Виды резьбы

Среди художественных работ в нашей стране самой распространенной и любимой в народе издавна была резьба по дереву. Резьбой украшали жилища и корабли, мебель, посуду, орудия труда - прялки, швейки, вальки. Яркостью образов, меткой наблюдательностью, тонким юмором и подлинным чувством красоты отличаются народные деревянные игрушки.

Многовековая культура художественной резьбы по дереву имеет национальные традиции, которые передаются из поколения в поколение при украшении резьбой деревянных домов, создании бытовых, декоративных изделий. Лучшие образцы таких изделий, созданных народными мастерами-резчиками, бережно хранится в музеях нашей страны.

Дерево и в наши дни остается излюбленным материалом художников. Из него создают скульптуру, резные декоративные и утилитарно-декоративные предметы. В области художественной обработки дерева работают народные мастера и художники-профессионалы, организованно ведется подготовка кадров.

Существует много видов резьбы по дереву, которые можно подразделить на следующие основные группы: плосковыемчатая или углубленная; плоскорельефная; рельефная; прорезная, или ажурная; скульптурная, или объемная; домовая (корабельная).

Каждая из этих групп в свою очередь делится по рисунку и технике выполнения па разновидности.

Плосковыемчатая резьба

Плосковыемчатая резьба характеризуется тем, что ее фоном является плоская поверхность украшаемого изделия или заготовки, а рисунок образуют различной формы углубления - выемки. Низшие точки рельефа расположены ниже уровня украшаемой поверхности, а верхние точки находятся на ее уровне. В зависимости от формы выемок и характера рисунка плосковыемчатая резьба может быть геометрической или контурной.

Геометрическая резьба - один из самых древних видов резьбы по дереву. Она выполняется в виде двух-, трех - и четырехгранных выемок, образующих па поверхности узор из геометрических фигур - треугольников, квадратов, окружностей.

В далекие времена каждая геометрическая фигура и различные их сочетания имели свое символическое значение. Так, розетка с лучами являлась символом солнца. Шли века, развивалось понятие о красоте, геометрические элементы складывались в орнаменты. Из простейших порезок (выемок), выполняемых одним инструментом (ножом-косячком), мастера-резчики научились создавать богатейшие узоры, применяемые для украшения различных предметов домашнего обхода.

На рис 1 представлены фрагменты старинных русских прялок, украшенных геометрической резьбой.

Позже, с развитием техники резьбы и появлением новых инструментов, в геометрической резьбе появились скобчатые выемки, выполняемые полукруглыми стамесками. Они обогатили композиции орнаментов.

Геометрическая резьба выгодно отличается от других видов резьбы Полым им разнообразием приемов художественного оформления деревянной поверхности. В то же время эта резьба не сложна по выполнению и не требует, по сравнению с рельефной, специальных знаний теории рисунка, сложного набора инструментов. Ее преимущество также - небольшая глубина резного рисунка, не нарушающая композицию самого изделия.

Контурная резьба характеризуется неглубокими тонкими двугранными выемками, проходящими по всему контуру рисунка. В отличие от геометрической в контурной резьбе используют главным образом изобразительные мотивы: листья, цветы, фигурки животных, птиц. Изображение, выполненное контурной резьбой, похоже на гравированный рисунок: линии его резки, жестки, игры светотени почти нет. На рис. 2 представлены фрагменты русских прялок, украшенных контурной резьбой и скобчатыми порезками.

Контурная резьба употребляется чаще всего в сочетании с другими видами резьбы - геометрической, плоскорельефной, а также с росписью. Как самостоятельный вид эту резьбу применяют для выполнения на дереве декоративных панно.

При выполнении контурной резьбы используют не только нож-косячок, но и различные стамески. Техника контурной резьбы требует от исполнителя большого внимания, свободного владения инструментом и высокого художественного вкуса

Плоскорельефная резьба

Плоскорельефная резьба имеет несколько разновидностей: резьба с заоваленными контурами (заоваленная, или завальная), резьба с подушечным фоном, резьба с подобранным (выбранным) фоном. Общим признаком для них является невысокий условный рельеф, расположенный в одной плоскости на уровне украшаемой поверхности. Плоскорельефная резьба является как бы переходным видом от контурной к рельефной резьбе.

Заоваленная резьба, так же как и контурная, выполняется в виде двугранных выемок по контуру рисунка, но выемки режутся более глубокими, а их грани закругляются (заоваливаются). Как правило, со стороны форм орнамента выемки режутся и заоваливаются круче, а со стороны фона - более отлого (рис. 3).

В некоторых случаях фон заоваливают так, что он нигде не остается плоским. Такой фон называют подушечным, а резьбу - заоваленной с подушечным фоном. По технике выполнения, внешнему виду и назначению эта резьба мало отличается от обычной заоваленной резьбы.

Плоскорельефная резьба с выбранным фоном выполняется так же, как и обычная заоваленная. формы орнамента остаются плоскими, а края форм круто заоваливаются. Фон в этой резьбе выбирают на небольшую глубину. Орнамент как бы лежит на ровной плоскости. Фон иногда чеканят (рис. 4). Игра светотени здесь несколько богаче, чем в заоваленной резьбе, но также небольшая. Поэтому плоско рельефную резьбу выполняют в основном на мелких предметах и отделывают полированием.

В развитии плоскорельефной резьбы большую роль сыграла так называемая абрамцевско-кудринская резьба, которая возникла в конце XIX в. в подмосковском имении Абрамцево, где была организована мастерская резьбы по дереву. Многие мастера, работавшие и обучавшиеся в Абрамцево, жили в соседней деревне Кудрино, поэтому резьба получила название абрамцевско-кудринской.

Большое влияние на формирование абрамцевеко-кудринской резьбы оказало творчество талантливого народного резчика В. П. Ворноскова, вышедшего из абрамцевской мастерской. Для работ Ворноскова характерны растительные мотивы с закругленными листьями (так называемая «пальчатая» резьба), плоский полированный орнамент, почти полностью закрывающий поверхность, и матовый тонированный фон с начеканкой узора из точек.

Традиции старых мастеров сохраняются и сейчас в работах резчиков Хотьковской фабрики художественных изделий из дерева и кости, созданной на основе бывших абрамцевских мастерских. Образец совремнной кудринской резьбы показан на рис. 5.

Рельефная резьба

Рельефную резьбу выполняют путем подрезки плоского орнамента, оста пленного на углубленном фоне, и проработки форм на поверхности этого орнамента. Рельефная резьба почти не имеет плоской поверхности. Формы орнамента выявляются рельефом разной высоты.

Различают барельефную резьбу - резьбу с низким рельефом и горельефную резьбу - с более высоким рельефом, ярче выраженным и имеющим более богатую игру светотени.

Рельефная резьба отличается большой выразительностью и декоративностью. В прошлом ее широко применяли для украшения интерьеров - стеновых панелей, порталов, дверей, а также в мебели. В настоящее время рельефную резьбу также используют для отделки интерьеров общественных зданий в виде настенных панно (рис. 6). Рельефную резьбу применяют и при изготовлении современной художественной мебели: на спинках стульев, на корпусной мебели в виде накладных декоративных элементов.

Прорезная резьба

Прорезной называется резьба, у которой фон удален. Прорезная резьба может выполняться как в технике плоскорельефной резьбы (с плоским орнаментом), так и в технике рельефной резьбы.

Плоская прорезная резьба нередко применялась для украшения старинной русской мебели. На рис. 7 показано кресло, выполненное из древесины сосны с плоской прорезной и контурной резьбой (конец XVII в.).

При применении такой резьбы в шкафчиках и ширмах под нее в качестве фона подкладывают яркую ткань.

Резьбу такого типа изготовить гораздо легче, чем вырезать ее глухой, то есть на заготовке. Для работы чаще всего применяют сверла разного диаметра, лобзик или узкую ножовку и реже - кое-какие резцы, больше всего плоские и полукруглые стамески. Лучше использовать лобзики с мелкими зубьями, пилят они менее производительно, но пропил у них чище.

