Допуски и посадки метрической резьбы с зазором. Поля допусков метрической резьбы Поле допуска резьбы 6е

За долгие века своего развития человечество придумало множество способов соединения деталей. Деталью договоримся называть некий материальный объект, входящий в соединение, который не может быть разделен на более мелкие объекты. Соединение нескольких деталей условимся называть узлом, а совокупность узлов, способных при соединении выполнять определенные действия - механизмом.

Принято различать соединения деталей подвижные и неподвижные, В подвижных соединениях детали движутся друг относительно друга, а в неподвижных жестко скреплены друг с другом. Каждый из этих двух типов соединений подразделяют на две основные группы: разъемные и неразъемные.

Разъемными называются такие соединения, которые позволяют производить многократную сборку и разборку сборочной единицы без повреждения деталей. К разъемным неподвижным соединениям относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, профильные, клеммовые.

Неразъемными называются такие соединения, которые могут быть разобраны лишь путем разрушения. Неразъемные неподвижные соединения осуществляются механическим путем (запрессовкой, склепыванием, загибкой, кернением и чеканкой), с помощью сил физико-химического сцепления (сваркой, пайкой и склеиванием) и путем погружения деталей в расплавленный материал (заформовка в литейные формы, в пресс-формы и т. п.)

Подвижные неразъемные соединения собирают с применением развальцовки, свободной обжимки. В основном это соединения, заменяющие целую деталь, если изготовление ее из одной заготовки технологически невозможно или затруднительно и неэкономично.

Резьбовые соединения деталей являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьба - выступы, образованные на основной поверхности винтов и гаек и расположенные по винтовой линии. Несмотря на кажущуюся простоту резьбовые соединения весьма разнообразны. Поэтому в рамках текущего курса мы рассмотрим те из них, которые широко встречаются в нашем ассортименте. Но сперва дадим общую классификацию.

Р езьбы, допуски и посадки

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для уплотняющихся и герметичных соединений труб, масленок, пробок и т.п.

По профилю резьбы различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и другие резьбы.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой - справа налево и вверх. Наиболее распространена правая резьба.

По числу заходов - однозаходная и многозаходная резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба.

Резьбу получают (формируют) несколькими способами:

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

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

нарезание наружных резьб плашками

нарезание внутренних резьб метчиками

точение наружных и внутренних резьб специальными резцами и гребенками

резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами

нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками

Накатывание является наиболее производительным 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.

Литьё (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 твёрдых сплавов, керамики и т. п.

Рассмотрим теперь основные геометрические параметры цилиндрических резьб . Они включают: наружный d, средний d2 и внутренний d1 диаметры резьбы, шаг резьбы р, угол профиля α.

Метрическая резьба ISO - основной вид резьбы крепежных деталей с углом профиля α = 600. Широко употребима в Европе и Азии. Профиль - равносторонний треугольник со срезанными вершинами. Размеры указываются в миллиметрах.

Метрическая резьба бывает с крупным и мелкими шагами. Чаще всего, наиболее износостойкую и технологичную резьбу выполняют с крупным шагом. Резьбы с мелким шагом используются реже. Ниже приводится таблица, составленная на основании ГОСТ 8724-81 «Резьба метрическая. Диаметры и шаги».

Шаг резьбы для крупной и мелкой резьбы (однозаходной)

(Размеры в скобках действительны для новых стандартов ISO)

Резьба	Шаг резьбы Р, мм
	Крупная резьба М	Мелкая резьба М
		Мелкая	Мелкая 2	Супермелкая
М1.2 М1.4 М1.6 М1.8	0.25 0.25 0.35 0.35	(0.2) (0.2) (0.2) (0.2) (0.2)
М2.2 М2.5 М3.5	0.45 0.45	(0.25) (0.25) (0.35) (0.35) (0.35)
М10	1.25	0.75 1.25	0.75	0.75
М12 М14 М16 М18 М20	1.75		1.25 1.25
М22 М24 М27 М30 М33
М36 М39 М42 М45 М48		(4)3 (4)3 (4)3
М52 М56 М60 М64 М68		(4)3	3(2) 3(2)	2(1.5) 2(1.5)

Кроме упомянутых выше основных характеристик существуют дополнительные: сбег, недорез и недовод.

