Нарезание резьбы на токарном станке: полное руководство по методам, инструментам и технологии

Статьи

Статьи и полезные материалы по теме

Главная страница
Статьи
Основы нарезания резьбы на токарном станке

Основы нарезания резьбы на токарном станке

Нарезание резьбы на токарном станке — это фундаментальная технологическая операция, заключающаяся в формировании винтовой канавки постоянного профиля на поверхности вращающейся заготовки. Физическая суть процесса заключается в синхронизированном движении заготовки и режущего инструмента: пока заготовка равномерно вращается вокруг своей оси, инструмент (резец, метчик, плашка) перемещается вдоль её оси с постоянной скоростью, снимая стружку и создавая винтовую линию. Соотношение скорости вращения шпинделя и скорости подачи инструмента определяет основной параметр — шаг резьбы.

Резьбовые соединения, получаемые в результате этого процесса, являются самым распространенным типом разъемных соединений в современном машиностроении, приборостроении и ремонтных работах. Они обеспечивают надежное скрепление деталей с возможностью их многократной сборки и разборки. Без них невозможно представить работу автомобилей, станков, трубопроводной арматуры, бытовой техники и countless других механизмов.

В зависимости от типа обрабатываемой детали (наружная или внутренняя), требований к точности и серийности производства, применяются различные методы нарезания резьбы:

Резцами — наиболее универсальный метод, позволяющий получать резьбы высокого качества любого профиля и шага как снаружи, так и внутри детали.
Метчиками (для внутренней резьбы) и плашками (для наружной резьбы) — инструментальный метод, идеально подходящий для нарезания стандартных резьб.
Резьбонарезными головками — высокопроизводительный метод для серийного и массового производства.

На схеме ниже показан базовый принцип формирования резьбы резцом: вращательное движение заготовки (1) сочетается с поступательным движением суппорта с резцом (2), в результате чего на поверхности детали образуется винтовая канавка (3) с заданным профилем.

Техника безопасности при нарезании резьбы

Работа на токарном станке, включая операцию нарезания резьбы, сопряжена с повышенной опасностью. Строгое соблюдение техники безопасности — обязательное условие для предотвращения травм и обеспечения безаварийной работы.

Основные правила безопасности

Перед началом任何 работ необходимо провести визуальный осмотр станка: убедиться в исправности защитных кожухов, кнопок аварийной остановки, блокировок и системы освещения. Проверьте, чтобы посторонние предметы не находились на направляющих станины и вращающихся частях. Перед пуском станка убедитесь, что пусковая рукоятка находится в нейтральном положении.

Специфические риски при нарезании резьбы и их предотвращение

Операция нарезания резьбы имеет ряд характерных опасностей:

Острые стружки: Процесс резания металла сопровождается образованием длинной и острой витой стружки. Никогда не снимайте стружку руками — используйте специальные крючки или щетки. Не сдувайте стружку ртом.
Вращающиеся части: Особую опасность представляют патрон, заготовка и выступающие части резцедержателя. Длинные волосы должны быть убраны под головной убор, запрещено работать в перчатках, галстуках, одежде со свисающими рукавами или поясом, которые могут быть захвачены вращающимися частями станка.
Отлетающие частицы: При работе с хрупкими материалами или в случае заклинивания инструмента возможен отлет мелких, но острых частиц металла.

Средства индивидуальной защиты

Обязательным минимумом для любого токаря являются:

Защитные очки (или прозрачный щиток) для защиты глаз от стружки и мелких частиц.
Плотно прилегающая спецодежда из прочной ткани без свисающих элементов.
Обувь с закрытым носком и нескользящей подошвой.

Правильное закрепление инструмента и заготовки

Надежное крепление — залог безопасности. Заготовка должна быть надежно зафиксирована в патроне с применением всех кулачков, а при значительном вылете — подперта задним центром. Резец в резцедержателе должен быть закреплен максимально коротко, минимум двумя болтами, чтобы исключить риск его вылета под нагрузкой. Перед чистовыми проходами убедитесь, что все крепежные элементы надежно затянуты.

