Резьба по металлу своими руками: виды и необходимые инструменты

23.10.2019 Автор: VT-METALL

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Что собой представляет резка листового металла
• Какие бывают промышленные виды резки листового металла
• С помощью каких инструментов возможна ручная резка листового металла
• Какие существуют механические способы резки листового металла
• В чем принцип резки листового металла болгаркой и гильотиной

Качество обработки металла зависит от многих параметров: используемой технологии, производительности оборудования, навыков мастера, особенностей сырья и т. д. Сегодня в статье мы расскажем о том, что качественная резка листового металла возможна не только в производственных, но и в домашних условиях, а также рассмотрим основные нюансы применения самого популярного оборудования.

Промышленные виды резки листового металла

Обработка металла может осуществляться разными способами. Специфика проведения работ зависит от типа оборудования, которое используется для резки металлических листов.

На крупных промышленных предприятиях чаще всего применяют гидроабразивную или термическую резку.

1. Термическая обработка листового металла.

Термическая резка подразумевает разделение металлических листов струей, нагретой до предельной температуры. Данный вид резки еще называют бесконтактным, поскольку инструмент не вступает во взаимодействие с поверхностью листового материала.

Разновидности термической резки: газокислородная, лазерная, плазменная.

• Газокислородная резка листового металла.

Газокислородная обработка листового металла включает в себя два этапа:

• В начальную точку предполагаемой линии реза подается струя пламени, выходящая из резака. В качестве рабочего газа используется ацетилен.
• После прогрева материала аппарат подает кислородный поток, который легко разрезает размягченный металл. Одновременно с этим удаляются окислы.

Для того чтобы качество резки было высоким, расстояние между соплом резака и металлом должно быть одинаковым на протяжении всего рабочего процесса.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Газокислородная резка является самым экономичным способом обработки и отлично подходит для реза низколегированных сталей. При соблюдении всех нюансов технологии и наличии достаточного опыта у мастера кромка листового металла после газокислородной резки не требует дополнительной обработки.

Недостатком применения такого вида резки является возможность обработки металлов только с низкой теплопроводностью.

• Плазменная резка листового металла.

Плазменная резка считается более универсальным способом обработки листовых материалов. Первое оборудование для этого вида разрезания металла появилось во второй половине XX века. Аппаратура была не только громоздкой, но и дорогой, в связи с этим ее приобретение и использование могли себе позволить только крупные промышленные предприятия. Со временем оснастка стала более доступной, и популярность плазменной резки выросла в разы.

VT-metall предлагает услуги:

Обработка металла в данном случае осуществляется при помощи высокоскоростного плазменного потока, температура которого может достигать +30 000 °C. При этом капли расплавленного металла, образующиеся в результате плавления, мгновенно сдуваются струей сжатого воздуха. По сравнению с предыдущим видом резки, плазменная обработка отличается высокой производительностью, ведь температура газокислородного потока составляет всего +1 800 °C.

Стоит отметить, что популярность плазменной резки объясняется не только высокой производительностью, но и рядом других важных параметров. Так, рабочий процесс не требует регулярной заправки газовых баллонов, присадок для резки ценных металлов или повышенного внимания к мерам пожарной безопасности. Для работы с плазменным оборудованием понадобится только электроэнергия и воздух, что позволяет сделать объективные выводы о простоте, удобстве и экономичности рабочего процесса.

Плазменная резка листового металла может использоваться для обработки:

• алюминия и сплавов на его основе толщиной до 120 мм;
• меди толщиной до 80 мм;
• легированных и углеродистых сталей толщиной до 50 мм;
• чугуна толщиной до 90 мм.

Если толщина металла превышает 120 мм, целесообразнее использовать газокислородную резку.

При подборе оптимального оборудования для обработки металла очень важно учитывать такие его свойства, как толщина и теплопроводность. Здесь нужно запомнить одно простое правило: чем выше теплопроводность разрезаемого материала, тем больше теплоотвод и меньше возможная толщина обрабатываемого листа (например, толщина листа меди должна быть меньше, чем листа из нержавейки).

