 68 мм;
• до 68 мм включительно.

Отсюда приведем два списка с рассматриваемой маркировкой и указанием в миллиметрах:

Отличия от метрической

И так как все развитие резьбового инструмента пришлось преимущественно на Великобританию и ее колонии, то использовалась дюймовая система исчисления. Интересно, что само слово произошло из голландского языка и означает большой палец, потому что в Англии измеряли все, принимая во внимание части человеческого тела. Поэтому английский дюйм – это не что иное, как ширина большого пальца руки или 1/12 часть фута, то есть мужской стопы. Исчисление весьма интересное, особенно исходя из того, что все люди, мягко говоря, разные. История умалчивает, ноги и руки какого «эталонного» англичанина подвергались измерению. Сейчас, безусловно, все соответствия между мерами длины давно запротоколированы, и математики всех стран сошлись на том, что в 1 единице находится ровно 2 сантиметра и 54 миллиметра. Можно даже рассчитать шаг для дюймовой резьбы без таблицы. Но этого можно не делать вручную, ведь вся конвертация из одной меры в другую уже проведена. Так появилась указанная нами в заглавии шкала. Но зачем ее менять на метрическую? В 1801 году Э. Уитни сделал увлекательное представление, целью которого было доказать, что всему миру необходима полная взаимозаменяемость деталей – как внутри одной страны, так и между государствами. Так он положил на стол несколько полных комплектов для сборки одинакового оружия, но разного производства. А затем собрал 1 готовый мушкет из разных запчастей – по одной из каждой кучки. С этого момента появилась и затем внедрялась идея унификации, которая воплотилась в сегодняшних нормативных документах: ГОСТ, ДСТУ, DIN, ISO и других. Интересен тот факт, что из-за постоянного соперничества Великобритании и Франции, первые «вставляли палки в колеса» индустриальному развитию. Они давали неверную информацию, делали так, чтобы французы могли собирать английскую технику и машины только инструментом, привезенным из Англии. Но после революции система была усвоена и переведена на привычную для Франции метрическую. А в России, кстати, сам Менделеев был противником древнерусских измерений с локтями, саженями, аршинами и прочими единицами. Метры распространили по Европе именно французы во время завоеваний Наполеона. Но так как в Англию он не заходил и не покорял ее, то там осталась привычная дюймовая, как и во всех колониальных странах – в Америке, Японии, Канаде, Австралии. К слову, сами американцы и англичане называют ее имперской. Вроде бы понятно, что разница только в методике исчислений, но есть и отличительные черты в нанесении резьбовых соединений, а именно:

• профиль;
• порядок вычисления шага и хода.

Также может меняться угол нарезки – он обычно составляет 55 градусов, а в более привычной нам метрической – все 60. На самом деле на уровне небольших гаек и болтов этот наклон фактически незначительный, но все же для крепкого стыка рекомендовано подбирать крепежную пару соответствующих координат.

Выше мы сказали, что с конвертацией из одного исчисления в другое математики уже определились, соотношение составляет 1 к 2,54 сантиметрам. Опять вдаваться в историю производства метизов не будем, а просто упомянем как факт, что при переделке маркировок с английской на французскую манеру используется не стандартный параметр, а специальный – трубный. Один такой дюйм (международное сокращение и то, как обозначается дюймовая резьба, – двойной апостроф – ?) равен 3,324 см. Отсюда и делаем вывод, что порядок вычисления является особенным. Так, например, диаметр 3/4? = 25 мм. Приведем краткую таблицу их соотношений в двух системах:

Хочется отметить, что такая маркировка смотрится лаконичнее.

Технологии нарезки

Есть два распространенных способа:

• Вручную. Для этого используется метчик и плашка. Первый инструмент делает резьбу в заранее подготовленном отверстии, будучи установлен в специальную рукоятку. Второй механизм предназначен для внешнего нарезания. Это круглое устройство с внутренними острыми лепестками, которое завинчивается на заготовку с помощью держателя.
• С помощью токарного или сверлильного станка. Для этого нужны специальные резьбонарезные резцы. Сначала выбирается отверстие. Следует сделать несколько проходов – от чернового к финишному этапу. Чтобы не перегревать сплав, на место ввинчивания наносят машинное масло.

Изготовление резьбы

Резьбовые соединения изготавливаются с помощью разных технологий, с использованием ручных инструментов и промышленного оборудования.

Накатка

Технология накатки имеет некоторые неоспоримые преимущества:

Не происходит разрушение внутренних структур заготовок.

В процессе обработки удается упрочнить наружные слои детали.

Накатка может выполняться двухроликовыми станками, цилиндрическими головками, державками, плашками. При этом используется промышленное оборудование.

Нарезка

Нарезка дюймовой резьбы может выполняться вручную или с помощью токарного станка. Первый вариант подразумевает использование плашки или метчика. Порядок действий:

1. Зажим трубы с помощью тисков.
2. Фиксация рабочего инструмента в плашкодержателе или воротке.
3. Установка метчика в конце трубы, фиксация плашки поверх изделия.
4. Навинчивание рабочего инструмента на трубу (или вворачивание).