Классификация и типы резьб

Для эффективного выполнения работ по нарезанию резьбы необходимо понимать классификацию и основные параметры различных типов резьб. Это позволяет правильно выбрать технологию обработки, инструмент и режимы резания.

Классификация по форме профиля

Форма профиля является ключевым признаком классификации резьб и определяет её функциональное назначение:

Треугольная резьба: Наиболее распространенный тип, используемый для крепежных деталей. Имеет профиль в виде равностороннего треугольника с углом 60° (метрическая резьба) или 55° (дюймовая резьба). Обеспечивает высокое трение и самоторможение.
Трапецеидальная резьба: Профиль в виде равнобокой трапеции с углом 30°. Основное применение — передачи движения в ходовых винтах станков и механизмов, где важно отсутствие бокового давления и возможность передачи больших усилий.
Упорная резьба: Имеет профиль в виде неравнобокой трапеции с рабочим углом 3° и нерабочим 30°. Предназначена для восприятия значительных односторонних осевых нагрузок (например, в винтовых прессах, домкратах).
Прямоугольная резьба: Имеет квадратный или прямоугольный профиль. Обладает высоким КПД благодаря малому углу профиля, но сложна в изготовлении и менее прочна. Применяется в грузовых винтах.
Круглая резьба: Профиль образован дугами окружностей. Отличается высокой стойкостью к износу и ударным нагрузкам. Широко применяется в трубной арматуре, соединениях, работающих в загрязненной среде.

Классификация по другим признакам

По расположению: Наружная резьба (нарезается на стержне, болте) и внутренняя резьба (нарезается в отверстии, гайке).
По направлению: Правая резьба (закручивается по часовой стрелке) и левая резьба (закручивается против часовой стрелки).
По числу заходов: Однозаходная резьба образована одной непрерывной винтовой канавкой. Многозаходная резьба образована двумя или более винтовыми канавками, расположенными равномерно вокруг оси. Ключевая особенность: ход резьбы (осевое перемещение за один полный оборот) равен шагу, умноженному на число заходов (Ph = P × n). Это позволяет получить большое осевое перемещение при сохранении достаточной высоты профиля.

Основные параметры резьбы

Шаг резьбы (P): Расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля, измеренное параллельно оси резьбы.
Ход резьбы (Ph): Осевое перемещение винта за один полный оборот. Для однозаходной резьбы ход равен шагу.
Угол профиля (β): Угол между боковыми сторонами профиля.
Наружный диаметр (d, D): Диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы (d) или впадин внутренней резьбы (D).
Внутренний диаметр (d1, D1): Диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы (d1) или в вершины внутренней резьбы (D1).
Средний диаметр (d2, D2): Диаметр воображаемого соосного цилиндра, пересекающего профиль резьбы таким образом, что ширина его выступов и впадин равны.

Нарезание резьбы резцами: технология и особенности

Нарезание резьбы резцами — это наиболее универсальный и точный метод, позволяющий получать резьбы любого профиля, шага и точности как на наружных, так и на внутренних поверхностях. Этот способ обеспечивает высочайшее качество поверхности и точность геометрических параметров.

Типы резьбовых резцов

Конструктивно резцы для нарезания резьбы делятся на три основных типа:

Стержневые резцы: Наиболее распространенный тип для наружных и внутренних резьб. Представляют собой цельный стержень из инструментальной стали или с напаянной пластиной твердого сплава, заточенный по профилю резьбы. Универсальны и просты в изготовлении и заточке.
Призматические резцы: Бывают многопрофильными (для одновременного нарезания нескольких ниток) и однопрофильными. Устанавливаются в специальные державки. Обладают повышенной жесткостью и стойкостью, так как имеют большие углы заточки.
Дисковые резцы: Применяются преимущественно для нарезания наружной резьбы крупного шага (например, трубной). Крепятся на оправку и позволяют эффективно обрабатывать детали вблизи уступов.