Для постановки полотна пилы лобзика в вырезываемые места внутри деталей предварительно приходится просверливать отверстия нужного диаметра. Так как переставлять полотно лобзика приходится часто, один конец полотна пилы делают с крючком.

Прорезная резьба представляет собой обычную резьбу с полностью выбранным фоном. При аккуратном и чистом исполнении это придает деталям ажурность и легкость. Такая резьба может быть геометрической, контурной с завальным фоном. Ей украшают карнизы, наличники, простенки, двери, ворота, а также различные ограждения.

Выпиливать любые орнаменты во много раз легче и быстрее, чем вырезать их с выборкой фона, над-резкой контуров, как при глухой резьбе.

Бывает, что выпиливаемый орнамент не всегда получается чистым и ровным, поэтому края его с тыльной стороны слегка закругляют, срезая узкую фаску. Вообще домовая резьба смотрится хорошо на некотором расстоянии от дома.

В зависимости от орнамента детали приходится высверливать много всевозможных отверстий разной формы. Круглые высверливают сверлом нужного диаметра, а отверстия другой формы сначала высверливают, а затем вырезают стамесками разной ширины и формы, резцами и ножами с узкими лезвиями. Этот прием более легок, удобен и производителен.

При выполнении резьбы часто скалывается древесина с тыльной (обратной) стороны. Чтобы этого не происходило, заготовку следует укреплять на строганой доске.

Древесину часто срезают за два приема. Сначала делают черновую срезку с отступом от линий орнамента на 1...2 мм, а затем срезают начисто по линии орнамента. Инструмент должен быть острым, ставят его с небольшим наклоном внутрь отверстия, срезая древесину под очень небольшим углом. Такой способ облегчает работу и дает более чистую поверхность среза.

В прорезной резьбе часто фаску срезают с обратной стороны детали, зачищая неровные края и удаляя сколотую древесину. Ширина фаски зависит от рисунка орнамента и толщины детали. Резные детали выполняют поразному. Прежде всего на заготовку прикладывают шаблон или трафарет, переносят на нее рисунок орнамента простым карандашом и приступают к резьбе. Можно сначала обработать деталь с наружной стороны, а затем с внутренней, но можно сделать и наоборот.

Для того чтобы вставить пилу для пропиливания, сначала просверливают отверстие. Заготовку укладывают прямо на верстак и работают пилой сверху вниз или устанавливают специальную подставку из толстой доски длиной около 1 м, к которой крепят четыре стойки высотой 250...300 мм с расстоянием между ними 50 мм.

Для стоек в доске сверлят или долбят четыре сквозных отверстия диаметром (сечением) 40... 50 мм. Между стойками укладывают заготовку и, если надо, закрепляют ее клиньями, которые вставляют между стойками и заготовкой. Чтобы концы стоек не расходились, сверху на них иногда надевают деревянные или проволочные хомуты.

Подставку можно прикрепить к верстаку струбцинами, гвоздями, шурупами.

Во время работы зубья ручных лобзиковых пил должны резать древесину в направлении от себя, а ножного лобзика - сверху вниз.

Ножной лобзик устраивают следующим образом. В верстаке или доске делают отверстие шириной не более 1 мм, по которому должен ходить лобзик. С тыльной (гладкой) стороны лобзиковой пилы, или обушка, крепят стальную пластинку или забивают гвоздь. Это необходимо для того, чтобы пила при нажиме на нее не врезалась обратной стороной в древесину. Над отверстием подвешивают витую пружину или укрепляют ствол или сук дерева из пружинящей древесины. На полу крепят педаль. Один конец лобзиковой пилы крепят через поводок, то есть кусок проволоки, к педали, а второй также через поводок - к пружине. Зубья пилы должны быть направлены вниз, то есть к полу.

При нажатии на педаль полотно пилы передвигается вниз и пропиливает древесину. При освобождении педали пила поднимается пружиной вверх. Заготовку в это время держат руками и направляют риской к полотну пилы. Чтобы пила была устойчива, над отверстием верстака или доски крепят бобышки - направляющие, и полотно пилы проходит это место, не искривляясь.

Изготовленную прорезную резьбу крепят на некотором расстоянии от стены, чтобы она лучше просматривалась на ее фоне.

Накладная резьба представляет собой детали, выполненные прорезной резьбой. Крепят их гвоздями вплотную к конструкциям дома: к стенам, простенкам, под окнами, над окнами, к лопаткам, то есть доскам, прибитым к углам стен, столбам дверей или ворот и др. Шляпки гвоздей можно сплющить и утопить в древесину. Такая резьба просматривается лучше, чем глухая.

Выполнять накладную резьбу рекомендуется чище, особенно с тыльной стороны. Желательно не снимать с нее фаску, поэтому лучше всего отверстия сверлить с двух сторон. Как только центр сверла (острие) появится с тыльной стороны, заготовку перевертывают и сверлят с обратной стороны. Точно так же выполняют долбление или резание древесины. Нежелательных сколов древесины при этом не бывает. Изготовленные детали плотно примыкают к стенам, желательно обшитым тесом, что создает монолитность изделий.

Чтобы не было ржавых потеков от шляпок гвоздей, последние рекомендуется промазать олифой.

Фон в прорезной резьбе удаляют долотом или пилой. В последнем случае резьбу называют пропилъной. Так как эта операция может быть механизирована, пропильная резьба находит применение при серийном производстве мебели.

Прорезную резьбу с рельефным орнаментом называют ажурной. Такая резьба широко применялась для украшения мебели стилей барокко и рококо в конце XVII- XVIII вв. (рис. 8). Исполнение такой резьбы требует высокого мастерства.

Иногда прорезную резьбу приклеивают к деревянной основе. В этом случае ее называют накладной или наклейной.

Скульптурная резьба

Скульптурная, или объемная, резьба характеризуется тем, что в ней рельефное изображение частично или полностью отделяется от фона, превращаясь в скульптуру. В отличие от одностороннего изображения объекта в плоскорельефной и рельефной резьбе в объемной резьбе объект изображается всесторонне.

Скульптурная резьба имеет тысячелетнюю историю. С давних времен человек воплощал свои религиозные представления в фигурках богов и духов. Фантастические представления о природе проявлялись также в формах предметов домашнего обихода. Так, в форме ладьевидных ковшей с головою утки или коня отразился древний миф об огненной колеснице, в которой совершало свой путь солнце: днем по небу в нее впрягались кони, а ночью – в подземном – подземном царстве – фантастические птицы.

С приходом христианства появились скульптурные изображения святых, которые нередко ярко раскрашивались и служили украшением многочисленных храмов.

Любовь к юмору, шутке, а порой и острой сатире получила воплощение в деревянной игрушке, которая пользовалась большой популярностью во многих районах нашей страны. Особую славу приобрели игрушечники Загорска и села Богородское. Особенностью богородской резьбы является узорная проработка поверхности изделия, имитирующая шкурку зверя или оперенье птиц. На рис. 9 представлена одна из работ богородских резчиков.

Скульптурную резьбу широко применяли для украшения интерьеров и мебели классических стилей. Ножки стульев и кресел часто делали в виде звериных лап, подлокотники кресел украшали фигурами фантастических животных, птиц.

Домовая резьба

Домовая резьба характеризуется тем, что является крупномасштабной, выполняется в основном на древесине хвойных пород с помощью топора, пилы и долот и применяется для украшения деревянных построек.

Хотя домовая резьба была развита уже в XVI в., до нас дошли образцы, относящиеся к XIX в. Деревянные постройки, украшенные резьбой, сохранились главным образом на севере нашей страны и в Поволжье.

Считают, что резные украшения на жилые постройки перешли с деревянных кораблей, поэтому домовую резьбу называют также корабельной. По характеру и технике выполнения домовая резьба бывает рельефной, прорезной (ажурной) и объемной.

