Метрическая резьба: ГОСТ, таблица размеров и шаг метрических резьб

Метрическая резьба: ГОСТ, таблица размеров и шаг метрических резьб

Метрическая резьба: таблица размеров и характеристики по ГОСТу

Метрическая резьба наиболее широко используется сегодня. Она доступна как в грубой (крупной), так и в тонкой (мелкой) резьбе в широком диапазоне материалов и размеров. Есть, конечно, положительные и отрицательные стороны тонкой метрической нити и грубой метрической нити.

Что такое метрическая резьба

Тонкие метрические резьбы более восприимчивы к истиранию. Они нуждаются в длинных зацеплениях и менее подходят для высокоскоростной сборки. Тонкие нити могут легче проникать в твердые материалы, требуют меньшего крутящего момента и имеют небольшую тенденцию к ослаблению. Они также прочнее, чем грубая нить, и допускают более тонкие регулировки из-за их меньшего шага. Грубые резьбы имеют больший шаг и проще в использовании, чем мелкорезьбовые крепежные детали, и они предназначены для большинства применений.

Метрические резьбы состоят из симметричной V-образной резьбы. В плоскости оси резьбы фланцы V имеют угол 60° друг к другу. Глубина резьбы составляет 0,614 × шаг.

Угол резьбы — это угол, образованный пересечением двух сторон резьбового паза. Глубина — это расстояние между гребнем и корнем нити, измеренное перпендикулярно оси. Угол опережения — это угол спирали нити, основанный на расстоянии опережения. Одиночная начальная нить имеет расстояние вывода, равное ее шагу, и в свою очередь имеет относительно небольшой угол вывода. Многозаходные резьбы имеют большее расстояние вывода и, следовательно, больший угол вывода.

Особенности метрической резьбы

Винтовые резьбы выполняют три основные функции в механических системах:

• обеспечивают зажимное усилие;
• ограничивают или контролируют движение;
• передают мощность.

Геометрически винтовая резьба представляет собой спиральную наклонную плоскость. Спираль — это кривая, определяемая перемещением точки с равномерной угловой и линейной скоростью вокруг оси. Расстояние, на которое точка перемещается линейно (параллельно оси) за один оборот, называется шагом.

Термин «внутренняя резьба» относится к резьбе, вырезанной в боковой стенке существующего отверстия. Наружная резьба свернута в наружную цилиндрическую поверхность крепежа или шпильки. Размер, наиболее часто ассоциируемый с резьбой винта, — это номинальный диаметр. Например, болт и гайка могут быть описаны как имеющие диаметр М12 х 1.75. Первое значение — это и есть диаметр, а второе — резьбовой шаг. Но ни наружная резьба болта, ни внутренняя резьба гайки не имеют точно 500 мм в диаметре. На самом деле диаметр болта немного меньше, а диаметр гайки немного больше. Но проще указать компоненты по единому обозначению размера, так как болт и гайка являются сопрягаемыми компонентами.

Технические характеристики метрической резьбы всегда начинаются с обозначения серии резьбы (например, M или MJ), за которым следуют номинальный диаметр крепежного элемента и шаг резьбы в миллиметрах, разделенные символом «x». Существует несколько серий метрических резьб, используемых для специальных применений. Стандарт — это серия М. Серия MJ является одной из наиболее распространенных специальных прикладных нитей.

Метрическая крепежная резьба серии М — это общий профиль резьбы. Серия MJ обозначает внешнюю резьбу, имеющую увеличенный радиус корня, тем самым обладающую более высокой усталостной прочностью (за счет снижения концентрации напряжений), но требующую усеченной высоты гребня внутренней резьбы MJ для предотвращения помех на внешнем корне резьбы MJ. Внешние резьбы M совместимы как с внутренними резьбами M, так и с внутренними резьбами MJ.

Если не указано иное, винтовые резьбы считаются правосторонними. Это означает, что направление вращения спирали нити по часовой стрелке заставит ее двигаться вдоль своей оси. Левосторонние нити продвигаются вперед при вращении против часовой стрелки.

