Основные типы резьб и область их применения. Виды резьбы по дереву. Основные характеристики Существующие виды резьбы

Детали, имеющие некое подобие резьбы, известны ещё со времён древнегреческого философа и математика Архимеда (Ἀρχιμήδης - с древнегреческого "главный советник") , жившего в г.Сиракузы на греческом тогда острове Сицилия. Очень редкие, единичные болты, похожие на современные, встречаются в конструкции дверных петель в домах относимых современной официальной историей к Древнему Риму. Это, вроде бы, понятно, говорят современные историки и археологи-реконструкторы: выковать или нанести другим способом вручную винтовую резьбу на деталь крайне сложно и неоправданно трудоёмко - практичнее использовать заклёпки или склейку/сварку/пайку. Собственно, болты и винты с резьбой, идентичные современным, встречаются в старинных механических часах сложной и изящной конструкции и в печатных станках происхождение которых доподлинно неизвестно, но датируемых официальными научными работниками ХV веком, что сомнительно, так как в часах много очень мелких винтов изготовить которые вручную практически невозможно, а первый резьбонарезной станок, по версии тех же официальных историков, изобретен французским умельцем Жаком Бессоном около 100 лет спустя - в 1568 году. Станок приводился в действие ножной педалью. На обрабатываемую заготовку нарезалась резьба с помощью резца, перемещающегося ходовым винтом. В станке была заложена координация поступательного движения резца и вращения заготовки, что достигались с помощью системы шкивов. Только с его появлением стало удобно и возможно широко применять разъёмные соединения "Болт+Гайка", удобство которых заключается в многократной сборке-разборке без потери функциональных качеств.

С конца XVIII века (как было ещё ранее - непонятно) резьбы больших размеров на детали наносились горячей ковкой: по горячей заготовке болта кузнецы ударяли специальным профильным ковочным штампом, молотом или другим формообразующим специальным инструментом. Нарезка более мелких резьб производилась на примитивных токарных станках. Режущие инструменты при этом мастеру приходилось удерживать вручную, поэтому получить одинаковую резьбу постоянного профиля не удавалось. Вследствие этого, болт с гайкой изготавливались парно, и к другому болту данная гайка не подошла бы ― такие резьбовые соединения хранились в свинченном состоянии вплоть до момента их применения.

Настоящий прорыв в изготовлении и применении резьбовых крепёжных деталей связан с Индустриальной революцией, начавшейся в той же последней трети XVIII века в Великобритании. Характерной чертой Индустриальной революции является стремительный рост производительных сил на базе крупной машинной индустрии. Большое количество машин требовало огромного количества крепежа для их производства. Многие известные технические изобретения того времени основаны на применении резьбовых крепежных элементов. Среди них изобретенная Джеймсом Харгривсом прядильная машина периодического прядения и хлопкоочистительная машина Эли Уитни. Также огромными потребителями резьбового крепежа стали растущие с невероятной скоростью железные дороги.

Так как первоначально широкое развитие и распространение резьбовые детали получили в Великой Британии, то и размерность параметров резьбы инженерам-изобретателям всего мира пришлось использовать английскую, довольно странную, и, похоже, что заимствованную у каких-то более ранних инженеров, существование которых очевидно (великолепные соборы стоят и сегодня), но держится в секрете. Называют систему антропомерной: мерилом в ней выступает человек, его ноги, руки, - что кажется нелепым: ведь все люди разные - как применять такую систему при отсутствии налаженного производства мерительного инструмента? Похоже, что авторы объяснения смысла английской системы мер попытались привязать к объяснению знаменитое изречение: "Человек есть мера всего" - одну из надписей на фасаде при входе в храм Аполлона в Дельфах.

Североамериканские Соединённые Государства до конца XVIII века находились в колониальном владении Великой Британии и, поэтому, тоже использовали английскую систему мер.

Базовой единицей английской системы мер является ДЮЙМ . Официальная версия происхождения данной единицы измерения и её названия утверждает, что дюйм (от голландского слова duim - большой палец) - ширина большого пальца взрослого мужчины - опять же, смешно: пальцы у всех разные, а имя и фамилия эталонного мужика не сообщается.

(официальная иллюстрация - должна быть рука, мягко говоря, немаленького мужчины)

По другой версии дюйм происходит от римской единицы меры унция (uncia) , которая была одновременно единицей измерения длины, площади, объёма и веса. Это скорее не универсальная мера, а дробная пропорция каждой из единичных мер, как половина или четверть. В каждой из этих единичных мер унция составляла 1/12 часть большей единицы измерения: длины (1/12 фута), площади (1/12 югера), объёма (1/12 секстария), веса (1/12 либры). Унция дня - это час, а унция года - это месяц.

Получается, если дюйм - это 1/12 фута (в переводе с английского "ступни"), то, исходя из сегодняшнего значения дюйма, ступня должна быть около 30 см длиною, и тогда дюйм получится около 2,5 см. И снова: кем был тот эталонный мужик со "стандартной" ступнёй? История умалчивает.