Преимущества и недостатки соединений резьбового типа

Среди достоинств резьбовых соединений стоит выделить:

• возможность получения разъемного узла высокой прочности;
• унифицированное исполнение метизов и резьбонарезного инструмента;
• удобство соединения резьбовых компонентов;
• длительный срок службы создаваемых соединений;
• возможность выполнения работ при умеренной нагрузке на инструмент.

К недостаткам резьбовых соединений относится склонность к “закисанию”, а также потребность в специальном инструменте для монтажных и демонтажных операций. При работе с определенными типами соединений используются гроверы, предотвращающие произвольное раскручивание компонентов, а также крупные шайбы, распределяющие прижимные усилия.

Инструменты для ручной резки листового металла

Ручную резку листового металла нельзя назвать высокоэффективной, поэтому чаще всего она применяется только в домашних условиях.

В процессе такой резки листового металла используются следующие инструменты:

• Ножницы. При помощи ручных ножниц можно обрабатывать листы металла, толщина которых не превышает 3 мм. Существует несколько видов подобных приспособлений, подходящих для резки металла:
• Для прямого реза.
• Для криволинейного.
• Пальцевые (прямого и зеркального вида) – используются для получения сложных фигур.
• С одним подвижным лезвием, а вторым фиксированным, закрепленным в верстак.
• Ножовка.
• Лобзик.
• Болгарка. Это углошлифовальная машина, применяемая для резки металла, управление которой осуществляется вручную. Основными достоинствами болгарки являются:
• удобство эксплуатации;
• возможность обработки листов метала разной толщины;
• большой выбор вариантов сменных дисков.

Таким образом, ручная резка металла может выполняться при помощи ножниц, специальной машины – болгарки или трубореза.

Рабочими элементами трубореза являются дисковые резцы-ролики, которые обеспечивают удобство и должную скорость разрезания изделий цилиндрической формы.

Качество и скорость ручной работы в большей степени зависят от опыта и навыков работника.

Приспособления для ручной резки имеют низкую производительность, поэтому используются для обработки металла преимущественно в бытовых условиях.

Сферы применения резьбовых соединений

Резьбовые соединения используются в промышленности и быту. С их помощью решается широкий спектр задач:

• соединение компонентов машин и механизмов;
• установка защитных элементов в виде крышек, резьбовых заглушек и т.д.;
• монтаж несущих компонентов металлоконструкций;
• формирование фланцевых соединений, востребованных при прокладке трубопроводов;
• установка станков и прочего технологического оборудования.

Резьбовые соединения незаменимы при сборке бытовой техники и измерительных приборов. С их помощью выполняются модернизационные и ремонтные работы различной сложности.

По назначению резьбы делятся на крепежные, ходовые, грузоподъемные, а также крепежные с одновременной герметизацией.

Механические виды резки листового металла

Механическая резка металла – это контактный способ обработки, при котором поверхность инструмента взаимодействует с материалом. Режущий элемент, как правило, тоже изготавливается из металла, но более высокой твердости.

В группу приспособлений для механической резки листового металла входят ножницы, пила и резцы. Особым видом механической обработки металлических листов является рубка. Ударная резка или рубка при помощи гильотины обычно используется на этапе создания заготовок.

Механическая обработка листового металла также может выполняться с использованием следующего оборудования:

• ленточно-пильных станков (ЛПС);
• гильотин;
• дисковых станков;
• токарных станков с установленными на них резцами;
• агрегатов продольной резки.

1. Резка ленточной пилой.

Ленточную пилу целесообразно использовать для обработки сортового металла. Такое приспособление – главный рабочий элемент на ленточно-пильном станке (ЛПС). Принцип работы пилы схож с принципом действия обычной ножовки. Полотно пилы замкнуто в ленту большого диаметра, одна сторона которого имеет специальные зубья. Непрерывное движение ленты обеспечивается за счет вращающихся шкивов, подключенных к электромотору. Средняя скорость работы ЛПС – 100 мм/мин. Рабочее полотно для таких станков обычно изготавливается из углеродистой стали или биметаллического сплава.