Глухой рельефной резьбой - резьбой с непрорезанным (глухим) фоном и высоким рельефом узора - украшали фронтоны домов, наличники окон (рис. 10). Мотивами резьбы чаще всего являлись растительные орнаменты, где листья завиваются крутыми встречными спиралями, их соединяют и одновременно отделяют цветочные розетки. Среди листьев и цветов нередко вставляли изображения русалок-берегинь, львов, птицы феникс. Прорезная, или пропильная, домовая появилась в середине XIX в. Выполняли ее с помощью лобзика. Ажурными подзорами украшали фронтоны домов, наличники окон, обрамляли входы, перила.

Примером объемной домовой резьбы является так называемый «охлупень» - фигурное изображение головы и верхней части туловища коня, оленя, большой птицы, которое вырезали из целого корневища топором и помещали на гребне крыши над фронтоном, а раньше украшали носовую часть корабля.

Таблица 1.2.1

№ п/п	Тип резьбы	Профиль резьбы (некоторые параметры)	Условное изображение резьбы	Стандарт	Примеры обозначения	Примеры обозначения резьбового соединения
1	2	3	4	5	6	7
1	Метрическая
2	Метрическая коническая
3	Трубная цилиндрическая
4	Трубная коническая
5	Коническая дюймовая
6	Трапецеидальная
7	Упорная
8	Круглая
9	Прямоугольная

1.2.1. Метрическая резьба
Метрическая резьба (см. табл.1.2.1) является основным типом кре-пежной резьбы. Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150-81 и представляет собой равносторонний треуголь-ник с углом профиля α = 60°. Профиль резьбы на стержне отличается от профиля резьбы в отверстии ве-личиной притупления его вершин и впадин. Основными параметрами метрической резьбы являются: номиналь-ный диаметр - d (D ) и шаг резьбы - Р , устанавливае-мые ГОСТ 8724-81.
По ГОСТ 8724-81 каждому номинальному размеру резьбы с крупным шагом соответствует несколько мел-ких шагов. Резьбы с мелким шагом применяются в тонкостенных соединениях для увеличения их герметич-ности, для осуществления регулировки в приборах точ-ной механики и оптики, с целью увеличения сопро-тивляемости деталей самоотвинчиванию. В случае, если диаметры и шаги резьб не могут удовлетворить функци-ональным и конструктивным требованиям, введен СТ СЭВ 183-75 «Резьба метрическая для приборо-строения». Если одному диаметру соответствует несколь-ко значений шагов, то в первую очередь применяются большие шаги. Диаметры и шаги резьб, указанные в скобках, по возможности не применяются.
В случае применения конической метрической (см. табл.1.2.1) резьбы с конусностью 1:16 профиль резьбы, диаметры, шаги и основные размеры установлены ГОСТ 25229-82. При соединении наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической по ГОСТ 9150-81 должно обеспечиваться ввинчивание наружной кониче-ской резьбы на глубину не менее 0,8.

1.2.2. Дюймовая резьба
В настоящее время не существует стандарт, регла-ментирующий основные размеры дюймовой резьбы. Ранее существовавший ОСТ НКТП 1260 отменен, и приме-нение дюймовой резьбы в новых разработках не допус-кается.
Дюймовая резьба применяется при ремонте оборудо-вания, поскольку в эксплуатации находятся детали с дюймовой резьбой. Основные параметры дюймовой резь-бы: наружный диаметр, выраженный в дюймах, и число шагов на дюйм длины нарезанной части детали.

1.2.3. Трубная цилиндрическая резьба
В соответствии с ГОСТ 6367-81 трубная цилиндри-ческая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т. е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, рав-ным 55° (см. табл.1.2.1).
Резьба стандартизована для диаметров от 1/16 " до 6" при числе шагов z от 28 до 11. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номи-нальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33,249 мм.
Трубную резьбу применяют для соединения труб, а также тонкостенных деталей цилиндрической формы. Такого рода профиль (55°) рекомендуют при повышен-ных требованиях к плотности (непроницаемости) труб-ных соединений. Применяют трубную резьбу при соеди-нении цилиндрической резьбы муфты с конической резь-бой труб, так как в этом случае отпадает необходи-мость в различных уплотнениях.

1.2.4. Трубная коническая резьба
Параметры и размеры трубной конической резьбы определены ГОСТ 6211-81, в соответствии с которым профиль резьбы соответствует профилю дюймовой резь-бы (см. табл.1.2.1). Резьба стандартизована для диаметров от 1/16" до 6" (в основной плоскости размеры резьбы соответствуют размерам трубной цилиндрической резьбы).
Нарезаются резьбы на конусе с углом конусности j/2 = 1°47"24" (как и для метрической конической резь-бы), что соответствует конусности 1:16.
Применяется резьба для резьбовых соединений топ-ливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов машин и станков.

1.2.5. Трапецеидальная резьба
Трапецеидальная резьба имеет форму равнобокой трапеции с углом между боковыми сторонами, равным 30° (см. табл.1.2.1). Основные размеры диаметров и ша-гов трапецеидальной однозаходной резьбы для диамет-ров от 10 до 640 мм устанавливают ГОСТ 9481-81. Трапецеидальная резьба применяется для преобразова-ния вращательного движения в поступательное при зна-чительных нагрузках и может быть одно- и многозаходной (ГОСТ 24738-81 и 24739-81), а также правой и левой.

1.2.6. Упорная резьба
Упорная резьба, стандартизованная ГОСТ 24737-81, имеет профиль неравнобокой трапеции, одна из сторон которой наклонена к вертикали под углом 3°, т. е. рабо-чая сторона профиля, а другая - под углом 30° (см. табл.1.2.1). Форма профиля и значение диаметров шагов для упорной однозаходной резьбы устанавливает ГОСТ 10177-82. Резьба стандартизована для диаметром от 10 до 600 мм с шагом от 2 до 24 мм и применяется при больших односторонних усилиях, действующих в осевом направлении.
1.2.7. Круглая резьба
Круглая резьба стандартизована. Профиль круглой резьбы образован дугами, связанными между собой участками прямой линии. Угол между сторонами профиля α = 30° (см. табл.1.2.1). Резьба применяется огра-ниченно: для водопроводной арматуры, в отдельных слу-чаях для крюков подъемных кранов, а также в условиях воздействия агрессивной среды.

1.2.8. Прямоугольная резьба
Прямоугольная резьба (см. табл.1.2.1) не стандартизована, так как наряду с преимуществами, заключающимися в более высоком коэффициенте полезного действия, чем у трапецеидальной резьбы, она менее прочна и сложнее в производстве. Применяется при изготовлении винтов, домкратов и ходовых винтов.

1.3. Условное изображение резьбы. ГОСТ 2.311-68
Построение винтовой поверхности на чертеже - длительный и сложный процесс, поэтому на чертежах изделий резьба изображается условно, в соответствии с ГОСТ 2.311-68. Винтовую линию заменяют двумя линиями - сплошной основной и сплошной тонкой.
Резьбы подразделяются по расположению на поверх-ности детали на наружную и внутреннюю.

1.3.1. Условное изображение резьбы на стержне

Рис.1.3.1.1

Наружная резьба на стержне (рис.1.3.1.1) изображается сплошными основными линиямипо наружному диаметру и сплошными тонкими - по внутреннему диаметру, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендику-лярную оси стержня, тонкую линию проводят на 3/4 ок-ружности, причем эта линия может быть разомкнута в любом месте (не допускается начинать сплошную тон-кую линию и заканчивать ее на осевой линии). Рас-стояние между тонкой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы, а фаска на этом виде не изображается. Границу резьбы наносят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега) сплошной ос-новной линией, если она видна. Сбег резьбы при необходимости изображают сплошной тонкой линией.

Рис.1.3.1.2?