Левосторонние резьбы часто используются в ситуациях, когда вращательные нагрузки могут привести к ослаблению правосторонних резьб во время эксплуатации. Распространенный пример — велосипед. Педали велосипеда крепятся к кривошипу с помощью винтовых резьб. Одна сторона велосипеда использует правую резьбу, а другая — левую. Это предотвращает движения педалей и кривошипа от отвинчивания педали и ее падения во время использования. Левая резьба должна быть указана в спецификации изделия. Это достигается путем добавления «LH» в конец описания технических характеристик.

Основные ГОСТы

Все метизы и крепежные детали, имеющие винтовую резьбу по метрической системе измерения, изготавливаются в соответствии с государственными и международными стандартами и нормативными документами. Поэтому они могут различаться по классу, размерам и некоторым другим параметрам, но в обязательном порядке должны соответствовать разрешенным требованиям и допустимым значениям. В ином случае продукция не может быть сертифицирована и использована в производственной сфере. К тому же официальные продажи таких изделий запрещены.

Крепежные изделия с винтовой метрической резьбой регламентируются несколькими нормативными документами:

• ГОСТ 8724, где прописаны допустимые значения диаметра и шага;
• ГОСТ 24705 2004 содержит информацию об основных размерах метрической резьбы;
• ГОСТ 9150 включает необходимые сведения о профиле метрической резьбы;
• ГОСТ 16093 прописывает допуски и обозначения для изделий.

Метрические резьбы регламентируются также международным стандартом ISO 261-98. Российский ГОСТ 8724-2002 полностью повторяет его текст на русском языке. Правда, в нем есть дополнения, характерные для потребностей российской экономики.

Стандартные шаги метрической резьбы – таблица и ГОСТ

Время прочтения статьи: 15 минут

Надежность крепежных соединений достигается за счет резьбы. Она представляет собой чередование впадин и выступов на внутренней и внешней поверхности вращающихся деталей. Существует множество разновидностей резьбы: дюймовая, трубная, шуруповертная и метрическая. В этой статье более подробно описана метрическая резьба и ее особенности, поскольку именно она является наиболее универсальной и востребованной из всех перечисленных.

Резьбовые соединения применяются везде, где нужен крепеж, и для передачи движения. У каждой разновидности резьбовых соединений есть ряд типовых характеристик:

• Профиль резьбы — рисунок «гребенки», которая проходит вдоль оси крепежа.
• Шаг резьбы — расстояние между двумя соседними вершинами, замеренное вдоль оси стержня элемента крепежа.
• Наружный диаметр — измеряется по верхним точкам профиля.
• Внутренний диаметр — размер вписанного цилиндра в углубления наружной резьбы, либо по точкам вершин внутренней.
• Ход резьбы — расстояние от одной вершины профиля до другой в проекции на ось крепежа.
• Угол профиля резьбы — угол между боковыми сторонами профиля.

Также существуют другие параметры резьбы: высота профиля, длина ввинчивания, количество витков. В метрической резьбе профиль состоит из равносторонних треугольников. Угол профиля метрической резьбы составляет 60º. Нормативы размеров стандартного шага устанавливает ГОСТ 8724-81 (ИСО 261-98) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги». Согласно этому документу, на поверхностях диаметром 1–68 мм шаг резьбы может быть крупным или мелким. При диаметре поверхности крепежного элемента свыше 68 мм метрическая резьба может иметь только мелкий шаг. Каждому диаметру соответствует один вариант крупного шага резьбы, и несколько вариантов мелкого шага. Например, при диаметре 10 мм возможен крупный шаг в 1,5 мм и три варианта мелкого шага. Крупный шаг в обозначении метрической резьбы опускается, поскольку его значение всегда неизменно, и его можно узнать по таблице.

Полное наименование резьбы состоит из следующих данных:

• М — метрическая резьба.
• Диаметр резьбы в миллиметрах.
• Размер мелкого шага в миллиметрах.
• Направление хода (есть левосторонняя и правосторонняя резьба).
• Обозначение хода для многозаходной резьбы.

Шаг метрической резьбы определяют по таблице, или по маркировке крепежного элемента. Кроме табличных и справочных данных, существуют и практические способы определения шага резьбового профиля:

• Можно сравнить резьбу на разных изделиях, и определить искомое значение путем сопоставления.
• Для измерения шага применяют резьбовые калибры — специальные инструменты без шкалы. Калибры помогают определить различные параметры резьбового профиля: диаметры, высоту треугольника, длину шага.
• Если наружная резьба легко и без сопротивления ввинчивается во внутреннюю, так можно предположительно установить шаг наружного профиля.
• Проведите измерения: с помощью штангенциркуля определите длину резьбы и разделите полученное значение на число витков.