К числу преимуществ использования ЛПС относят: точность, доступность, выгодную стоимость оборудования, возможность выполнять как прямой, так и угловой рез, экономичность (минимальное количество отходов).

Современные станки для резки листового металла оснащаются электроникой и дополнительными элементами, что позволяет включать их в состав технологической линии в случае необходимости.

Основы процесса и техника безопасности при резке листового металла болгаркой

Соблюдение правил техники безопасности – важнейший момент, пренебрежение которым может повлечь за собой получение травм различной степени тяжести.

Приведем несколько правил, которые следует соблюдать в процессе резки листового металла болгаркой.

• Размер диска. Ошибочно полагать, что его величину можно подбирать без учета размеров болгарки. Не стоит устанавливать большой диск без защитного кожуха на маленький инструмент, иначе вы можете подвергнуть свою жизнь опасности. Обороты у небольшой болгарки намного выше, поэтому и режущие элементы для них нужны соответствующие. Установив большой диск, вы даже не успеете провести линию реза, зубчатый круг просто разлетится на части после включения.
• Направление вращения. Некоторых работников не устраивает направление полета искр, которое наблюдается при стандартной работе инструмента. Поэтому они разворачивают кожух, переставляют ручку и приступают к резке. Самоуправство в данном вопросе может привести к тому, что при зацепе за острую кромку режущий диск разлетится на части. Запомните – вращение диска должно производиться «на себя», а не наоборот.
• Индивидуальные средства защиты. Наличие таких приспособлений – обязательное условие работы с болгаркой. Защитные очки, перчатки и респиратор помогут избежать травмирования жизненно важных органов.

1. Обычный рез тонкого листового металла.

Резка металла небольшой толщины обычно не вызывает особых сложностей. Залогом качественного результата в данном случае являются внимательность и аккуратность. Стоит отметить, что именно при обработке тонких металлических листов режущий диск часто «закусывает». Перед началом проведения работ нужно убедиться в том, что на режущей плоскости круга отсутствуют дефекты. Их наличие может привести к расколу зубчатого диска.

Начинать линию реза следует от дальнего края листа (получается, что мастер как бы тянет болгарку на себя). Режущий диск при этом не стоит погружать слишком глубоко в материал (максимум 5-6 мм). Правильное направление движения инструмента и небольшая глубина погружения помогут избежать зацепов диска. И наоборот – чрезмерное погружение режущего элемента приведет к уменьшению площади соприкосновения, зацепам и последующему расколу диска.

2. Резка толстых листов металла болгаркой.

Если толщина листового металла больше 8 мм, то двигать инструмент следует не к себе, а от себя. Однако если выполнять рез просто по начерченной линии, то идеально ровной кромки не получить. Помимо этого, можно чрезмерно перенапрячь руку, ведь придется постоянно контролировать движение болгарки.

Облегчить рабочий процесс поможет установка стального уголка по месту реза, который прижимается к листу струбцинами по двум сторонам. Теперь можно пройти несколько раз вдоль прочерченной линии, немного прикасаясь к уголку так, чтобы получилось небольшое углубление (не больше 1-2 мм). После того как углубление сделано, можно убирать уголок и приступать непосредственно к обработке металла. Так режущий диск не уйдет с намеченной линии, а кромка получится идеально ровной.

3. Еще один вариант резки.

Первые этапы проведения работ полностью совпадают с вышеописанным способом: проводится линия, укладывается и прижимается уголок. Особенность заключается в том, что углубление в данном случае делается немного глубже – примерно 4-5 мм. После удаления уголка остаток металла можно просто доломать, а край обработать при помощи УШМ со шлифовальным диском. Стоит отметить, что такая обработка не гарантирует высококачественного результата, поэтому второй способ используют гораздо чаще.