Из технологических соображений на части детали (стержня) может быть осуществлен недовод резьбы. Суммарно недовод резьбы и сбег представляют собой недорез резьбы (ГОСТ 10548-80). Размер длины резьбы указывается, как правило, без сбега.

1.3.2. Условное изображение резьбы в отверстии

Рис.1.3.2.1

Внутренняя резьба - изображается сплошной основ-ной линией по внутреннему диаметру и сплошной тонкой - по наружному. Если при изобра-жении глухого отверстия, конец резьбы располагается близко к его дну, то допускается изображать резьбу до конца отверстия. Резьбу с нестандарт-ным профилем следует изображать.

1.3.3. Условное изображение резьбы в сборе

Рис.1.3.3.1

На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси в отверстии, показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня.
Штриховку в разрезах и сечениях проводят до сплошной основной линии, т.е. до наружного диаметра наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней.

1.4. Условное изображение резьб
Таблица 1.4.1

Тип резьбы	Условное обозначе-ние типа резьбы	Размеры, указываемые на чертеже	Обозначение резьбы на чертежах
			на изображениях в плоскости, параллельной оси резьбы		на изображениях в плоскости, перпендикулярной оси резьбы
			на стержне	В отверстии	на стержне	В отверстии
Метрическая с крупным шагом ГОСТ 9150-81	M	Наружный диаметр (мм)
Метрическая с мелким шагом ГОСТ 9150-81	M
Трапецеидальная однозаходная ГОСТ 9484-81 (СТ СЭВ 146-78)	Tr	Наружный диаметр и шаг резьбы (мм)
Трубная цилин-дрическая ГОСТ 6357-81 (СТ СЭВ 1157-78)	G
Коническая дюй-мовая ГОСТ 6111-52	K	Условное обозначе-ние в дюй-мах
Трубная кониче-ская ГОСТ 6211-81 (СТ СЭВ 1159-78): наружная и внутренняя	R Rc	Условное обозначе-ние в дюй-мах

Для обозначения резьб пользуются стандартами на отдельные типы резьб. Для всех резьб, кроме конических и трубной цилиндрической, обозначения относятся к на-ружному диаметру и проставляются над размерной ли-нией, на ее продолжении или на полке линии-выноски. Обозначения конических резьб и трубной цилиндри-ческой наносят только на полке линии-выноски.
Резьбу на чертеже условно обозначают в соответ-ствии со стандартами на изображение, диаметры, шаги и т. д.
Метрическая резьба обозначается в соответствии с ГОСТ 9150-81.
Метрическая резьба подразделяется на резьбу с крупным шагом, обозначаемой буквой М с указанием номи-нального диаметра цилиндрической поверхности, на кото-рой резьба выполнена, например М12, и резьбу с мелким шагом, обозначаемой указанием номинального диаметра, шага резьбы и поля допуска, например М24×2-6g или М12×1-6Н.
При обозначении левой резьбы после условного обо-значения ставят LH.
Многозаходные резьбы обозначаются, например трех-заходная, М24×З(P1)LH, где М - тип резьбы, 24 - номинальный диаметр, 3 - ход резьбы, P 1 - шаг резьбы. Приведенные обозначения левой и многозаходной резьб могут быть отнесены ко всем метрическим резьбам.
Метрическая коническая резьба обозначается в соот-ветствии с ГОСТ 25229-82. В обозначение резьбы включаются буквы МК. Применяются соединения внут-ренней цилиндрической резьбы с резьбой наружной конической. Размеры элементов профиля конической и цилиндрической резьб принимаются по ГОСТ 9150-81. Соединение такого типа должно обеспечивать ввинчи-вание конической резьбы на глубину не менее 0,8l (где l - длина резьбы без сбега). Обозначение внут-ренней цилиндриче-ской резьбы состоит из номинального диа-метра, шага и номера стандарта (например: М20×1,5 ГОСТ 25229-82).

Рис.1.4.1

Соеди-нение внутренней ци-линдрической резьбы с наружной конической (рис.1.4.1) обозначается дробью М/МК, но-минальным диаметром, шагом и номером стандарта: М/МК 20×1,5LH ГОСТ 25229-82. При отсутствии особых требований к плотности соединений такого рода или при применении уплотне-ний для достижения герметичности таких соединений номер стандарта в обозначении соединений опускается, например: М/МК 20×1,5 LH.
Поле допуска среднего диаметра внутренней цилинд-рической резьбы должно соответствовать 6Н по ГОСТ 16093-81, а предельное отклонение внутреннего диа-метра и среза впадин внутренней цилиндрической резь-бы принимается в пределах: верхнее предельное откло-нение (+0,12) -г- (+0,15), а нижнее предельное откло-нение равняется 0.
Трубная цилиндрическая резьба. Условное обозначе-ние резьбы состоит из буквы G , обозначения размера резьбы, класса точности среднего диаметра (А или В ). Для левой резьбы применяется условное обозначе-ние LH. Например, G1½LH-В-40 длина свинчивания, указываемая при необходимости.
Соединение внутренней трубной цилиндрической резь-бы класса точности А с наружной трубной конической резьбой по ГОСТ 6211-81 обозначается следующим об-разом: например, G/Rp-1½-А.
При обозначении посадок в числителе указывается класс точности внутренней резьбы, а в знаменателе — наружной. Например: G 1½-А/В.
Трубная коническая резьба. В обозначение резьбы входят буквы: R - для конической наружной резьбы, R c - для конической внутренней резьбы, R p - для ци-линдрической внутренней резьбы и обозначение размера резьбы. Для левой резьбы добавляются буквы LH. Ус-ловный размер резьбы, а также ее диаметры, измерен-ные в основной плоскости, соответствуют параметрам трубной цилиндрической резьбы, имеющей тот же услов-ный размер. Поэтому детали с трубной конической резьбой достаточно часто применяются в соединениях с деталями с трубной цилиндрической резьбой, что обес-печивает достаточно высокую герметичность соединений. Резьбовые соединения обозначаются в виде дроби, в числителе которой указывается буквенное обозначение внутренней резьбы, а в знаменателе - наружной. При-мер обозначения:

G/R * 1½ - A

— внутренняя трубная ци-линдрическая резьба класса точности А по ГОСТ 6357-81.
Трапецеидальная резьба. Условное обозначение тра-пецеидальной резьбы состоит из букв Тr , номинального диаметра, хода Р n и шага Р . Например: Tr20×4LH-8H, где LH - обозначение левой резь-бы, 8Н - основное отклонение резьбы.
При необходимости вслед за основным отклонени-ем резьбы указывается длина свинчивания L (в мм). Например: Тг40×6-8g-85; 85 - длина свинчива-ния.
Резьба упорная. Обозначение резьбы состоит из бук-вы S , номинального диаметра, шага и основного откло-нения S80×10-8Н.
Для левой резьбы после условного обозначения резь-бы указывают буквы LH.
Для многозаходной резьбы вводят дополнительно зна-чение хода совместно с буквой Р и значение шага. Так, двухзаходная резьба с шагом 10 мм обозначается S80×2(P10).
Прямоугольная резьба не стандартизована. При изоб-ражении прямоугольной резьбы рекомендуется вычер-чивать местный разрез, на котором проставляют необ-ходимые размеры.
Специальные резьбы. Если резьба имеет стандартный профиль, но отличается от соответствующей стандарт-ной резьбы диаметром или шагом, то резьба называется специальной. В этом случае к обозначению резьбы добавляется надпись Сп , а в обозначении резьбы ука-зываются размеры наружного диаметра и шага резьбы, например: Сп.М19×1Д Резьба с нестандартным про-филем изображается так, как это представлено в п.9 табл.1, с нанесением размеров, необходимых для изго-товления резьбы.