Участок конечных витков резьбы, имеющих неполный профиль, называется сбегом резьбы. Сбег резьбы — участок неполного профиля в зоне перехода резьбы в гладкую часть детали, возникает при отводе режущего инструмента от изделия.

Недовод резьбы — величина ненарезанной части поверхности детали между концом сбега и опорной поверхностью детали (при переходе с одного диаметра на другой).

Недорез резьбы — участок поверхности детали, включающий сбег резьбы и недовод.

Величина недореза важна, например, при соединении двух тонких листов стали: при излишне большом недорезе соединение может быть неплотным.

Также встречаются также дюймовые резьбы нескольких видов (1 дюйм равен 25,4 мм).

Дюймовая резьба UTS, ISO 5864 . Используется преимущественно в США. Профиль - равносторонний треугольник (угол при вершине 60о) со срезанными вершинами. При одном диаметре резьба может иметь крупный (UNC) или мелкий (UNF) шаг. Размеры резьбы указываются в долях дюйма и в числе витков, приходящихся на дюйм. Для маленьких диаметров резьбы перед числом витков через дефис ставится порядковый номер резьбы: от 0 до 12.

Дюймовая резьба Витворта BSW . Используется преимущественно в Великобритании. Профиль - равнобедренный треугольник (угол при вершине 55 градусов). При одном диаметре резьба может иметь крупный (BSW) или мелкий (BSF) шаг. Размеры указываются в долях дюйма и в числе витков резьбы на дюйм.

Дюймы	Номинал мм	Число ниток на дюйм UNC	Число ниток на дюйм UNF	Номер-чн UNC	Номер-чн UNF	Чн на дюйм BSW	Чн на дюйм BSF
	1,524				0-80
	1,854			1-64	1-72
	2,184			2-56	2-64
	2,515			3-48	3-56
	2,844			4-40	4-48
	3,175			5-40	5-44
	3,505			6-32	6-40
5/32	3,969
	4,165			8-32	8-36
3/16	4,763
	4,826			10-24	10-32
	5,486			12-24	12-28
7/32	5,556
	6,350
9/32	7,144
5/16	7,938
	9,525
13/32	10,319
7/16	11,113
	12,700
9/16	14,288
	15,875
11/16	17,463
	19,050
	22,225
	25,400
1 1/8	28,575
1 1/4	31,750
1 3/8	34,925
1 1/2	38,100
1 3/4	44,450
	50,800
2 1/4	57,150
2 1/2	63,500
2 3/4	69,850
	76,200
3,25	82,550
	88,900
3,75	95,250
	101,600
4,25	107,950
	114,300
4,75	120,650
	127,000

Сводные таблицы используемых размеров дюймовых резьб и допустимых отклонений от них представлены ниже.

Кроме цилиндрических машиностроительных резьб в крепежных изделиях широко применяются шурупные и самонарезающие резьбы . Можно выделить четыре основных характеристики этой группы резьб.

диаметры: D 1 по гребням; D2 - стержня

шаг P ;

количество заходов n.

Кроме них существенное влияние на самонарезающие свойства изделия оказывает угол при вершине профиля резьбы α (на рисунке 60±3 градуса).

Чем меньше указанный угол, тем легче закручивается изделие и легче формируется резьба. Традиционные шурупы, выпускаемые отечественной промышленностью (ГОСТ 1144 -80, ГОСТ 1145-80), имеют этот угол равным 600, как у метрической резьбы. Современные саморезы изготавливаются с углом α=450 и меньше. Области их применения и конструкции весьма разнообразны, и, вследствие этого, мало стандартизованы. Саморезы же, предназначенные для вворачивания в металл (DIN 7976, 7981…7983), изготавливаются с большими углами (в основном 600) для повышения прочности нитки резьбы у основания профиля. Эти саморезы относятся к высоко стандартизованным изделиям и их резьбы изготавливаются по стандартам ISO 1478, EN 2478, DIN 7970. В чертежно-конструкторской документации перед диаметром их резьбы ставятся буквы ST.

В таблице представлены основные размеры резьбы ST и основные исполнения концов.