Еще один важный параметр резьбового соединения — поле допуска. Эта величина обозначает максимальную длину сопряжения сторон резьбовых профилей винта и гайки, и других разновидностей крепежных изделий. Существует три класса полей допусков. Если крепеж принадлежит к первому классу допусков, он является надежным и применяется в областях, где требуется высокая точность и надежная фиксация. Второй класс полей допусков — это наиболее часто используемый стандарт. Грубый класс допусков используется там, где не требуется большая точность резьбового соединения.

При выборе крепежа тип резьбового соединения имеет решающее значение. На территории Российской Федерации наиболее востребованы метизы с крупным шагом резьбы. Крепежные элементы с мелким шагом применяются для соединения изделий, подверженных вибрации, экспериментальным и переменным динамическим нагрузкам. Область применения метизов с мелким шагом резьбового профиля — автомобиле- и судостроение, производство станков, электроники и бытовой техники. В строительстве и других сферах в основном используется крепеж с крупным шагом метрической резьбы. Если требуется рассчитать, какие болты требуются для определенных строительных или иных задач, современные специалисты используют расчетные формулы, либо специальное программное обеспечение. Расчет параметров крепежа онлайн доступен на многих специализированных интернет-ресурсах бесплатно. Также существуют онлайн-калькуляторы для подсчета параметров метрической резьбы по набору исходных размеров. Необходимые размеры рекомендуется замерять с помощью штангенциркуля.

Под метрической резьбой также принято подразумевать любую резьбу, обозначение которой указано в миллиметрах. По форме профиля различают следующие типы резьбы:

Резьба метрическая: применение, параметры, таблицы, ГОСТ

Метрическая резьба является одним из основных типов, используемых в крепежных элементах. Применяется при создании винтовых пар инструментов и приборов. Профиль нарезки — равнобедренный треугольник, имеющий угол вершины 60°. Профиль болтов и гаек совпадает. Метрической она называется потому, что геометрические характеристики измерены в миллиметрах. Создается как на цилиндрических, так и конических деталях.

Особенности

• В России основная масса крепежных соединений и деталей основана на метрическом типе.
• Угол профилей нарезки – 60 градусов.
• Миллиметры в качестве измерителя размеров.

Разделяется на крупный и мелкий шаг:

• Крупный используется в диаметрах от 1 до 68 миллиметров, а мелкий может использоваться от 1 до 600.
• Крупная нарезка актуальна для соединений, испытывающих ударные нагрузки.
• Мелкая – для создания соединений повышенной герметичности.
• Мелкий шаг активно применяется в создании регулировочных соединений, так как позволяет с легкостью проводить регулировку параметров.
• Вся современная техника и машины проектируется на основе метрического типа.

Области применения и характеристики

В основной мере используется в создании разнообразных крепежей:

• Анкерные и обычные болты;
• Гайки;
• Шпильки;
• Винты.

При этом крупный шаг используется при воздействии излишних нагрузок, а маленький, соответственно, при наличии малых.

Конические детали с метрической резьбой применяются тогда, когда стыку требуется создание повышенной герметичности. За счет профилей на конической поверхности удается создавать особую плотность без применения дополнительного уплотнителя. За счет этого свойства она активно применяется во время монтажа трубопроводов, создании пробок.

Необходимо обратить внимание на то, что профиль метрического типа будет идентичен как на цилиндрической, так и на конической поверхности.

К числу основных характеристик можно отнести:

1. Размер – диаметр и шаг;
2. Направление – левое или правое;
3. Месторасположение – внутри или снаружи.

Существует еще ряд параметров, которые определяют разделение на типы.

Геометрия

Геометрические характеристики метрической резьбы следующие:

• Номинальное значение диаметра определяется буквами D и d. Заглавная обозначает наружное значение, а прописная – внутреннее.
• Среднее значение диаметра исходя из размещения внутри или снаружи маркируется D2 и d.
  Внутренний диаметр, который также зависит от размещения внутри или снаружи, обозначается D1 и d.
• Внутренние диаметры болтов необходимы для определения напряжения, которое будет возникать в крепежном соединении.
• Шаг определяется как промежуток между вершиной или впадиной близлежащих витков.
• Высота профиля резьбового элемента маркируется буквой H.