Классификация резьбы

Таблица 1

	Тип резьбы	Профиль резьбы (некоторые параметры)	Условное изображение резьбы	Стандарт	Примеры обозначения	Примеры обозначения резьбового соединения
	Метрическая
	Метрическая коническая
	Трубная цилиндрическая
	Трубная коническая
	Коническая дюймовая
	Трапецеидальная
	Прямоугольная

1.1 Метрическая резьба

Метрическая резьба (см. табл.1.2.1) является основным типом кре­пежной резьбы. Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150–81 и представляет собой равносторонний треуголь­ник с углом профиля б = 60°. Профиль резьбы на стержне отличается от профиля резьбы в отверстии ве­личиной притупления его вершин и впадин. Основными параметрами метрической резьбы являются: номиналь­ный диаметр – d(D) и шаг резьбы – Р, устанавливае­мые ГОСТ 8724–81.

По ГОСТ 8724–81 каждому номинальному размеру резьбы с крупным шагом соответствует несколько мел­ких шагов. Резьбы с мелким шагом применяются в тонкостенных соединениях для увеличения их герметич­ности, для осуществления регулировки в приборах точ­ной механики и оптики, с целью увеличения сопро­тивляемости деталей самоотвинчиванию. В случае, если диаметры и шаги резьб не могут удовлетворить функци­ональным и конструктивным требованиям, введен СТ СЭВ 183–75 «Резьба метрическая для приборо­строения». Если одному диаметру соответствует несколь­ко значений шагов, то в первую очередь применяются большие шаги. Диаметры и шаги резьб, указанные в скобках, по возможности не применяются.

В случае применения конической метрической (см. табл.1.2.1) резьбы с конусностью 1:16 профиль резьбы, диаметры, шаги и основные размеры установлены ГОСТ 25229–82. При соединении наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической по ГОСТ 9150–81 должно обеспечиваться ввинчивание наружной кониче­ской резьбы на глубину не менее 0,8.

1.2 Дюймовая резьба

В настоящее время не существует стандарт, регла­ментирующий основные размеры дюймовой резьбы. Ранее существовавший ОСТ НКТП 1260 отменен, и приме­нение дюймовой резьбы в новых разработках не допус­кается.

Дюймовая резьба применяется при ремонте оборудо­вания, поскольку в эксплуатации находятся детали с дюймовой резьбой. Основные параметры дюймовой резь­бы: наружный диаметр, выраженный в дюймах, и число шагов на дюйм длины нарезанной части детали.

1.3 Трубная цилиндрическая резьба

В соответствии с ГОСТ 6367–81 трубная цилиндри­ческая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т. е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, рав­ным 55° (см. табл.1.2.1).

Резьба стандартизована для диаметров от " до 6" при числе шагов z от 28 до 11. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номи­нальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33,249 мм.

Трубную резьбу применяют для соединения труб, а также тонкостенных деталей цилиндрической формы. Такого рода профиль (55°) рекомендуют при повышен­ных требованиях к плотности (непроницаемости) труб­ных соединений. Применяют трубную резьбу при соеди­нении цилиндрической резьбы муфты с конической резь­бой труб, так как в этом случае отпадает необходи­мость в различных уплотнениях.

1.5 Трубная коническая резьба

Параметры и размеры трубной конической резьбы определены ГОСТ 6211–81, в соответствии с которым профиль резьбы соответствует профилю дюймовой резь­бы (см. табл.1.2.1). Резьба стандартизована для диаметров от 1/16" до 6" (в основной плоскости размеры резьбы соответствуют размерам трубной цилиндрической резьбы).

Нарезаются резьбы на конусе с углом конусности φ/2 = 1°47"24" (как и для метрической конической резь­бы), что соответствует конусности 1:16.

Применяется резьба для резьбовых соединений топ­ливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов машин и станков.

1.6 Трапецеидальная резьба

Трапецеидальная резьба имеет форму равнобокой трапеции с углом между боковыми сторонами, равным 30° (см. табл.1.2.1). Основные размеры диаметров и ша­гов трапецеидальной однозаходной резьбы для диамет­ров от 10 до 640 мм устанавливают ГОСТ 9481–81. Трапецеидальная резьба применяется для преобразова­ния в поступательное при зна­чительных нагрузках и может быть одно - и многозаходной (ГОСТ 24738–81 и 24739–81), а также правой и левой.

1.7Упорная резьба

Упорная резьба, стандартизованная ГОСТ 24737–81, имеет профиль неравнобокой трапеции, одна из сторон которой наклонена к вертикали под углом 3°, т. е. рабо­чая сторона профиля, а другая – под углом 30° (см. табл.1.2.1). Форма профиля и значение диаметров шагов для упорной однозаходной резьбы устанавливает ГОСТ 10177–82. Резьба стандартизована для диаметром от 10 до 600 мм с шагом от 2 до 24 мм и применяется при больших односторонних усилиях, действующих в осевом направлении.

1.8Круглая резьба

Круглая резьба стандартизована. Профиль круглой резьбы образован дугами, связанными между собой участками прямой линии. Угол между сторонами профиля б = 30° (см. табл.1.2.1). Резьба применяется огра­ниченно: для арматуры, в отдельных слу­чаях для крюков подъемных кранов, а также в условиях воздействия агрессивной среды.

1.9Прямоугольная резьба

Прямоугольная резьба (см. табл.1.2.1) не стандартизована, так как наряду с преимуществами, заключающимися в более высоком коэффициенте полезного действия, чем у трапецеидальной резьбы, она менее прочна и сложнее в производстве. Применяется при изготовлении винтов, домкратов и ходовых винтов.

Резьбовые резцы и гребенки

Резьбовые резцы применяются для нарезания всех видов резьб и обладают следующими достоинствами: простотой конструкции, технологичностью и универсальностью. Последнее достоинство заключается в том, что одним и тем же резцом можно нарезать на цилиндрической и конической поверхностях наружную и внутреннюю резьбы различного диаметра и шага.

Резьбовые резцы работают по методу копирования, поэтому профиль их режущих кромок должен соответствовать профилю впадины нарезаемой резьбы. С целью повышения производительности иногда используется также генераторная схема резания.

Удаление припуска в процессе резьбонарезания производится в условиях несвободного резания при большой степени деформации снимаемого материала. При этом формирование резьбы осуществляется, как правило, за несколько проходов при малых сечениях срезаемой стружки. В связи с этим производительность процесса резьбонарезания низка, поэтому резьбовые резцы в основном применяются в единичном и мелкосерийном производствах.

Являясь фасонным инструментом, резьбовые резцы могут быть трех типов: стержневые, призматические и круглые.

На рис. 1 представлены типовые конструкции резьбовых резцов стержневого типа:

цельный из быстрорежущей стали; с напайной твердосплавной пластиной; с механическим креплением твердосплавной пластины специальной формы, применяемой для нарезания наружной и внутренней резьб.

Рис. 1. Типы стержневых резьбовых резцов:

а - из быстрорежущей стали; б - с напайной твердосплавной пластиной; в - с механическим креплением твердосплавной пластины.

При многопроходном нарезании остроугольной резьбы резцами образование профиля резьбы может осуществляться по трем схемам (рис. 2): а) профильной - с радиальной подачей резца; б) генераторной - с подачей резца под углом к оси заготовки; в) комбинированной, состоящей из подачи под углом при черновой обработке и радиальной подачи - при чистовой (окончательной) обработке.

Достоинством генераторной схемы является увеличение толщины срезаемого слоя за один проход в 2 раза, что обеспечивает соответствующее сокращение проходов. Правая кромка в этом случае работает как вспомогательная кромка, оставляя ступеньки на обработанной поверхности. Этот недостаток позволяет исправить применение комбинированной схемы.

Рис. 2. Схемы резания, применяемые при нарезании резьбы:

а - профильная; б - генераторная;
в - комбинированная; г - для нарезания трапецеидальной резьбы

При нарезании резьб с глубоким профилем, например трапецеидальных, формирование резьбы на предварительных операциях осуществляют резцами с разным профилем режущих кромок, как показано на рис. 2, г.