В рассмотренных выше таблицах допустимых размеров резьб разного типа для каждого номинального размера приводятся его максимальное и минимальное значения. И это очень разумно, т.к. практически изготовить какую-нибудь деталь абсолютно точно невозможно. Допустимую точность изготовления принято характеризовать полем допуска. Рассмотрим диаграмму. (ГОСТ 25346-89. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений ).

Пусть некоторая деталь имеет некоторый номинальный размер 10 мм. Примем его на диаграмме за нулевую линию. Будем откладывать вверх от нее положительное отклонение этого размера, а вниз - отрицательное. Поле допуска в координатах такого типа отображается заштрихованной полосой. Верхнее отклонение на диаграмме может иметь значение, например, 2, а нижнее - 1мм. Таким образом, при изготовлении этой детали с номиналом 10 мм, фактический ее размер должен попадать в интервал 11…12 мм. Собственно допуск в этом случае равняется 1 мм (12 - 11 = 1). Однако, есть еще и второй параметр, характеризующий нашу деталь - это положение поля допуска на оси отклонений.

В нашем примере поле допуска расположено целиком в области положительных отклонений.

Непосредственно для метрических резьб допуски регламентируются «ГОСТ 16093-81. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором».

Собственно допуски диаметров устанавливаются по степеням точности, обозначаемым числами. Совокупность допусков одного уровня точности называется квалитет (степень точности).

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением и обозначается буквой латинского алфавита, строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней.

Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из числа, обозначающеего степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение. Например: 4h; 6g; 6H.

В зависимости от требований, предъявляемых к точности резьбового соединения, поля допусков резьбы болтов и гаек установлены в трех условных классах точности.

Крепежная деталь	Точный	Средний	Грубый
Болт или шпилька		6h; 6g; 6e; 6d	8h; 8g;
Гайка	4H; 5H	5H6H; 6H; 6G	7H; 7G

Расположение полей допусков для резьб схематично представлено на диаграмме.

Универсальная таблица размеров допусков для крепежных изделий приводится ниже. Она позволяет, зная поле допуска и номинальный размер измеряемой величины, определить размеры допустимых отклонений.

Аналогичная таблица существует и специально для резьб.

На выбор поля допуска резьбы влияет также покрытие детали . Для наружной резьбы, имеющей антикоррозионное металлическое покрытие, увеличивающее размеры деталей (цинкование, кадмирование, никелирование, серебрение, меднение и т.п.), или для деталей из нержавеющих, жаропрочных, кислотостойких сталей и титановых сплавов (независимо от вида покрытий) следует применять поля допусков: 6g (с шагом резьбы до 0.45 мм вкл.) и 6е (с шагом резьбы 0,5 мм и более). Для наружной резьбы, имеющей неметаллическое покрытие применяется поле допуска 5h и 6h (независимо от вида покрытия).

В зависимости от эксплуатационных требований к степени подвижности резьбовых соединений стандартами установлены поля допусков, образующие посадки трех групп: с зазором (ГОСТ 16093 – 81), переходные (ГОСТ 24834–81) и с натягом (ГОСТ 4608–81).

Наружная резьба (болт) нормируется по среднему и наружному диаметрам (d2 и d ), внутренняя резьба (гайка) – по среднему и внутреннему диаметрам (D2 и D1 ). Допуски этих диаметров резьбы устанавливаются по степеням точности, которые обозначаются цифрами. Степени точности диаметров резьбы приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Степени точности диаметров резьбы

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Степень точности
Наружная		3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10*
Внутренняя		4, 5, 6, 7, 8 , 9*
* Только для резьб на деталях из пластмасс

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением (верхним es для наружной резьбы и нижним EI для внутренней) и обозначается буквой латинского алфавита: строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней. Основные отклонения диаметров резьбы для посадок с зазором приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Основные отклонения диаметров резьбы

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Основное отклонение
Наружная
Внутренняя

Поле допуска диаметра резьбы образуется сочетанием степени точности и основного отклонения. Поле допуска резьбы образуется сочетанием полей допусков средних диаметров (D2, d2 ) с полями допусков диаметров выступов D1 и d .

Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение. Например:

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, помещенного на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов. Например:

где 7g – поле допуска диаметра d2; 6g – поле допуска диаметра d ; 5H – поле допуска диаметра D2 ; 6H – поле допуска диаметра D1 .