Поля допусков

Бывают одного из 3 типов:

• Точные –с повышенными требованиями к точности;
• Средние – для элементов общего применения;
• Грубые – используются, например, при нарезке в глубоких глухих отверстиях или горячекатаном прутке.

Данный параметр определяется по соответствующим таблицам. Во время выбора необходимо соблюдать следующую последовательность:

1. Выбор полей допусков, выделенные жирным.
2. Которые прописаны светлыми буквами.
3. Значения, размещенные в круглых скобках.
4. Размещенные в квадратных скобках.

Обозначения

Резьба обладает двумя основными характеристиками

• Номинальный диаметр.
• Шаг.

Используются цифробуквенные обозначения, например, стандартные М40. В этом случае:

• М- тип нарезки, что значит «метрическая».
• 40 – номинальный диаметр, то есть сорок миллиметров.
• При наличии крупного шага он не обозначается в маркировке. Определяется исключительно по ГОСТ.

Для другого примера стоит разобрать еще один вариант, имеющий мелкий шаг – М30х2.

• Диаметр – 30 мм;
• М- наличие метрической нарезки;
• Шаг – 2 мм.

Существуют еще важные особенности, которые имеют данные резьбы. Так как существует лево- и правосторонняя, то эта характеристика может быть в маркировке. Однако, по традиции, правосторонняя в обозначении также не отражается. При наличии левосторонней маркировка будет выглядеть, например, так – М30 LH.

Число заходов. В однозаходном варианте количество также не отражается, так как оно равно 1. При наличии многозаходной нарезки обозначение будет выглядеть так – М20х3 (Р2).

При маркировке еще определяется одна из трех групп по длине свинчивания:

• N – нормальная. Обычно не прописывается.
• S – короткая.
• L – длинная.

Укороченная или удлиненные нарезки прописываются в обозначении после полей допуска и отграничиваются от них горизонтальной линией.

Помимо этого, определяется посадка. Записывается в форме дроби: числитель – параметр внутренней резьбы, относящийся к полю допуска, знаменатель –допуск для наружной.

Размеры резьбы — таблицы переводов

Приводим таблицу диаметров метрической резьбы, которая поможет отличить и понимать особенности дюймовых и метрических резьб. Все значения с диаметрами и шагом приведены в миллиметрах.

Данные также помогают осуществить перевод, понять разницу и калибры рассматриваемой нарезки.

Особенности нарезки

После того как определен диаметр и прочие параметры необходимой резьбы, следует подбирать метчик и выполнять процесс нарезания. Методика предполагает следующую последовательность нанесения:

1. Деталь закрепляется в тисках.
2. Ось будущего отверстия должна располагаться перпендикулярно плоскости стола.
3. Метчик помещается в заранее подготовленную фаску в отверстии детали.
4. С небольшим усилием метчик прижимается к заготовке и осуществляется вращение по часовой стрелке.
5. Движение должно производится плавное и равномерное.
6. Следует совершить 2 полных оборота. Затем на пол-оборота инструмент выворачивается.
   Необходимо обратить внимание, что внутреннюю резьбу желательно выполнять несколькими метчиками. Для начала совершается проход черновым инструментом, после средним, а в завершение чистовым. Убрав из процесса один из них, ускорить процедуру не получится, а вот ухудшить результат легко.

Для создания наружной нарезки используется лерка (плашка), работа которой строится аналогичным образом.

Создать метрическую резьбу не составит труда даже неопытному мастеру. Необходимо лишь применять соответствующий инструмент, использовать справочник и учитывать данные таблиц. Изображения и фото же, представленные на сайте, помогут понять, чем отличаются различные размеры и типы.

Действующие стандарты

Наиболее используемым действующим государственным стандартом является ГОСТ 24705-2004 «Резьба метрическая. Основные размеры». Европейские стандарты предполагают действие ISO 724:1993. Этот же документ регламентирует ГОСТ 9150 – 59 и ГОСТ 8724—2002.