Стержневые резцы обычно имеют небольшой запас на переточку и их установка относительно заготовки связана с определенными трудностями, которые не возникают при использовании фасонных призматических и круглых резьбонарезных резцов.

Гребенки (рис. 3) - это многониточные фасонные резцы, которые могут быть стержневыми, призматическими, круглыми. Их используют главным образом для нарезания крепежных резьб с мелким шагом, т. е. резьб с небольшой высотой профиля.

Как показано на рис. 3 г, режущая часть гребенок состоит из заборной части длиной l1 заточенной под углом ц к оси и калибрующей части l2

где Р - шаг резьбы.

Рис. 3. Резьбонарезные гребенки:

а - стержневая с механическим креплением твердосплавной пластины;
б - призматическая; в - круглая; г - рабочая часть гребенки

В начале рабочего хода гребенка имеет радиальную подачу на врезание и затем перемещается вдоль оси вращающейся заготовки с подачей на один оборот, равной шагу.

Резьбонарезные фрезы

В практике машиностроения применяются следующие основные виды резьбонарезных фрез:

гребенчатые, дисковые, головки для нарезания резьбы.

Применение фрезерования вместо точения при нарезании наружной и внутренней резьб обеспечивает значительное повышение производительности за счет:

1) использования многозубого инструмента с большой суммарной активной длиной режущих кромок, одновременно снимающих стружку (гребенчатые фрезы);

2) увеличения толщины среза на один зуб (дисковые фрезы);

3) увеличения скорости резания за счет оснащения резцов твердым сплавом (головки для нарезания резьбы).

Гребенчатые фрезы (рис.4) применяются для нарезания остроугольных наружных и внутренних резьб с мелким шагом на цилиндрических и конических поверхностях заготовок. По сути, они представляют собой набор дисковых фрез, выполненных за одно целое на одном корпусе с профилем зубьев, соответствующим профилю резьбы. Для образования зубьев вдоль оси фрезы прорезаны либо прямые, либо винтовые стружечные канавки.

	а)
	б)
в)

Рис. 4. Гребенчатые резьбонарезные фрезы:

а - цилиндрическая насадная; б - цилиндрическая концевая; в - для нарезания конических резьб.

Недостатком гребенчатых фрез является искажение угла профиля нарезаемой резьбы из-за несовпадения траектории точек режущих кромок фрезы с кривой резьбы, получаемой в сечении, перпендикулярном к оси заготовки.

Дисковые фрезы нашли применение при нарезании резьб больших глубин, диаметров и длины. Например, их часто используют при нарезании резьб червяков, ходовых винтов и т. п..

Рис.5 Схема установки дисковой фрезы относительно заготовки

При нарезании резьбы ось оправки дисковой фрезы устанавливается под углом ф к оси заготовки, равным углу подъема резьбы на ее среднем диаметре (рис.5). Фреза совершает , а заготовка - вращательное и поступательное движения вдоль своей оси с подачей на один оборот, равный шагу резьбы.

Метчики широко используются в машиностроении для нарезания резьбы в отверстиях заготовок и весьма разнообразны по конструкциям и геометрическим параметрам.

Метчик - это винт, превращенный в инструмент путем прорезания стружечных канавок и создания на режущих зубьях передних, задних и других углов. Для крепления на станке или в воротке он снабжен хвостовиком. Режущая часть метчика изготавливается чаще всего из быстрорежущей стали, реже из твердого сплава.

Условия резания при снятии стружки метчиком очень тяжелые из-за несвободного резания, больших сил резания и трения, а также затрудненных условий удаления стружки.

Достоинствами метчиков являются: простота и технологичность конструкции, возможность нарезания резьбы за счет самоподачи, высокая точность резьбы, определяемая точностью изготовления метчиков.

По конструкции и применению метчики делят на следующие типы:

1) ручные (слесарные) - с ручным приводом, изготавливаются комплектами из двух или трех номеров;

2) машинно-ручные одинарные или в комплекте из двух номеров - с ручным или станочным приводом;

3) машинные одинарные - со станочным приводом;

4) гаечные - для нарезания резьбы в гайках на специальных станках;

5) плашечные - для нарезания и, соответственно, калибрования резьбы в резьбонарезных плашках;

6) специальные - для нарезания резьб различных профилей: трапецеидальных, круглых, упорных и т. д., а также сборные регулируемые, метчики-протяжки, конические метчики и др.

Основными частями метчика (рис. 6) являются: режущая (заборная) и калибрующая части, стружечные канавки, число перьев и зубьев, хвостовик с элементами крепления.

б)

Рис. 6. Метчики: а - основные элементы метчика; б – фотография метчика.

Режущая часть метчика выполняет основную работу по срезанию припуска, формированию профиля нарезаемой резьбы и удалению стружки из зоны резания. Она определяет точность резьбы и стойкость метчиков.

Резьбонарезная плашка - это гайка, превращенная в режущий инструмент путем сверления стружечных отверстий и формирования на зубьях режущих перьев передних и задних углов.

Плашки применяют для нарезания наружных резьб на болтах, винтах, шпильках и других крепежных деталях. По форме наружной поверхности плашки бывают: круглые, квадратные, шестигранные, трубные. Для слесарных работ они делаются разрезными и зажимаются в воротках.

Самое широкое применение нашли плашки круглые, как наиболее технологичные и простые в эксплуатации. Они изготавливаются из калиброванных прутков быстрорежущей стали на токарных прутковых станках-автоматах.

На рис. 7 показана конструкция круглой плашки и ее основные конструктивные и геометрические параметры. Конструктивные параметры: наружный диаметр плашки D толщина В, диаметры стружечных отверстий dc и окружности их центров dц, ширина просвета с, ширина пера b, минимальная толщина стенки е. Геометрические параметры плашки: передний угол г, задний угол б и угол заборного конуса ц. На наружной поверхности плашки имеются 3 или 4 конических углубления с углом при вершине 90° для крепления в воротке или кольце. На этой же поверхности плашек выполнен трапециевидный паз с углом 60°, образующий перемычку толщиной т = 0,4...1,5 мм, которую после двух-трех переточек плашки разрезают.

а)

б)

Рис. 7. Плашки: а - конструктивные элементы круглой плашки, б – фотография плашки

Вопросы по реферату.

Назовите типы резьб. Характеристика метрической резьбы. Характеристика дюймовой резьбы. Характеристика трубной цилиндрической резьбы. Характеристика трубной конической резьбы. Характеристика трапецеидальной резьбы. Характеристика упорной резьбы. Характеристика круглой резьбы. Характеристика прямоугольной резьбы. Применение резьбовых резцов. Определение гребенков и их применение. Назовите виды резьбонарезных фрез. Определение метчика. Типы метчиков. Определение плашки.

Список использованной литературы.

, «Технология точного » - М., Высшая школа, 1973. , «Технология машиностроения (спец. часть) - М., Машиностроение,1973 «Технология машиностроения» - М., Высшая школа, Москва, 1967 Технология машиностроения. - М., Машиностроение 1990

Мет­рическая резьба (рис. 120). Основным типом крепежной резьбы в России является метрическая резь­ба с углом треугольного профиля а равным 60°. Размеры ее элементов задаются в миллиметрах.

Рис. 120

Согласно ГОСТ 8724-81 метричес­кая резьба для диаметров от 1 до 600 мм делится на два типа: с крупным шагом (для диаметров от 1 до 68 мм) и с мелким шагом (для диаметров от 1 до 600 мм).

Резьба с крупным шагом применя­ется в соединениях, подвергающихся ударным нагрузкам. Резьба с мелким шагом - в соединениях деталей с тонкими стенками и для получения герметичного соединения. Кроме то­го, мелкая резьба широко применя­ется в регулировочных и установоч­ных винтах и гайках, так как с ее по­мощью легче осуществить точную ре­гулировку.