Если обозначение поля допуска диаметра выступов совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется. Например:

где 6g – поле допуска диаметров d2 и d; 6H – поле допуска диаметров D2 и D1.

В условном обозначении резьбы обозначение поля допуска должно следовать за обозначением размера резьбы.

Примеры обозначения резьбы

С крупным шагом :

М12 – 6g (наружная резьба),

М12 – 6H (внутренняя резьба).

С мелким шагом:

М12 ´ 1- 6g7g (наружная резьба),

М12 ´ 1 – 4H5H (внутренняя резьба).

Левой резьбы:

М12 ´ 1 LH – 6g (наружная резьба),

М12 ´ 1 LH – 6H (внутренняя резьба).

Длина свинчивания (N ) в условном обозначении резьбы не указывается.

Длина свинчивания, к которой относится допуск резьбы, должна быть указана в миллиметрах в обозначении резьбы в следующих случаях:

1) если она относится к группе N ;

2) если она относится к группе S , но меньше, чем вся длина резьбы.

Пример обозначения резьбы с длиной свинчивания, отличающейся от нормальной:

М12 – 7g6g -30.

Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска внутренней резьбы, а в знаменателе – обозначение поля допуска наружной резьбы. Например:

М12 – 6Н/6g,

M12 ´ 4H5H/7g6g,

M12 ´ 1 LH – .

Переходные посадки в резьбовых соединениях применяются, если необходимо обеспечить их неподвижность в процессе работы без создания большого натяга, и предназначаются для наружных резьб (резьба на ввинчиваемом конце шпильки).

Для переходных посадок предусмотрены поля допусков:

d2 ) – 4jh ;4j; 4jk ; 2m ;

D2 ) – 3H ; 4Н ; 5H ;

D1 ) – 6H ;

· на наружный диаметр наружной резьбы (d) – 6g (в обозначении не указывается).

Посадки с натягом в резьбовых соединениях применяются, когда необходимо устранить возможность самоотвинчивания без применения дополнительных элементов заклинивания (только за счет натяга); предназначены эти посадки для нагруженных резьб.

Для посадки с натягом предусмотрены поля допусков:

· на средний диаметр наружной резьбы (d2 ) – 3n , 3р , 2r ;

· на средний диаметр внутренней резьбы (D2 ) – 2H ;

· на наружный диаметр наружной резьбы (d ) – 6e , 6c ;

· на внутренний диаметр внутренней резьбы (D1 ) – 4D , 5D , 4C , 5C .

Незначительное увеличение натяга в резьбовом соединении может вызвать быстрый рост напряжений и появление пластических деформаций, поэтому возникает необходимость проведения селективной сборки с сортировкой резьбовых деталей на две или три размерные группы (рис. 6.2).

При обозначении посадок с натягом резьбовых соединений в скобках указывается число сортировочных групп по среднему диаметру. Например:

M12 – 2H5C(2) / 3p(2)

в скобках указано число сортировочных групп по среднему диаметру.

и переходными посадками

Посадки с натягом для метрической резьбы назначаются по ГОСТ 4608, апереходные посадки – по ГОСТ 24834. Применяют эти виды посадок для резьбовых шпилек, которые ввинчиваются в корпус. Номинальные диаметры шпилек, ряды предпочтительности и шаги даны в таблица 6.9. Переходные посадки обеспечивают полную взаимозаменяемость и облегчают процесс сборки. Однако они требуют дополнительного элемента заклинивания (контакт по коническому сбегу резьбы; упор в плоский бурт шпильки; упор цилиндрической цапфы шпильки в дно гнезда) (таблица 6.10). Соединения с натягом не обеспечивают полной взаимозаменяемости. Требуется 100%-ный контроль среднего диаметра и рассортировка на группы. Число сортировочных групп (2 или 3) указывается после обозначения степени точности в скобках. Натяги образуются только по среднему диаметру, по наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазоры.

Длина свинчивания зависит от материала корпуса: для стали от 1d до 1,25d ; для чугуна от 1,25d до 1,5d ; для алюминиевых и магниевых сплавов от 1,5d до 2d.