Геометрия резца

Правильная геометрия резца — ключ к качественной резьбе. Углы заточки должны строго соответствовать материалу заготовки:

Передний угол (γ): Для стальных заготовок обычно составляет 0°...10°, для вязких материалов (алюминий, латунь) увеличивается до 15°...25° для улучшения съема стружки. Для чугуна принимается отрицательным (до -5°).
Задние углы (α): Составляют 3°...8° на боковых сторонах профиля. Необходимы для уменьшения трения задней поверхности резца о заготовку.
Профиль резца: Должен абсолютно точно соответствовать профилю нарезаемой резьбы (включая радиусы впадин). Проверяется с помощью шаблонов или проекционных приборов.

Пошаговая технология нарезания

Закрепление заготовки: Деталь надежно фиксируется в патроне с минимальным вылетом. При необходимости используется задний центр для поджатия.
Установка и центровка резца: Резец жестко закрепляется в резцедержателе с минимальным вылетом. Его режущая кромка должна быть установлена строго по центру детали (по линии центров станка) с помощью шаблона-центроискателя. Ось резца должна быть перпендикулярна оси заготовки.
Настройка станка: Устанавливается необходимая частота вращения шпинделя и шаг резьбы через гитару сменных шестерен или коробку подач.
Многопроходное нарезание: Резьба нарезается за несколько проходов. Глубина резания на черновых проходах — 0.2-0.4 мм, на чистовых — 0.05-0.1 мм. После каждого прохода резец возвращается в исходное положение вручную или с помощью реверса шпинделя. Подача осуществляется либо по продольной, либо по поперечной рукоятке, в зависимости от типа резьбы и резца.

Нарезание резьбы метчиками: внутренняя резьба

Нарезание внутренней резьбы метчиками — это высокопроизводительный метод получения точных резьбовых отверстий, широко применяемый в серийном и единичном производстве. Метчик представляет собой инструмент в виде закаленного винта с прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки.

Устройство и типы метчиков

Конструктивно метчик состоит из рабочей части (с режущими и калибрующими зубьями), шейки и хвостовика (квадрат для воротка или крепления в патроне). По назначению и способу применения различают:

Ручные метчики: Используются с воротком для нарезания резьбы вручную. Всегда поставляются в комплектах из 2-3 штук.
Машинные метчики: Предназначены для нарезания резьбы на станках (токарных, сверлильных). Имеют более короткую режущую часть и усиленную конструкцию.
Гаечные метчики: Отличаются длинным хвостовиком, позволяющим нарезать резьбу в глухих и сквозных отверстиях без извлечения метчика после каждого прохода.

Комплекты метчиков

Для снижения нагрузки и обеспечения высокого качества резьбы метчики используются комплектами:

Трехметчиковый комплект: Черновой (#1) срезает ~60% припуска, получистовой (#2) — ~30%, чистовой (#3) — ~10% и калибрует профиль.
Двухметчиковый комплект: Черновой снимает ~75% припуска, чистовой — ~25% и завершает формирование резьбы.

Технологический процесс нарезания

Подготовка отверстия: Критически важно правильно рассчитать диаметр сверла. Для стандартной метрической резьбы диаметр отверстия (d_отв) ≈ Наружный диаметр резьбы (D) - Шаг резьбы (P). Например, для М10×1.5: d_отв = 10 - 1.5 = 8.5 мм.
Закрепление детали: Заготовка надежно фиксируется в патроне или на столе станка.
Настройка станка: Устанавливается низкая частота вращения шпинделя для предотвращения перегрева и поломки метчика.
Установка метчика: Машинный метчик закрепляется в специальном плавающем патроне или в пиноли задней бабки. Это компенсирует возможную несоосность и предотвращает поломку.
Нарезание резьбы: Метчик вводится в отверстие с подачей пиноли задней бабки. Подача должна быть равной шагу резьбы. Обязательно используется обильная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

Нарезание резьбы плашками: наружная резьба

Нарезание наружной резьбы плашками — это высокопроизводительный метод получения резьб на валах, болтах и других цилиндрических деталях. Плашка представляет собой закаленное кольцо с внутренней резьбой и стружечными отверстиями, образующими режущие кромки.