При проектировании новых ма­шин применяется только метричес­кая резьба.

Дюймовая резьба (рис. 121). Это резьба треугольного про­филя с углом при вершине 55° (а равным 55°). Номинальный диа­метр дюймовой резьбы (наружный диаметр резьбы на стержне) обозна­чается в дюймах. В России дюймо­вая резьба допускается только при изготовлении запасных частей к старому или импортному оборудованию и не применяется при проекти­ровании новых деталей.

Рис. 121

Трубная цилиндрическая резьб а ГОСТ 6357-81, пред­ставляет собой дюймовую резьбу с мелким шагом, закругленными впадина­ми и треугольным профилем с углом 55°. Трубную цилиндрическую резьбы нарезают на трубах до 6". Трубы свыше 6" сваривают. Профиль трубной ци­линдрической резьбы приведен на рис. 122.

Рис. 122

Рис. 123

Трубные конические резьбы при­меняются двух типоразмеров. Труб­ная коническая резьба ГОСТ 6211-81, соответствует закругленному профи­лю трубной цилиндрической резьбы с углом 55° (рис. 123,1).

Коническая дюймовая резьба ГОСТ 6111-52 имеет угол профиля 60°(рис7 123, II). Конические резьбы применяются почти исключительно в трубных соединениях для получения герметичности без специальных уп­лотняющих материалов (льняных ни­тей, пряжи с суриком и т. д.).

Теоретический профиль конической резьбы приведен на рис. 124. Конус­ность поверхностей, на которых изготавливается коническая резьба, обыч­но 1: 16. Биссектриса угла профиля перпендикулярна оси резьбы.

Рис. 124

Диаметральные резьбы конических резьб устанавливаются в основной плоскости (2 - торец муфты), которая перпендикулярна к оси и отстоит от торца трубы 1 на расстоянии I, регламентированном стандартами на кони­ческие резьбы (3 - муфта; 4 - торец трубы; 5 - ось трубы).

В основной плоскости диаметры резьбы равны номинальным диаме­трам трубной цилиндрической резьбы. Это позволяет конические резьбы свинчивать с цилиндричес­кими, так как шаг и профили дан­ных резьб для определенных диа­метров совпадают.

Коническим резьбам присущи аналогичные цилиндрическим резьбам определения и понятия, та­кие, как наружный, сред­ний и внутренний диа­метры резьбы . Шаг резьбы Р h измеряется вдоль оси.

При свинчивании трубы и муф­ты с номинальными размерами резьбы без приложения усилия длина свинчивания равна l.

Обозначение трубной резьбы об­ладает особенностью, которая за­ключается в том, что размер резьбы задается не по тому диаметру, на котором нарезается резьба, а по внутреннему диаметру трубы. Этот внутренний диаметр называется диаметром трубы «в свету» и опре­деляется как условный проходной размер трубы,

Трапецеидальная резьба ГОСТ 9484-81 (рис. 125). Профиль резьбы - равнобочная трапеция с углом а равным 30°. Трапецеидальная резьба применя­ется для передачи осевых усилий и движения в ходовых винтах. Симмет­ричный профиль резьбы позволяет применять ее для реверсивных винто­вых механизмов.

Рис. 125

Упорная резьба ГОСТ 10177-82 (рис. 126). Профиль резьбы - неравнобочная трапеция с углом рабочей стороны 3° и нерабочей - 30°. Упорная резьба обладает высокой прочностью и высоким КПД. Она приме­няется в грузовых винтах для передачи больших усилий действующих в од­ном направлении (в мощных домкратах, прессах и т. д.).

Рис. 126

В прессостроении применяется также упорная резьба. Профиль этой резьбы несколько отличается от упомянутой выше упорной резьбы, Про­филь такой упорной резьбы по ГОСТ 13535-87 представляет собой неравно­бочную трапецию с углом рабочей стороны 0° и нерабочей - 45°.

Прямоугольная и квадратная р е з ь б ы (рис. 127) име­ют высокий КПД и дают большой выигрыш в силе, поэтому они применя­ются для передачи осевых усилий в грузовых винтах и движения в ходовых винтах. Прямоугольные и квадратные резьбы не стандартизированы, так как имеют следующие недостатки: в соединении типа «болт - гайка» труд­но устранить осевое биение; обладают прочностью меньшей, чем трапецеи­дальная резьба, так как основание витка у трапецеидальной резьбы при одном и том же шаге шире, чем у пря­моугольной или квадратной резьб; их труднее изготовить, чем трапецеи­дальную.

Рис. 127

Примечание. В ответственных соедине­ниях эти резьбы заменены трапецеидальной.

• единица измерения диаметра (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая резьба)
• расположение на поверхности (наружная и внутренняя резьба)
• направление движения винтовой поверхности (правая, левая);
• число заходов (одно- и многозаходная), например двузаходная, трёхзаходная и т. д.;
• профиль (треугольный, трапецеидальный, прямоугольный, круглый и др.);
• образующая поверхность на которой расположена резьба (цилиндрическая резьба и коническая резьба);
• назначение (крепёжная, крепёжно-уплотнительная, ходовая и др.).

Основные параметры резьбы и единицы измерения

Схема цилиндрической резьбы.

Схема конической резьбы.

Метрическая резьба - с шагом и основными параметрами резьбы в миллиметрах.

Дюймовая резьба - все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозначается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3" = 3 дюйма), шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.

Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.

Модульная резьба - шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи ().

Питчевая резьба - шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи () разделить на питч.

Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали , эвольвенты окружности , удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции .

• шаг (P) - расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра , в долях дюйма или числом ниток на дюйм - это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11);
• наружный диаметр (D, d) , диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D);
• средний диаметр (D 2 , d 2) , диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы;
• внутренний диаметр (D 1 , d 1) , диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной (d 1) или вершины внутренней резьбы (D 1);
• ход (P h) величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°

где - число заходов;

Типы резьбы

Метрическая, M

Имеет широкое применение с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0,25 до 6 мм. Профиль - равносторонний треугольник (угол при вершине 60°) с теоретической высотой профиля Н=0,866025404Р. Все параметры профиля измеряются в миллиметрах.

Стандарты:

• ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) - Резьба метрическая. Основные размеры.
• ГОСТ 9150-2002 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль.
• ГОСТ 8724-2002 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги.
• ISO 965-1:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 1. Принципы и основные характеристики.
• ISO 965-2:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 2. Предельные размеры резьб для болтов и гаек общего назначения. Средний класс точности.
• ISO 965-3:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 3. Отклонения для конструкционной резьбы.
• ISO 965-4:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 4. Предельные размеры для наружных винтовых резьб, гальваницированных горячим погружением, для сборки с внутренними винтовыми резьбами, нарезанными метчиком с позиции допуска H или G после гальванизации.
• ISO 965-5:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 5. Предельные размеры для внутренних винтовых резьб винтов для сборки с наружными винтовыми резьбами, гальванизированными горячим погружением, с максимальным размером позиции допуска h до гальванизации.
• ISO 68-1 - Резьбы винтовые ISO общего назначения. Основной профиль. Метрическая резьба.
• ISO 261:1998 - Резьбы метрические ИСО общего назначения. Общий вид.
• ISO 262:1998 - Резьбы ISO метрические общего назначения. Выбранные размеры для винтов, болтов и гаек.
• BS 3643 - ISO metric screw threads.
• DIN 13-12-1988 - Резьбы метрические ИСО основные и прецизионные диаметром от 1 до 300 мм. Выбор диаметров и шагов.
• ANSI B1.13M , ANSI B1.18M - Метрическая резьба М с профилем базирующимся на стандарте ISO 68.

Условное обозначение: буква M (metric), числовое значение номинального диаметра резьбы (d, D на схеме, оно же внешний диаметр резьбы на болте) в миллиметрах, числовое значение шага (для резьбы с мелким шагом) (P на схеме) и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 16 мм с крупным шагом обозначается как M16; резьба с номинальным диаметром 36 с мелким шагом 1,5 мм - М36х1,5; такая же по диаметру и шагу но левая резьба М36х1,5LH.