Выбор полей допусков и посадок производят по таблице 6.11 в зависимости от материала корпуса, диаметра и шага резьбы. Допуски среднего диаметра резьб с натягом (сортируемых на группы) не включают диаметральных компенсаций погрешностей шага и угла профиля. Погрешности шага и угла профиля ограничиваются своими допусками (Тр и T α). Допуски среднего диаметра резьбы с переходными посадками являются суммарными, как для резьб с зазором. Значения допусков и основных отклонений определять по стандартам и справочникам. Схемы расположения полей допусков для резьб с натягом даны на рисунке 6.5, а для резьбовых соединений по переходным посадкам – на рисунке 6.6.

Таблица 6.9 – Метрическая резьба. Посадки с натягом и переходные. Диаметры и шаги, мм

Номинальный диаметр резьбы, d		Шаг, Р		Номинальный диаметр резьбы, d		Шаг, Р
2 Шаги, отмеченные значком *, только для переходных посадок.

Рисунок 6.5 – Расположение полей допусков метрической резьбы с натягом:

а – для наружной; б – для внутренней

Рисунок 6.6 – Схемы расположения полей допусков метрической резьбы с переходными посадками: а – для наружной; б – для внутренней

Таблица 6.10 – Примеры дополнительных элементов заклинивания в резьбовых соединениях с переходными посадками (по информационному приложению к ГОСТ 24834)

Вид заклинивания
1 Конический сбег резьбы 1)		Наиболее часто используемый вид заклинивания, применяется в сквозных и глухих отверстиях. Не рекомендуется применять при высоких динамических нагрузках. При слишком большом крутящем моменте затяжки может иметь место деформация внутренней резьбы в верхней части резьбового отверстия 2)
2 Плоский бурт	В основном алюминиевые и магниевые сплавы	Применяется в сквозных и глухих отверстиях. Прилегающая плоскость бурта должна быть перпендикулярна к оси резьбы. Диаметр бурта должен быть не менее 1,5d .
3 Цилиндрическая цапфа	Сталь, чугун, алюминиевые и магниевые сплавы	Применяется только в глухих отверстиях. Имеет меньшее стопорящее действие, чем у элементов 1 и 2. Диаметр цилиндрической цапфы несколько меньше внутреннего диаметра резьбы. Угол конуса на конце цапфы должен совпадать с углом заточки сверла для обработки отверстия под резьбу
Примечания: 1 Для накатанных резьб конический сбег имеет наилучшее заклинивающее действие тогда, когда сбег резьбы выполнен по всей длине переходного конуса. 2 Во избежание деформации внутренняя резьба выполняется с зенковкой 60°. Толщина стенки резьбового отверстия должна быть не менее 0,5d для надежного распределения радиальных напряжений.

Таблица 6.11 – Поля допусков и посадки с натягом и переходные

Материал детали с внутренней резьбой	Номинальный диаметр d (D ), мм		Шаг P , мм		Поля допусков диаметров резьбы						Примеры обозначения посадки
					Наружной			Внутренней
Посадки с натягом по ГОСТ 4608
чугун и ал. сплавы чугун, ал. и магниевые сплавы сталь, высокопрочные титановые сплавы											2H 5D (2) 2H 5D (2) 2H 4d (3)
Переходные посадки по ГОСТ 24834
Сталь, чугун, ал. и магниевые сплавы Чугун, ал. и магниевые сплавы							4jk ;2m 4j ;2m				3H 6H 5H 6H 4H 6H
Примечания: 1 Поле допуска наружного диаметра резьбы в обозначении не указывается. 2 Допускается применение без сортировки на группы посадок 3H 6H /3p ; 3H 6H /3n .

Для метрической резьбы предусмотрены три класса точности

*Поля допусков предпочтительного применения.

Для трапецеидальной резьбы установлены два класса точности – средний и грубый, для упорной – кл.1 и кл.2, для трубной цилиндрической классы точности А и В.

1. Основные типы крепежных деталей.

Основными типами резьбовых крепежных деталей являются болты, винты, шпильки и гайки.

Для соединения деталей применяются болты, винты с гайками (П6а), винты (П6б), шпильки с гайками (П6в).