Типы плашек

По конструкции и назначению плашки разделяются на несколько основных типов:

Круглые плашки (лунные): Наиболее распространенный тип для ручного и станочного применения. Устанавливаются в стандартный плашкодержатель с винтами для регулировки диаметра.
Разрезные плашки: Имеют радиальный разрез, позволяющий регулировать диаметр нарезаемой резьбы в небольших пределах. Обладают меньшей жесткостью и точностью.
Машинные плашки: Предназначены для установки в патроны токарных и резьбонарезных станков. Имеют усиленную конструкцию и направляющие пояски для точной центровки.
Гаечные плашки: Отличаются небольшой толщиной и острым заходным конусом для нарезания резьбы под гайки.

Подготовка заготовки: диаметры и допуски

Качество нарезаемой резьбы напрямую зависит от правильной подготовки заготовки. Диаметр стержня должен быть немного меньше наружного диаметра будущей резьбы:

Для резьб диаметром 6-10 мм: допуск 0,1-0,2 мм
Для резьб диаметром 11-18 мм: допуск 0,12-0,24 мм
Для резьб диаметром 20-30 мм: допуск 0,14-0,28 мм

На торце заготовки обязательно должна быть снята фаска под углом 45° для облегчения входа плашки и предотвращения задиров первых витков резьбы.

Технология нарезания с использованием плашкодержателя

Подготовка станка: Заготовка надежно закрепляется в патроне токарного станка. Устанавливается низкая частота вращения шпинделя.
Установка плашки: Плашка закрепляется в плашкодержателе, который фиксируется в пиноли задней бабки. Важно обеспечить соосность плашки и заготовки.
Нарезание резьбы: Вращающаяся заготовка подается на плашку. Подача осуществляется плавным вращением маховика задней бабки. Плашка накручивается на заготовку, формируя резьбу.
Завершение процесса: После прохода необходимой длины резьбы плашка снимается обратным вращением шпинделя или отводом задней бабки.

Скоростные режимы для различных материалов

Скорость резания при нарезании резьбы плашками выбирается в зависимости от обрабатываемого материала:

Латунь и алюминиевые сплавы: 10-15 м/мин
Чугун: 2-3 м/мин (работа без СОЖ)
Конструкционные стали: 3-4 м/мин
Легированные и нержавеющие стали: 2-3 м/мин

Особенности работы с разными типами плашек

Круглые плашки требуют точной настройки в плашкодержателе для обеспечения правильного диаметра резьбы. Разрезные плашки позволяют компенсировать износ и регулировать размер, но дают менее точную резьбу. Машинные плашки обеспечивают highest производительность и точность при станочном нарезании. Для всех типов плашек обязательно использование appropriate СОЖ: для стали — эмульсии, для алюминия — керосин с маслом, для чугуна — сухое нарезание или сжатый воздух.

Резьбонарезные головки: высокопроизводительный метод

Резьбонарезные головки представляют собой профессиональный высокопроизводительный инструмент для серийного и массового производства точных резьб. В отличие от плашек, они оснащены режущими гребенками, которые автоматически разводятся после завершения нарезания, что позволяет снимать готовую деталь без обратного вращения шпинделя.

Типы головок и гребенок

Конструктивно резьбонарезные головки классифицируются по типу установленных в них режущих элементов — гребенок:

Круглые головки с круглыми гребенками: Наиболее универсальный тип. Гребенки имеют радиальную установку и могут перетачиваться многократно. Подходят для наружных и внутренних резьб средних диаметров.
Радиальные головки: Гребенки устанавливаются перпендикулярно оси обрабатываемой детали. Обеспечивают высокую точность и чистоту поверхности, идеальны для резьб с мелким шагом.
Тангенциальные головки: Режущие пластины устанавливаются касательно к обрабатываемой поверхности. Обладают повышенной стойкостью и производительностью, особенно при работе с твердыми материалами.
Призматические головки: Используют призматические режущие пластины. Отличаются простотой конструкции и надежностью, часто применяются для нарезания резьбы на червяках и ходовых винтах.