Если необходимо повысить точность, процедура повторяется.

Нарезка дюймовой резьбы на токарном станке:

1. Зажатие детали в патроне.
2. Установка резца в суппорте.
3. Снятие фаски с трубы.
4. Настройка скорости нарезки.
5. Включение резьбовой подачи.

Токарный станок можно использовать только в том случае, если заготовка имеет достаточную прочность, жесткость.

Виды дюймовых резьб

В основном разделяют две разновидности:

• Цилиндрическая. Более распространенная. Она регулируется в России нормативным документом ГОСТ 6357-81. Их отличие в том, что они имеют более мелкую и, соответственно, частые витки. Они находятся близко. Также они более округлые, что положительно влияет на сцепление, делая связь более герметичной для жидкостей и газов.
• Коническая. У нее есть два подвида углов профиля – в 55 и 60 градусов, поэтому в два раза больше разновидностей. К тому же напоминает конус, что делает пару самоуплотняемой. Это приводит к тому, что зона крепежа не требует использования герметизирующих средств.

Моменты затяжки крепежной дюймовой резьбы

Этот показатель является рекомендуемым при работе с резьбовыми соединениями. Он обозначает максимальное усилие, которое можно оказывать на деталь. Если оно будет превышено, то могут быть срезаны (свинчены) витки, элемент испортится и потеряет свое функциональное значение. А если, напротив, будет допущено минимальное, недостаточное усилие, то во время эксплуатации под воздействием вибрации и других факторов случится самопроизвольное раскручивание, что также чревато поломкой или аварией. Приведем небольшую таблицу с рекомендациями, силу будем по стандарту измерять в Нм, то есть в Ньютон-метрах. К слову, 1 Нм приблизительно равен 0,1 кГм.

Классы точности и правила маркировки

Резьба, относящаяся к дюймовому типу, как указывает ГОСТ, может соответствовать одному из трех классов точности – 1, 2 и 3. Рядом с цифрой, обозначающей класс точности, ставят буквы «А» (наружная) или «В» (внутренняя). Полные обозначения классов точности резьбы в зависимости от ее типа выглядят как 1А, 2А и 3А (для наружных) и 1В, 2В и 3В (для внутренних). Следует иметь в виду, что 1-му классу соответствуют самые грубые резьбы, а 3-му – самые точные, к размерам которых предъявляются очень жесткие требования.

Предельные отклонения размеров по ГОСТу

Чтобы понять, каким параметрам соответствует конкретный резьбовой элемент, достаточно разобраться в обозначении резьбы, которая на него нанесена. Обозначение, о котором идет речь, используют многие зарубежные производители, которые работают по американским стандартам, относящимся к элементам резьбовых соединений.

Пример условного обозначения дюймовой резьбы

В такой маркировке содержится следующая информация о резьбе:

• номинальный размер (наружный диаметр) – первые цифры;
• число витков, приходящихся на дюйм длины;
• группа;
• класс точности.

В обозначении дюймовой резьбы также могут присутствовать буквы LH, которые указывают на то, что ее витки имеют не правое, а левое направление.

Источник: met-all.org

Изготовление: видео

Мы уже рассказали про два способа нарезки. Теперь наглядно посмотрим на один из них, который можно сделать самостоятельно в домашних условиях:

В статье мы написали про коническую и цилиндрическую дюймовую резьбу, разобрали ее размеры, привели таблицы соответствия диаметров в дюймах и миллиметрах (мм), а также рассмотрели перевод метрической системы. Мы привели таблицы, а также способы вычисления, поговорили об особенностях (параметрах) выбора и даже дали небольшую историческую сводку. Надеемся, что эта информация была для вас полезна. В качестве завершения есть видеозапись:

После того как ознакомитесь со статьей, можете прочитать про наши товары. уже 15 лет на российском рынке – мы занимаемся продажей ленточнопильных станков. За это время мы охватили практически все города страны.

Основные параметры

Нормативным документом, в котором оговариваются требования к размерам цилиндрической дюймовой резьбы, является ГОСТ 6111-52. Как и любая другая, дюймовая резьба характеризуется двумя основными параметрами: шагом и диаметром. Под последним обычно подразумевают:

• наружный диаметр, измеряемый между верхними точками резьбовых гребней, находящихся на противоположных сторонах трубы;
• внутренний диаметр как величину, характеризующую расстояние от одной самой нижней точки впадины между резьбовыми гребнями до другой, также находящихся на противоположных сторонах трубы.

Параметры дюймовой резьбы
Зная наружный и внутренний диаметры дюймовой резьбы, можно легко посчитать высоту ее профиля. Для вычисления данного размера достаточно определить разницу между такими диаметрами.

Второй важный параметр – шаг – характеризует расстояние, на котором друг от друга расположены два соседних гребня или две соседние впадины. На всем участке изделия, на котором выполнена трубная резьба, ее шаг не меняется и имеет одно и то же значение. Если такое важное требование не будет соблюдено, она будет просто нерабочей, к ней нельзя будет подобрать второй элемент создаваемого соединения.