Болты и винты по форме головки разделяются на три группы:

с головкой, захватываемой инструментом снаружи;

с головкой, захватываемой инструментом с торца;

с головкой, препятствующей повороту болта.

Наибольшее распространение получили шестигранные головки (встречаются квадратные и др.), захватываемые ключом снаружи (П7а, б, в).

Головки с торцевым захватом изготавливаются с внутренним шестигранником или квадратом, шлицем под обычную отвертку (П7г) и с крестообразным шлицем.

Для фиксации положения деталей и предотвращения их взаимного сдвига применяют установочные винты (П7. 2Б). По характеру действия – это нажимные винты, работающие на сжатие, изготавливают их короткими с резьбой по всей длине.

К специальным болтам относятся:

Откидные (П7. 2в), болты с о станочным обработанным пазом (П7. 2а), конические (ГОСТ 15163 – 69), грузовые (П7. 3в рым-болт) и т.д.

Шпилькой называется цилиндрический стержень, снабженный резьбой на обоих концах (П7. 2г). Шпильки рекомендуется применять в тех случаях, когдасоединение подвергаетсячастой разборке и сборке, и резьба в детали в силу свойств материала (чугун, легкие сплавы и т.п.) не обладает прочностью и износостойкостью.

Основным типом гаек являются шестигранные (П7. 4б, в, г).

Высота нормальных гаек Н=0,8d, при частом завинчивании и отвинчивании и больших силах применяют высокие гайки Н=(1,2…1,6)d.

Гайки, подлежащие стопорению с помощью шплинтов, выполняют корончатыми или прорезными (П7. 4г) с увеличенной высотой.

Гайки, часто завинчиваемые и отвинчиваемые при малой силе затяжки, выполняют с накаткой (П7. 5б) или в виде барашка (П7. 5б) для завинчивания вручную.

Для предохранения крепёжных деталей от коррозии или улучшения внешнего вида их подвергают различным покрытиям.

Виды и условное обозначение покрытий болтов, винтов, шпилек и гаек.

Таблица 2

Обозначения

Виды покрытий

Без покрытия

Цинковое с хроматированием

Кадмиевое с хроматированием

Никелевое: многослойное – медь – никель

Многослойное – медь – никель – хром

Фосфатное с промасливанием

Оловянное

Цинковое

Окисное анодированное с хроматированием

Пассивное

Серебряное

Болты, винты, шпильки и гайки обозначаются по следующей схеме:

Болт 2М12 x 1,25.6 dx 60.58.С.029 ГОСТ.

Поле допуска 8q, 8H, крупный шаг резьбы, исполнение 1, вид покрытия 00 (без покрытия) в обозначении не указывается.

Классы прочности болтов и материалы резьбовых деталей.

Таблица 3

Класс прочности	Временное сопротивление σ u , МПа		Предел текучести σ y , МПа не менее	Марка стали
	наименьшее	наибольшее
				Ст.3кп;ст.3сп
				10; 10кп; 20;
				35;35х;38ха;45Г
				40Г2; 40Х; 16ХСН; 30ХГСА
					40Х; 30ХГСА
					35ХГСА; 40ХН2МА

Примечание:

Класс прочности обозначается двумя числами. Первое число, умноженное на 100, определяет величину минимального предела прочности в МПа; второе число, умноженное на 10, - отношение σ y /σ u в %; произведение чисел, умноженное на 10, определяет величину предела текучести σ y в MПа.

Определение длины: (см. журнал лабораторных работ).

Болта l = ∑δ + S + H + a + c

Винта l = δ + l 1 + S

Шпильки l = δ + S + H + a + c

∑δ – суммарная толщина скрепляемых деталей;

δ – толщина детали;

l 1 – глубина завинчивания винта (шпильки);

S – толщина шайбы;

Н = 0,8d – высота гайки;

а – выход конца болта из гайки;

с – величина фаски.

Запас нарезки, глубина сверления и другие элементы резьбовых соединений для метрической резьбы:

Шаг резьбы р мм	Запас глубины сверления L 1 мм	Выход конца винта из гайки а мм	Фаска с мм	Шаг резьбы р мм	Запас глубины сверления L ,мм	Выход конца винта из гайки а мм	Фаска с мм

Глубину завинчивания винтов и шпилек принимают:

В стальном корпусе l 1 = (0,8 . . . 1,0)d

В чугунном корпусе l 1 = (1,3 . . . 1,4)d

В алюминиевый сплав l 1 = (2,0 . . . 2,5)d

где d – диаметр резьбы.