Принцип работы с автоматическим отводом инструмента

Ключевое преимущество головок — система автоматического отвода режущих элементов. Процесс работы состоит из трех этапов:

Рабочее положение: При подаче головки на вращающуюся заготовку гребенки сведены и формируют резьбу.
Нарезание резьбы: Головка проходит необходимую длину резьбового участка.
Автоматический отвод: После завершения нарезания кольцо или кулачок головки механически разводит гребенки в радиальном направлении, увеличивая внутренний диаметр инструмента. Это позволяет мгновенно отвести головку от детали без обратного вращения шпинделя или свинчивания.

Преимущества метода: производительность и качество

Использование резьбонарезных головок обеспечивает значительные преимущества:

Высокая производительность: Сокращение вспомогательного времени за счет отсутствия необходимости обратного вращения.
Отличное качество резьбы: Точное профилирование и минимальная шероховатость поверхности благодаря многолезвийной обработке.
Долговечность и экономичность: Гребенки поддаются многократной переточке, что значительно увеличивает ресурс инструмента.
Стабильность размеров: Возможность точной регулировки диаметра нарезаемой резьбы.

Области применения

Резьбонарезные головки нашли широкое применение в различных отраслях промышленности для обработки деталей разных размеров и сложности: от точных микрометрических винтов и червяков в приборостроении до крупных шпинделей и валов в тяжелом машиностроении. Они незаменимы в крупносерийном производстве крепежных деталей, трубной арматуры и ходовых пар станков.

Скоростные режимы и таблицы обработки

Правильный выбор скоростных режимов является критически важным фактором для обеспечения производительности, качества обработанной поверхности и стойкости инструмента при нарезании резьбы. Режимы резания подбираются в зависимости от материала заготовки, типа инструмента и вида обрабатываемой резьбы.

Таблицы скоростей резания

Рекомендуемые значения скорости резания (V, м/мин) для различных комбинаций материалов и инструментов:

Материал заготовки	Резцы из быстрорежущей стали (HSS)	Твердосплавные резцы	Метчики	Плашки
Конструкционная сталь (σ_в = 600 МПа)	8-12	40-70	5-12	3-6
Легированная сталь	5-10	30-50	4-8	2-4
Нержавеющая сталь	4-8	20-40	2-7	2-3
Серый чугун	10-15	50-80	6-12	2-3
Алюминий и сплавы	30-50	150-300	15-22	10-15
Латунь	25-40	100-200	15-20	10-15

Поправочные коэффициенты

На основе табличных значений скорости резания рассчитывается фактическая скорость с учетом поправочных коэффициентов:

Фактор	Условия	Коэффициент
СОЖ	Интенсивное охлаждение	1.1-1.3
СОЖ	Работа без охлаждения	0.7-0.8
Состояние станка	Новый или отличное состояние	1.0-1.1
Состояние станка	Станок с износом	0.7-0.8
Качество поверхности	Чистовая обработка	0.8-0.9
Качество поверхности	Черновая обработка	1.1-1.2

Фактическая скорость резания вычисляется по формуле: V_факт = V_табл × K₁ × K₂ × K₃, где K₁, K₂, K₃ - поправочные коэффициенты.

Частота вращения шпинделя (n, об/мин) рассчитывается по формуле: n = (1000 × V_факт) / (π × D), где D - диаметр обрабатываемой поверхности (мм).

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) для нарезания резьбы

Применение правильных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) является критически важным фактором при нарезании резьбы, непосредственно влияющим на качество обработки, стойкость инструмента и производительность процесса. СОЖ выполняют три основные функции: охлаждение зоны резания, смазывание трущихся поверхностей и вымывание стружки.

