Рубрика: Резьба и резьбонарезной инструмент
Плашка — один из самых старых и при этом самых востребованных резьбонарезных инструментов. Ею нарезают наружную резьбу на болтах, шпильках, штоках, трубах и множестве других деталей. Несмотря на кажущуюся простоту, плашки различаются конструкцией, материалом, точностью и областью применения, и неправильный выбор быстро оборачивается рваной резьбой, сломанными перьями и браком. В этой статье разберём основные виды плашек, их устройство и практические правила работы с ними.
Классическая круглая плашка представляет собой закалённую гайку с несколькими сквозными продольными отверстиями — стружечными канавками. Пересечение канавок с резьбовым отверстием образует режущие перья. Каждое перо имеет переднюю и заднюю поверхности, а на входе плашки выполнена заборная часть в виде конуса, которая распределяет нагрузку между несколькими витками и позволяет инструменту постепенно врезаться в заготовку.
Рабочее отверстие плашки делится на две зоны. Заборная (режущая) часть — это конус длиной обычно полтора-два витка с каждой стороны, где и происходит основное снятие металла. Калибрующая часть — полные витки в середине плашки, которые зачищают профиль и направляют инструмент по уже нарезанной резьбе. Большинство круглых плашек делают с двусторонней заборной частью, поэтому их можно переворачивать, когда одна сторона изнашивается.
Передний угол на перьях плашки для конструкционных сталей составляет порядка 10–15 градусов, для вязких материалов — больше, для твёрдых и хрупких — меньше. Задний угол на заборной части получается за счёт затылования. Количество стружечных отверстий зависит от диаметра: у мелких плашек их три-четыре, у крупных — пять-шесть и больше. Чем больше перьев, тем плавнее работа, но тем меньше места для стружки.
На наружной поверхности круглой плашки выполнены углубления под стопорные винты плашкодержателя и, как правило, прорезь, позволяющая немного регулировать диаметр резьбы. Именно эти элементы обеспечивают надёжную фиксацию инструмента и передачу крутящего момента без проворота.
Номенклатура плашек достаточно широка. Ниже перечислены типы, которые чаще всего применяются в машиностроении, ремонте и на производстве.
круглые, разрезные, раздвижные (призматические), трубные, шестигранные прогонные, накатные, плашки для левой резьбы
Самый распространённый вариант. Выпускаются для метрической резьбы с крупным и мелким шагом, для дюймовой и трубной резьбы. Используются как вручную, в воротке-плашкодержателе, так и на станках — в резьбонарезных патронах токарных, револьверных и сверлильных станков. Требования к круглым плашкам задаёт ГОСТ 9740.
Имеют сквозной прорез по одной стороне. Это позволяет в небольших пределах сжимать или разжимать плашку регулировочным винтом и тем самым корректировать средний диаметр резьбы. Жёсткость такой плашки ниже, поэтому точность резьбы получается несколько хуже, чем у цельной, зато разрезная плашка удобна при ремонте и подгонке.
Состоят из двух половинок, которые устанавливаются в специальную клуппу. Резьбу нарезают за несколько проходов, постепенно сводя половинки. Такие плашки применяются преимущественно для крупных диаметров и для трубной резьбы при монтажных работах, где нужна универсальность и возможность регулировки.
Внешне похожи на гайку под ключ. Предназначены не для нарезания резьбы с нуля, а для восстановления повреждённой, забитой грязью или краской резьбы. Их можно вращать обычным гаечным ключом в стеснённых условиях, где вороток не помещается.
Резьбу не режут, а формируют пластическим деформированием. Бывают плоские и роликовые, используются на резьбонакатных станках и в накатных головках. Это отдельная технология с высокой производительностью и прочностью резьбы, которой посвящён отдельный материал нашего блога.
Чтобы быстрее сориентироваться, сведём ключевые типы плашек и особенности их применения в таблицу.
| Тип плашки | Основное назначение | Регулировка диаметра | Типичная область |
|---|---|---|---|
| Круглая цельная | Нарезание новой резьбы | Нет | Серийное и единичное производство, ремонт |
| Круглая разрезная | Нарезание и подгонка резьбы | Да, в небольших пределах | Ремонт, мелкосерийные работы |
| Раздвижная | Нарезание за несколько проходов | Да, широкий диапазон | Крупные диаметры, трубы |
| Трубная | Цилиндрическая и коническая трубная резьба | Зависит от конструкции | Трубопроводы, арматура, гидравлика |
| Шестигранная прогонная | Восстановление резьбы | Нет | Автосервис, монтаж |
| Накатная | Формирование резьбы без стружки | Настройка станка | Массовое производство крепежа |
Ресурс плашки и качество получаемой резьбы во многом определяются материалом инструмента и его термической обработкой.