Болгарка позволяет быстро и качественно обрабатывать листовой металл, но успешное применение данного инструмента возможно только при наличии достаточных навыков и соблюдении всех правил техники безопасности.

Сверление отверстий и предобработка прутков

Из последнего наблюдения можно сделать вывод, что внешний диаметр резьбы получается немного больше, чем исходный диаметр прутка, на котором она нарезана. Точно так же осевое расстояние между вершинами внутренней резьбы будет несколько меньше отверстия.

Если взглянуть на любой чертеж с изображением метрической резьбы, можно отметить ряд ключевых размеров:

1. Внутренний и внешний диаметр. Эти значения меняют названия в зависимости от того, внутренняя резьба или наружная.
2. Шаг резьбы — расстояние между вершинами соседних зубьев.
3. Форма и размеры номинального профиля, углы наклона.

Так вот: диаметр стержня или отверстия под резьбу не равен ни внешнему, ни внутреннему диаметру резьбы. Наиболее простой способ определиться с размером отверстия для внутренней резьбы — вычесть из внешнего диаметра шаговое расстояние. Для наружной резьбы это же значение нужно прибавить к диаметру прутка.

Однако настоящие профессионалы всегда пользуются таблицами стандартных метрических резьб, где в значениях рекомендуемых диаметров учитывается также тип резьбы, особенности металлов и их сплавов. Так что основная проблема заключается в поиске подходящего прутка или сверла.

Основу для качественной нарезки вы задаете еще на этапе сверления или подготовки стержня. Отверстие нужно сверлить строго перпендикулярно, из способов контроля прямого угла можно предложить совмещение сверла с отражением в подложенном зеркальце или приставленную рядом кредитную карту.

С прутка следует удалить ржавчину и проверить ровность боковой поверхности слесарной линейкой. Лучший способ подготовить пруток — зажать его в патрон дрели и хорошо обтереть край напильником. При скруглении допускается сточить прут на пару десятых, если это необходимо для выравнивания, которое на практике важнее полноты нарезки.

Это мало применимо в работе с закрепленными прутками. Приходится подбирать диаметр резьбы по диаметру стержня, выбирая значение меньше рекомендуемого. Для более удобного захода на торце нужно снять фаску и выполнять нарезку особо тщательно и аккуратно. Не забывайте обильно нанести на обрабатываемый участок детали машинное масло.

Нюансы резки листового металла гильотиной

Гильотины применяются для резки листового металла в домашних условиях или на небольших производствах.

1. Что можно резать гильотиной?

При помощи гильотины можно обрабатывать металл ничуть не хуже, чем на заводском оборудовании. Более того, мастера часто изготавливают гильотинные ножницы в домашних условиях.

Самыми распространенными вариантами гильотин являются модели, имеющие прямое движение ножа и с изменением угла. У первых нож двигается в вертикальном положении и позволяет ровно разрезать листовой металл. Использование моделей второй группы позволяет не только осуществлять резку листового металла, но и обрабатывать пруты арматуры и большие металлические уголки.

Рабочие возможности самодельных гильотин, как правило, ограничены. Это объясняется тем, что, в отличие от промышленных образцов, которые обладают различными типами привода (гидравлическим, пневматическим или электрическим), самодельное приспособление для резки листового металла обычно оснащается только механическим рычагом или педальным механизмом. Глубина реза при использовании самодельных установок зависит от величины усилия, которое прилагает мастер.

При помощи самодельных гильотин можно разрезать:

• листы черной и оцинкованной стали толщиной до 1,5 мм;
• листы нержавеющей стали до 0,6 мм;
• алюминий;
• пластмассу;
• картон.

В процессе изготовления гильотинных ножниц следует обязательно учитывать тот вид металла, который вы планируете обрабатывать.

2. Принцип действия.