Типы СОЖ и их состав

По химическому составу и принципу действия все СОЖ делятся на четыре основные группы:

Масляные (жирные): Минеральные или растительные масла, часто с добавлением противозадирных присадок (серы, хлора, фосфора). Обладают отличными смазывающими свойствами, но слабыми охлаждающими.
Эмульсионные: Эмульсии масла в воде (3-15% масла). Хорошо охлаждают и moderately смазывают. Наиболее распространенный тип в механической обработке.
Полусинтетические: Смесь масел, эмульгаторов и синтетических компонентов. Сочетают хорошие охлаждающие и смазывающие свойства.
Синтетические: Водные растворы химических соединений без масла. Обеспечивают excellent охлаждение, но poor смазывание. Подходят для высокоскоростной обработки.

Способы подачи и применения СОЖ

Эффективность СОЖ зависит не только от состава, но и от метода подачи:

Непрерывная струя: Наиболее распространенный метод. Жидкость под давлением подается непосредственно в зону резания, эффективно охлаждая и удаляя стружку.
Распыление (туман): СОЖ смешивается с сжатым воздухом и подается в виде аэрозоли. Экономичный расход, хорошее проникновение, но требует системы отсоса.
Капельная подача: Используется для малых объемов работы или с дорогостоящими жидкостями (e.g., керосин для алюминия).

Влияние СОЖ на качество резьбы и стойкость инструмента

Правильно подобранная и поданная СОЖ оказывает комплексное положительное влияние:

Увеличение стойкости инструмента: Снижение температуры резания на 100-200°C может увеличить ресурс резца или метчика в 2-5 раз за счет уменьшения абразивного и диффузионного износа.
Улучшение чистоты поверхности: Предотвращает налипание металла, образование задиров и рванин. Позволяет добиться низкой шероховатости.
Снижение температурных деформаций: Интенсивное охлаждение minimizes тепловые деформации заготовки и инструмента, что критически важно для соблюдения точных допусков резьбы.
Облегчение процесса резания: Смазывание уменьшает силы резания и мощность, потребляемую станком.

Грамотное применение СОЖ — это не дополнительная опция, а необходимое условие для точного, экономичного и надежного процесса нарезания резьбы.

Настройка токарного станка для нарезания резьбы

Правильная настройка станка — фундаментальное условие для получения точной резьбы без сбоев шага. Основная задача настройки заключается в создании жесткой кинематической связи между вращением шпинделя и поступательным движением суппорта, обеспечивающей точное соотношение их перемещений.

Кинематическая связь шпинделя и суппорта

Принцип нарезания резьбы требует, чтобы за один полный оборот заготовки, закрепленной в шпинделе, резец, закрепленный в суппорте, перемещался вдоль оси на строго определенную величину, равную шагу нарезаемой резьбы (P). Эта связь обеспечивается кинематической цепью, включающей гитару станка и коробку подач.

Настройка гитары станка и коробки подач

Настройка осуществляется в два этапа:

Настройка коробки подач: С помощью рукояток на коробке подач устанавливается значение шага резьбы (в мм или витках на дюйм). Коробка подач представляет собой набор зубчатых передач, которые преобразуют вращение от шпинделя в движение ходового винта или валика с определенным передаточным отношением.
Настройка гитары станка: Гитара — это сменный набор зубчатых колес (a, b, c, d), который устанавливается между шпинделем и коробкой подач. Она позволяет расширить диапазон нарезаемых шагов. Передаточное отношение гитары (i_гит) рассчитывается по формуле: i_гит = (a/b) * (c/d) = P / P_ст, где P — нужный шаг резьбы, а P_ст — шаг, указанный на коробке подач.

После настройки включается муфта, соединяющая выход коробки подач с ходовым винтом, который и приводит в движение суппорт через разъемную гайку.

Особенности для станков с ЧПУ

На современных станках с ЧПУ процесс настройки кардинально упрощен. Оператор вводит параметры резьбы (диаметр, шаг, глубина) в управляющую программу (G-код, например, цикл G76). Система ЧПУ автоматически рассчитывает траекторию инструмента и управляет сервоприводами. Однако критически важна предварительная проверка:

Исправность и калибровка датчика энкодера на шпинделе, который обеспечивает обратную связь по положению.
Отсутствие чрезмерного люфта в шарико-винтовых парах (ШВП), приводящих суппорт в движение.
Правильность постпроцессора и управляющей программы, чтобы исключить ошибки в вычислении координат.