Классический материал для плашек общего назначения — сталь 9ХС. Она хорошо прокаливается, мало деформируется при закалке и обеспечивает твёрдость рабочей части на уровне 59–63 HRC. Плашки из 9ХС подходят для нарезания резьбы в углеродистых и низколегированных конструкционных сталях, чугуне, цветных металлах.
Плашки из быстрорежущих сталей Р6М5 и аналогичных им марок сохраняют твёрдость при нагреве до 600 градусов и выше, поэтому лучше работают на повышенных скоростях и при обработке более прочных материалов. Варианты с добавкой кобальта применяют для нержавеющих и жаропрочных сталей.
Для увеличения стойкости на рабочие поверхности наносят износостойкие покрытия — нитрид титана, карбонитрид титана и другие. Покрытие снижает трение, уменьшает налипание материала заготовки и продлевает срок службы плашки в несколько раз при правильной эксплуатации. Подробнее о технологиях упрочнения можно прочитать в разделе нанесения покрытий.
Плашка формирует профиль резьбы, и её собственная точность напрямую переходит в точность детали. Для метрической резьбы плашки изготавливаются под определённое поле допуска наружной резьбы — чаще всего 6g, реже 8g или 6e.
Плашкой практически невозможно получить резьбу высоких степеней точности, как при шлифовании или точении резцом с последующим контролем. Для крепёжных и общемашиностроительных резьб это не проблема, но для ходовых винтов, точных измерительных узлов и ответственных соединений применяют другие методы — нарезание резцом, фрезерование или шлифование резьбы.
Значительная часть дефектов резьбы связана не с плашкой, а с неправильно подготовленной заготовкой.
Диаметр стержня под наружную резьбу выбирают немного меньше номинального диаметра резьбы. При нарезании металл частично выдавливается к вершинам витков, и, если оставить стержень номинального размера, плашка будет работать с перегрузкой, а резьба получится с сорванными вершинами. Ориентировочно для метрической резьбы с крупным шагом диаметр стержня принимают меньше номинала на 0,1–0,2 мм для мелких размеров и на 0,2–0,4 мм для средних. Для вязких материалов уменьшение делают больше, для хрупких — меньше.
На торце заготовки обязательно снимают фаску под углом около 45 градусов на глубину, немного превышающую высоту профиля резьбы. Фаска облегчает врезание, центрирует плашку и предотвращает выкрашивание первых витков.
Заготовка должна быть очищена от окалины, ржавчины и краски. Абразивные включения быстро тупят режущие кромки, а твёрдая окалина на горячекатаном прутке может привести к выкрашиванию перьев.
Ручное нарезание резьбы выглядит просто, но качество результата определяется аккуратностью на каждом этапе.
Для конструкционной стали подходят сульфофрезол и специальные резьбонарезные пасты, для нержавеющей стали — составы с противозадирными присадками. Чугун часто режут всухую или с обдувом, алюминиевые сплавы — с эмульсией или керосином. Правильная смазка уменьшает усилие резания, улучшает шероховатость витков и защищает плашку от налипания.
На токарных и револьверных станках плашку устанавливают в самоустанавливающийся резьбонарезной патрон, который компенсирует небольшие отклонения соосности и обеспечивает свободное осевое перемещение. Скорость резания для плашек невысока: для стали обычно 2–5 м/мин, для латуни и алюминия — выше. Обратный ход выполняется реверсом шпинделя или с помощью патрона с автоматическим раскрытием.
Если резьба получилась некачественной, причину почти всегда можно определить по характеру дефекта.
Признаки износа — возрастающее усилие при нарезании, ухудшение шероховатости витков, снижение размера резьбы, которое фиксируется калибром. Переточка плашек возможна, но ограничена: затачивают в основном переднюю поверхность по стружечным отверстиям, и делать это нужно на специальной оснастке, чтобы не нарушить геометрию.
Серийные плашки закрывают большинство задач, но на производстве регулярно возникают случаи, когда нужен специальный инструмент:
Изготовление таких плашек включает токарную и фрезерную обработку заготовки, нарезание и шлифование резьбы, сверление стружечных отверстий, термическую обработку с контролем твёрдости и финишную доводку. На каждом этапе важна точность: даже небольшое смещение шага или искажение угла профиля делает резьбу непригодной для сборки. Подробнее о выпускаемом инструменте — на странице плашек.
Плашки остаются простым, недорогим и универсальным способом получения наружной резьбы. Круглые цельные плашки подходят для большинства крепёжных резьб, разрезные и раздвижные дают возможность регулировки, прогонные выручают при ремонте, а накатные открывают путь к массовому производству прочной резьбы без стружки. Качество результата определяется не только самим инструментом, но и подготовкой заготовки, соосностью, смазкой и своевременной заменой изношенной плашки. Если стандартный инструмент не подходит, разумно заказать специальные плашки под конкретную резьбу и материал — это быстро окупается за счёт отсутствия брака и стабильного качества.