В какой-то момент основным был признан английский дюйм . Так как многие страны мира были вынуждены в конце ХVIII - начале ХIХ века подчиняться англо-голландскому мировому управлению, то во многих странах были навязаны свои местные "Дюймы", каждый из которых немного отличался по размеру от английского (венский, баварский, прусский, курляндский, рижский, французский и др.). Однако наиболее распространённым всегда являлся английский дюйм , который со временем практически вытеснил все прочие из обихода. Для его обозначения используется двойной (иногда встречается и одинарный) штрих, как в обозначении угловых секунд (″ ), без пробела за числовым значением, например: 2″ (2 дюйма).

На сегодняшний день 1 английский дюйм (далее просто дюйм ) = 25,4 мм .

Критическая проблема, которую не удавалось решить в крепеже вплоть до начала XIX века, ― это отсутствие единообразия среди резьб, нарезаемых на болтах и гайках в разных странах и даже на разных заводах в пределах одной страны.

Вышеупомянутый американский изобретатель хлопкоочистительной машины Эли Уитни высказал еще одну важную идею ― о взаимозаменяемости частей в машинах. Жизненную необходимость воплощения этой идеи он продемонстрировал в 1801 году в Вашингтоне. Перед глазами присутствующих, среди которых находились президент Джон Адамc и вице-президент Томас Джефферсон, Уитни разложил на столе десять одинаковых кучек деталей мушкетов. В каждой кучке находилось по десять деталей. Взяв наугад по одной разной детали из каждой кучки, Уитни быстро собрал один готовый мушкет. Идея была настолько простой и удобной, что вскоре была заимствована многими инженерами и изобретателями во всем мире. На этой идее взаимозаменяемости Э.Уитни, собственно, и построены все действующие на сегодняшний день технические стандарты ГОСТ, ДСТУ, DIN, ISO и другие.

В то же время, в Англии (Великобритании), ведшей постоянное техническое и технологическое соперничество с Францией, как непосредственно, так и на территории своих колоний, давно вынашивалась идея всячески воспрепятствовать продвижению производственного развития и продвижению армии Франции в случае возможного нападения на Англию или английские колонии. Навязывание французам, и всем остальным недругам британской короны, какой-то другой (недюймовой) системы мер при изготовлении деталей машин и механизмов, а в том числе и крепежа, позволило бы Англии "вставить палки в колёса" всемирному распространению только что принятой системы дюймовой взаимозаменяемости и значительно сдержать техническое и технологическое развитие Франции и других своих мировых конкурентов; сделать невозможным ремонт и сборку английской техники и оружия с использованием французских или других неанглийских запчастей. Осуществление этого плана стало возможно после организации Великой Французской Революции под непосредственным руководством английской резидентуры во Франции. Одним из результатов Великой Французской Революции было скорое введение новой метрической системы мер, получившей широкое распространение в конце XVIII ― начале XIX века во Франции. В России метрическая система мер была введена усилиями Дмитрия Ивановича Менделеева, который заменил "Депо образцовых гирь и весов Российской Империи" на "Главную Палату Мер и Весов", удалив таким образом старорусские меры из всеобщего обращения. А получила широкое распространение метрическая система в России,- и можно считать это просто совпадением, ― как и во Франции, после Революции ― Октябрьской.

Основа метрической системы ― МЕТР (считается, что от греческого "мЭ тро"- мера). В чертежах, в документации и в обозначениях резьбовых изделий принято приводить все размеры в миллиметрах (мм).

Авторы новой системы мер условились, что 1 метр = 1000 мм .

Впоследствии, Наполеону, объединившему почти всю Европу, удалось распространить метрическую систему в подчинённых странах. Наполеон не захватывал Великобританию, и англичане продолжают использовать чуждую для остальных европейцев дюймовую систему мер, разделив таким образом сферы влияния и протектората в технико-технологическом укладе мирового сообщества. Такую же позицию занимают и американцы (тоже бывшие англичане). Сами американцы и англичане называют свою систему мер "Imperial" (имперская), а совсем не "дюймовая", как её называем мы. Вместе с американцами "имперскую" систему мер используют и другие "британские колониальные государства": Япония, Канада, Австралия, Новая Зеландия и др. Так что, Британская Империя исчезла только географически, и сегодня провинции Империи продолжают использовать "имперскую" систему мер, а криптоколонии Империи используют метрическую систему мер.