Определение глубины сверления для винта и шпильки

где L – глубина сверления;

l 1 – глубина завинчивания винта или шпильки;

L 1 – запас глубины сверления.

Примечание:

Необходимые величины l 1 ; L; S; H; a и с принимают по соответствующим стандартам. При отсутствии стандартов – по эмпирическим соотношениям и по приведённой таблице.

При скреплении деталей из мягких сплавов, например, алюминиевых, кроме пружинной шайбы необходимо учитывать толщину подкладной шайбы.

Метрическая резьба – это винтовая нарезка на наружных или внутренних поверхностях изделий. Форма выступов и впадин, которые ее формируют, представляет собой равнобедренный треугольник. Метрической эту резьбу называют потому, что все ее геометрические параметры измеряются в миллиметрах. Она может наноситься на поверхности как цилиндрической, так и конической формы и использоваться для изготовления крепежных элементов различного назначения. Кроме того, в зависимости от направления подъема витков резьба метрического типа бывает правая или левая. Помимо метрической, как известно, есть и другие типы резьбы – дюймовая, питчевая и др. Отдельную категорию составляет модульная резьба, которую используют для изготовления элементов червячных передач.

Основные параметры и сферы применения

Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:

• анкерных и обычных болтов;
• гаек;
• шпилек;
• винтов и др.

Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.

Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:

• размеры (диаметр и шаг резьбы);
• направление подъема витков (левая или правая резьба);
• расположение на изделии (внутренняя или наружная резьба).

Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.

Геометрические параметры

Рассмотрим геометрические параметры, которые характеризуют основные элементы резьбы метрического типа.

• Номинальный диаметр резьбы обозначается буквами D и d. При этом под буквой D понимают номинальный диаметр наружной резьбы, а под буквой d – аналогичный параметр внутренней.
• Средний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения обозначается буквами D2 и d2.
• Внутренний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения имеет обозначения D1 и d1.
• Внутренний диаметр болта используется для расчета напряжений, создаваемых в структуре такого крепежного изделия.
• Шаг резьбы характеризует расстояние между вершинами или впадинами соседних резьбовых витков. Для резьбового элемента одного и того же диаметра различают основной шаг, а также шаг резьбы с уменьшенными геометрическими параметрами. Для обозначения этой важной характеристики используют букву P.
• Ход резьбы представляет собой расстояние между вершинами или впадинами соседних витков, сформированных одной винтовой поверхностью. Ход резьбы, которая создана одной винтовой поверхностью (однозаходная), равен ее шагу. Кроме того, значение, которому соответствует ход резьбы, характеризует величину линейного перемещения резьбового элемента, совершаемого им за один оборот.
• Такой параметр, как высота треугольника, который формирует профиль резьбовых элементов, обозначается буквой H.

Таблица значений диаметров метрической резьбы (все параметры указаны в миллиметрах)

Значения диаметров метрической резьбы (мм)

Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004 (все параметры указаны в миллиметрах)

Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004

Основные параметры резьбы метрического типа оговариваются несколькими нормативными документами.

ГОСТ 8724

Этот стандарт содержит требования к параметрам шага резьбы и ее диаметра. ГОСТ 8724, действующая редакция которого вступила в силу в 2004 году, является аналогом международного стандарта ISO 261-98. Требования последнего распространяются на метрические резьбы диаметром от 1 до 300 мм. По сравнению с этим документом, ГОСТ 8724 действует для более широкого диапазона диаметров (0,25–600 мм). В настоящий момент актуальна редакция ГОСТа 8724 2002, вступившего в действие в 2004 году вместо ГОСТа 8724 81. Следует иметь в виду, что ГОСТ 8724 регламентирует отдельные параметры метрической резьбы, требования к которой оговаривают и другие стандарты резьб. Удобство использования ГОСТа 8724 2002 (как и других подобных документов) состоит в том, что вся информация в нем содержится в таблицах, в которые включены метрические резьбы с диаметрами, находящимися в вышеуказанном интервале. Требованиям данного стандарта должна соответствовать как левая, так и правая резьба метрического типа.