Таблица стандартного шага метрических резьб

M0.25	0.075	M1.1	0.25	M5	0.8	M17	2
M0.3	0.08	M1.2	0.25	M5.5	0.8	M18	2.5
M0.35	0.09	M1.4	0.3	M6	1	M20	2.5
M0.4	0.1	M1.6	0.35	M7	1	M22	2.5
M0.45	0.1	M1.8	0.35	M8	1.25	M24	3
M0.5	0.125	M2	0.4	M9	1.25	M25	3
M0.55	0.125	M2.2	0.45	M10	1.5	M26	3
M0.6	0.15	M2.5	0.45	M11	1.5	M27	3
M0.7	0.175	M3	0.5	M12	1.75	M28	3
M0.8	0.2	M3.5	0.6	M14	2	M30	3.5
M0.9	0.225	M4	0.7	M15	2	M32	3.5
M1	0.25	M4.5	0.75	M16	2

Метрическая коническая, MK

Стандарт: ГОСТ 6042-83 Резьба Эдисона круглая. Профили, размеры и предельные размеры.

Условное обозначение резьбы: Буква E, номер резьбы, если резьба для неметаллических элементов буква N через наклонную черту (/) и номер ГОСТа, например E 27 ГОСТ 6042-83 или E 27/N ГОСТ 6042-83 .

Метрическая EG-M

Дюймовая цилиндрическая UTS

UTS (Unified Thread Standard) - дюймовая цилиндрическая резьба, широко распространена в США и Канаде. Угол при вершине 60°, теoретическая высота профиля H=0,866025P. В зависимости от шага подразделяется на: UNC (Unified Coarse); UNF (Unified Fine); UNEF (Unified Extra Fine); 8UN; UNS (Unified Special) . Крайне широко распространена UNC 1/4 (1/4"x1.25mm). Она присутствует в креплении практически всех современных цифровых и пленочных фото- и видеокамер (а также штативов) малого формата. Её параметры, D=6.35mm, D 1 =4.975mm, шаг 20 ниток на дюйм (1.25мм). До неё для крепления фототехники такой-же популярностью пользовалась резьба 3/8" с шагом 16 ниток на дюйм (1.5875mm) D=9.525mm, D 1 =7.806mm. Российские стандарты: ГОСТ 3362-75 "Фото- и киноаппараты. Штативное соединение. Присоединительные размеры".

Дюймовая BSW

BSW (British Standard Whitworth) - дюймовая резьба. Является Британским стандартом, предложена Джозефом Витуортом (Joseph Whitworth) в 1841 году, угол при вершине 55°, теоретическая высота профиля H=0,960491P. Резьба с мелким шагом называется: BSF (British Standard Fine).

Дюймовая трубная NPT

Резьбы нефтяного сортамента

Резьбы нефтяного сортамента предназначены для соединения труб в нефтяных скважинах. Являются коническими для обеспечения высокой герметичности. По форме профиля бывают треугольные, с углом профиля 60°, и трапецеидальные неравнобочные, с углами от 5° до 60° (так называемая резьба Батресс). Резьбы нефтяного сортамента в основном выполняются в соответствии со стандартами Американского института нефти (API). Российские стандарты: ГОСТ Р 53366-2009 -Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных труб для скважин в нефтянной и газовой промышленности. Общие технические условия.ГОСТ 631-65 - Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним. ГОСТ 632-70 - Трубы обсадные и муфты к ним. ГОСТ 633-80 - Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним.

Способы изготовления

Применяются следующие способы получения резьб:

• лезвийная обработка резанием ;
• абразивная обработка;
• выдавливание прессованием;
• электрофизическая и электрохимическая обработка.

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

• нарезание наружных резьб плашками ;
• нарезание внутренних резьб метчиками ;
• точение наружных и внутренних резьб резьбовыми резцами и гребёнками;
• резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами ;
• нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками;
• вихревая обработка наружных и внутренних резьб.

Накатывание является наиболее высокопроизводительным 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.

Историческая справка

Схема «резьбового» сустава у жука тригоноптеруса

Долгое время считалось, что резьбовое соединение, наряду с колесом и зубчатой передачей , является великим изобретением человечества, не имеющим аналога в природе. Однако, в 2011 г. группа ученых из опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус (англ. Trigonopterus ) , обитающих на Новой Гвинее . Оказалось, что лапы этих жуков соединены с телом с помощью вертлуга , который ввинчивается в коксу (тазик) – аналог тазобедренного сустава у насекомых. На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт. В свою очередь поверхность коксы также снабжена резьбовой выемкой. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, и гарантирует ведущему древесный образ жизни насекомому большую устойчивость.

Применение винтовых поверхностей в технике началось ещё в античные времена. Считается, что первым винт изобрел Архит Тарентский - философ , математик и механик , живший в IV-V веках до н. э. Широко известен изобретеный Архимедом винт , применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале н. э. Однако, из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.

Широкое применение ходовые и крепёжные резьбы нашли лишь в Средневековье . Изготовление наружной резьбы происходило следующим образом: на цилиндрическую заготовку наматывалась смазанная мелом или краской верёвка , затем по образовавшейся спиральной разметке нарезалась винтовая канавка. Вместо гаек со внутренней резьбой использовались втулки с двумя или тремя штифтами .

В XV-XVI веках началось изготовление трёх- и четырёхгранных метчиков для нарезания внутренней резьбы. Обе сопрягаемые детали с наружной и внутренней резьбой для свинчивания подгонялись друг под друга вручную. Какая-либо взаимозаменяемость деталей полностью отсутствовала.

Предпосылки к взаимозаменяемости и стандартизации резьбы были созданы Генри Модсли (Henry Maudslay) приблизительно в 1800 году , когда изобретённый им токарно-винторезный станок сделал возможным нарезание точной резьбы. Ходовой винт и гайку для своего первого станка он изготовил вручную. Затем он выточил на станке винт и гайку более высокой точности. Заменив первый винт и гайку новыми, более точными, он выточил еще более точные детали. Так продолжалось до тех пор, пока точность резьбы не перестала увеличиваться.

В течение следующих 40 лет взаимозаменяемость и стандартизация резьб имели место лишь внутри отдельных компаний. В 1841 году Джозеф Витуорт (Joseph Whitworth) разработал систему крепежных резьб, которая, благодаря принятию её многими английскими железнодорожными компаниями, стала национальным стандартом для Великобритании, названным британским стандартом Витворта (BSW ). Стандарт Витворта послужил основой для создания различных национальных стандартов, например стандарта Селлерса (Sellers ) в США, резьбы Лёвенхерц (Löwenherz ) в Германии и т. д. Количество национальных стандартов было очень велико. Так, в Германии в конце XIX века было 11 систем резьбы с 274 разновидностями.

В 1898 году Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.

В Российской империи стандартизация резьб на государственном уровне отсутствовала. Каждое предприятие, выпускающее резьбовые детали, использовало собственные стандарты, основанные на зарубежных аналогах.

Первые мероприятия по стандартизации резьб были предприняты в 1921 году Наркоматом путей сообщения РСФСР . Им на основе немецких стандартов метрической резьбы были выпущены таблицы норм НКПС-1 для резьб, используемых на железнодорожном транспорте. Таблицы включали в себя метрические резьбы диаметром от 6 до 68 мм.

В 1927 году на основе данных таблиц комитетом по стандартизации при Совете труда и обороны был разработан один из первых государственных стандартов СССР – ОСТ 32.

В этом же году для резьб по стандарту Витворта был разработан ОСТ 33А.

К началу 1932 года были разработаны ОСТ для трапецеидальных резьб на основе модернизированных американских стандартов Акме (Acme ).

В 1947 году была основана