Проверка правильности настройки

Перед чистовой обработкой ответственных деталей обязательна практическая проверка настройки:

Метод меток: На заготовке и неподвижной части станка (e.g., станине) наносят две риски, совмещенные друг с другом.
Станок включают, и суппорт с резцом перемещается на продольную подачу.
После того как шпиндель совершит, например, 10 оборотов, движение останавливают.
Измеряют точное расстояние, которое прошел резец. Оно должно быть равно 10 * P (десяти шагам резьбы).
Также проверяют совпадение рисок. Их несовпадение укажет на ошибку в настройке или наличие проскальзывания.

Дополнительно проверяют отсутствие бокового люфта в салазках суппорта и надежность закрепления инструмента. Только после успешной проверки можно приступать к нарезанию резьбы на чистовую.

Контроль качества и устранение дефектов

Заключительным и критически важным этапом процесса изготовления резьбы является контроль качества. Правильно организованный контроль позволяет своевременно выявлять отклонения, предотвращать брак и обеспечивать надежную работу резьбовых соединений.

Инструменты для контроля

Выбор измерительного инструмента зависит от типа производства, требуемой точности и объема выпуска:

Калибры: Основное средство контроля в серийном и массовом производстве. Проходные калибры (ПР) проверяют комплексность размера (средний диаметр) и должны свободно навинчиваться. Непроходные калибры (НЕ) контролируют предельный контур и не должны навинчиваться более чем на 2-3 витка.
Резьбомеры (шаблоны): Наборы стальных гребенок с профилем резьбы разного шага. Применяются для быстрой проверки шага и угла профиля путем наложения на резьбу.
Микрометры со вставками: Используются в мелкосерийном производстве для измерения среднего диаметра наружной резьбы. Требуют высокой квалификации оператора.
Метод трех проволок с микрометром или оптиметром: Наиболее точный метод измерения среднего диаметра. В витки резьбы укладываются три калиброванных проволоки определенного диаметра, затем измеряется размер M над ними. По формуле вычисляется действительный средний диаметр.
Инструментальные микроскопы и профилографы: Применяются в прецизионных и лабораторных условиях для детального исследования профиля резьбы, углов и шага.

Основные дефекты резьбы и их причины

Анализ дефектов позволяет выявить и устранить причину их возникновения в технологическом процессе:

Рваная поверхность, задиры: Наиболее частый дефект. Причины: тупой инструмент, неправильные режимы резания (высокая скорость, большая подача), отсутствие или неправильный подбор СОЖ, вибрации.
Погрешности размеров (среднего, внутреннего или наружного диаметра): Причины: неправильная настройка станка, износ или неправильная заточка инструмента, тепловые деформации заготовки.
Растяжка витков (увеличение среднего диаметра сверх допуска): Причины: перегрев детали при обработке без охлаждения, вызывающий упругий отжим материала после снятия усилия резания.
Усадка диаметра (уменьшение среднего диаметра): Причины: чрезмерное заглубление инструмента, износ калибрующей части метчика или плашки.
Разбивка гайки (несоосность начала и конца резьбы в глухом отверстии): Причины: биение патрона станка, несоосность шпинделя и пиноли задней бабки, износ направляющих.

Методы проверки для разных типов производств

Единичное и мелкосерийное производство: Комплексный контроль с помощью универсального инструмента — микрометров со вставками, резьбомеров, метода трех проволок. Визуальный осмотр на отсутствие задиров.
Серийное производство: Преимущественное использование предельных калибров (ПР и НЕ) для операционного и приемочного контроля. Выборочный контроль универсальными средствами.
Массовое производство: Автоматизированный контроль на активном контроле или с помощью специализированных измерительных стендов, обеспечивающих 100% проверку критичных параметров.