ГОСТ 24705 2004

Данный стандарт оговаривает, какие должна иметь резьба метрическая основные размеры. ГОСТ 24705 2004 распространяется на все резьбы, требования к которым регламентируются ГОСТом 8724 2002, а также ГОСТом 9150 2002.

ГОСТ 9150

Это нормативный документ, в котором оговорены требования к профилю метрической резьбы. ГОСТ 9150, в частности, содержит данные о том, каким геометрическим параметрам должен соответствовать основной резьбовой профиль различных типоразмеров. Требования ГОСТа 9150, разработанного в 2002 году, как и двух предыдущих стандартов, распространяются на метрические резьбы, витки которых поднимаются слева вверх (правого типа), и на те, винтовая линия которых поднимается влево (левого типа). Положения данного нормативного документа тесно перекликаются с требованиями, которые приводит ГОСТ 16093 (а также ГОСТы 24705 и 8724).

ГОСТ 16093

Данный стандарт оговаривает требования к допускам на метрическую резьбу. Кроме того, ГОСТ 16093 предписывает, как должно осуществляться обозначение резьбы метрического типа. ГОСТ 16093 в последней редакции, которая вступила в действие в 2005 году, включает в себя положения международных стандартов ISO 965-1 и ISO 965-3. Под требования такого нормативного документа, как ГОСТ 16093, подпадает как левая, так и правая резьба.

Стандартизируемым параметрам, указанным в таблицах резьб метрического типа, должны соответствовать размеры резьбы на чертеже будущего изделия. Выбор инструмента, при помощи которого будет выполняться ее нарезка, должен быть обусловлен данными параметрами.

Правила обозначения

Для обозначения поля допуска отдельного диаметра метрической резьбы используется сочетание цифры, которая указывает на класс точности резьбы, и буквы, определяющей основное отклонение. Поле допуска резьбы также должно обозначаться двумя буквенно-цифровыми элементами: на первом месте – поле допуска d2 (средний диаметр), на втором – поле допуска d (наружный диаметр). В том случае, если поля допусков наружного и среднего диаметров совпадают, то в обозначении они не повторяются.

По правилам первым проставляется обозначение резьбы, затем следует обозначение поля допуска. Следует иметь в виду, что шаг резьбы в маркировке не обозначается. Узнать данный параметр можно из специальных таблиц.

В обозначении резьбы также указывается, к какой группе по длине свинчивания она относится. Всего существует три таких группы:

• N – нормальная, которая не указывается в обозначении;
• S – короткая;
• L – длинная.

Буквы S и L, если они необходимы, идут за обозначением поля допуска и отделяются от него длинной горизонтальной чертой.

Обязательно указывается и такой важный параметр, как посадка резьбового соединения. Это дробь, формируемая следующим образом: в числителе проставляется обозначение внутренней резьбы, относящееся к полю ее допуска, а в знаменателе – обозначение поля допуска на резьбу наружного типа.

Поля допусков

Поля допусков на метрический резьбовой элемент могут относиться к одному из трех типов:

• точные (с такими полями допуска выполняется резьба, к точности которой предъявляются высокие требования);
• средние (группа полей допуска для резьбы общего назначения);
• грубые (с такими полями допуска выполняют резьбонарезание на горячекатаных прутках и в глубоких глухих отверстиях).

Поля допусков на резьбы выбираются из специальных таблиц, при этом надо придерживаться следующих рекомендаций:

• в первую очередь выбираются поля допусков, выделенные жирным шрифтом;
• во вторую – поля допусков, значения которых вписаны в таблицу светлым шрифтом;
• в третью – поля допусков, значения которых указаны в круглых скобках;
• в четвертую (для крепежных изделий коммерческого назначения) – поля допусков, значения которых содержатся в квадратных скобках.

В отдельных случаях разрешается использовать поля допусков, образованные отсутствующими в таблицах сочетаниями d2 и d. Допуски и предельные отклонения на резьбу, на которую впоследствии будет наноситься покрытие, учитываются по отношению к размерам резьбового изделия, пока еще не обработанного с помощью такого покрытия.