Раскрой металла при помощи гильотин может осуществляться как в продольном, так и в поперечном направлении. Возможности установки зависят от типа установленных ножей и их расположения. Выполняя поперечный рез, нож совершает одно движение. Продольная резка сопровождается несколькими движениями, которые будут повторяться совместно с поступательными перемещениями изделия. Продольное разрезание выполняется при рулонной обработке или в случае необходимости раскраивания листов длиной более 2 м.

Гильотина работает по следующему принципу: острый нож под собственным весом с высокой скоростью опускается на металлическую поверхность. Иногда скорости реза или веса ножа недостаточно для разрезания металла определенного вида или необходимой толщины. Поэтому конструкцию станка часто оснащают дополнительным элементом – нижним неподвижным ножом. Такая установка работает как обычная гильотина и ножницы.

Наличие вспомогательного элемента, разумеется, приводит к повышению итоговой стоимости оборудования, но в то же время оно позволяет улучшить качество и увеличить скорость обработки металлических деталей.

Этапы нарезания резьбы машинно-ручным метчиком

Порядок производства работ:

• Первый шаг – разметка в соответствии с чертежами.
• По отметкам производят кернение остро заточенным керном.
• Сверлят со средним нажимом на невысоких оборотах. Дрель должна находиться под прямым углом к поверхности. Перед началом работ сверло смазывают. Если глубина отверстия большая, то смазывание производят не только перед началом, но и во время работы. Глубина глухого отверстия должна быть несколько больше, чем нарезаемая длина. При отсутствии запаса резьба может получиться неполной.
• Повысить качество результата позволяет обработка зенкером, которая уменьшает конусность и обеспечивает параллельность боковых поверхностей.
• Метчик закрепляют в воротке, кончик его смазывают и вставляют в отверстие строго под прямым углом к поверхности. Делают первый оборот, несильно нажимая сверху на вороток. После первого оборота вперед следует сделать половину оборота назад для удаления стружки. Особую осторожность соблюдают при использовании универсального инструмента – он хрупкий и его легко повредить. Проще работать с комплектными моделями.

От чего зависит цена резки листового металла на заказ

Стоимость проведения работ по резке листового металла определяется совокупностью взаимосвязанных факторов, как то:

• используемая технология;
• мощность оборудования;
• марка, толщина исходного сырья;
• качество готовой продукции;
• объем заказа.

Если в ходе проведения работ будет использоваться большое количество исходного сырья, стоимость заказа может быть снижена за счет сокращения значения цены расчетной единицы (килограмма, погонного метра).

Стоимость изготовления небольших партий обговаривается с заказчиком индивидуально в каждом конкретном случае. Цена раскроя листовых материалов не всегда рассчитывается по формуле «стоимость единицы, умноженная на количество», поскольку любой заказ требует перенастройки рабочего оборудования.

Сегодня производители применяют самые разные технологии для раскроя листового металла, однако основными критериями для заказчика по-прежнему остаются качество работы, срок изготовления, стоимость, а также наличие дополнительных услуг по транспортировке.

Однозаходный способ

Однозаходное нарезание резьбы характерно для механизированных устройств. Метчик для однозаходного нарезания имеет одну широкую или три тонких канавки на хвостовике, а может не иметь их вовсе. Другие отличия машинных метчиков: короткая заходная часть, хвостовик тоньше номинального диаметра, профиль резьбы полный.

Одним заходом можно нарезать сквозную резьбу в тонких (2–4 мм) листовых материалах. Также машинные метчики весьма распространены для нарезки глухих отверстий. Если более точно — ими расширяют след от заходной части метчиков #1 и #2, добавляя к резьбе еще 1,5–2 витка. Если третий номер имеет длинную заходную часть, ее можно полностью срезать и использовать этот метчик только для полной нарезки резьбы в несквозных отверстиях.

С однозаходными метчиками работать не сложнее, чем с плашками. Есть сложность в задании правильного положения, но техника работы та же. К слову, большинство плашек также рассчитаны на однозаходную работу.