Метрическую систему мер создавали передовые умы того времени, собранные под флагом Великой Французской Революции (всем нам со школы известные учёные Французской академии Наук: Шарль Огюстен де Кулон, Жозеф Луи Лагранж, Пьер-Симон Лаплас, Гаспар Монж, Жан-Шарль де Борд и др.), поэтому всё в этой системе выстроили просто, логично, удобно и подчинённо целым круглым числам. Ну, разве что разбивка времени на секунды, минуты и часы,― досталась нам от древних шумеров с их шестидесятеричной системой счисления,― вносит некоторую нестройность в метрическую систему мер. Или, например, деление круга на 360 градусов. Отголоски шумерской системы счисления сохранились и в делении суток на 24 часа, года на 12 месяцев, и в существовании дюжины как меры количества, а также и в делении фута на 12 дюймов, так как и дюймовая система мер опиралась на гораздо более древнюю шумерскую.

Как ни бился математик-инженер Жан-Шарль де Борд с другими академиками за логичную красоту чисел, чтобы в минуте было 100 секунд, в часе 100 минут, а в сутках 10 часов (даже удалось ввести в обращение новое времяисчисление), но, в итоге, так ничего из этого и не вышло. Удивительные часы с двухстандартным переходным циферблатом приведены на фото.

Вполне логичным представляется создание простейшего размерного ряда метрических резьб с шагом, скажем, 5 мм: ... М5; М10; М15; М20 ... М40 ... М50 ...и т.д. Но! Так как машины и механизмы, уже существовавшие на момент создания метрической системы мер, были привязаны своими габаритами и конфигурацией к дюймовым размерам, то это вызвало необходимость приспосабливаться к существующим присоединительным размерам и габаритам. Отсюда появляются, на первый взгляд, "странные" размеры резьбы: М12 (что, практически, 1/2"- полдюйма), М24 (заменяет резьбу 1"), М36 (это 1 1/2"- полтора дюйма) и т.д.

Международная классификация резьб

На сегодняшний день приняты следующие основные международные стандарты резьбы (перечень далеко не полный ― есть также большое количество неосновных и специальных стандартов резьбы, которые международно приняты к применению):

В настоящее время в зарубежной технике наибольшее распространение получил стандарт резьбы метрический ISO DIN 13:1988 (первая строка в таблице) ― этим стандартом пользуемся и мы (ГОСТ 24705-2004 и ДСТУ ГОСТ 16093:2018 на метрические резьбы являются его родными сыновьями). Однако, в мире используются и другие стандарты.

Причины, по которым международные стандарты резьбы отличаются между собой, уже описаны выше. Также можно добавить, что некоторые стандарты резьб являются специальными, и применение таких резьб ограничено областью применения деталей с этой резьбой (например, трубная резьба, придуманная английским инженером-изобретателем Уитвортом, BSP применяется только в деталях соединений трубопроводов).

Резьба метрическая цилиндрическая

Метрические резьбы, применяемые для крепёжных деталей бывают различные, но самые распространённые ― это резьбы метрические цилиндрические (т.е. деталь с резьбой имеет цилиндрическую форму и диаметр резьбы не изменяется по длине детали) с треугольным профилем с углом профиля 60 0

Далее речь пойдёт только о самой распространённой метрической резьбе ― цилиндрической. В метрической цилиндрической резьбе для обозначение размера резьбы свинчиваемых деталей берётся наружный диаметр резьбы болта. Измерить точно резьбу гайки при этом затруднительно. Для того, чтобы узнать диаметр резьбы гайки, необходимо измерить наружный диаметр соответствующего этой гайке болта (на который она навинчивается).

М ― наружный диаметр резьбы болта (гайки) ― обозначение размера резьбы

Н ― высота профиля метрической резьбы резьбы, Н=0,866025404×Р

Р ― шаг резьбы (расстояние между вершинами профиля резьбы)

d СР - средний диаметр резьбы

d ВН - внутренний диаметр резьбы гайки

d В - внутренний диаметр резьбы болта

Обозначается метрическая резьба латинской буквой М . Резьба может быть крупной, мелкой и особо мелкой. За нормальную принята крупная резьба:

если шаг резьбы крупный, то размер шага не пишется: М2; М16 ― для гайки; М24х90; М90х850 ― для болта;
если шаг резьбы мелкий, то размер шага пишется в обозначении через символ х : М8х1; М16х1,5 ― для гайки; М20х1,5х65; М42х2х330 ― для болта;

Резьба метрическая цилиндрическая может иметь правое и левое направление. Базовым считается правое направление: оно по умолчанию не обозначается. Если направление резьбы левое, то после обозначения ставится символ LH : М16LH; М22х1,5LH ― для гайки; М27х2LHх400; М36LHх220 ― для болта;

Точность и поле допуска метрической резьбы

Метрическая цилиндрическая резьба различается по точности изготовления и делится на классы точности. Классы точности и поля допусков метрической цилиндрической резьбы приведены в таблице:

Класс точности	Поле допуска для резьбы
Класс точности	наружной: болт, винт, шпилька					внутренней: гайка
Точный				4g	4h	4H	5H
Средний	6d	6e	6f	6g	6h	6G	6H
Грубый				8g	8h	7G	7H

Наиболее распространен класс точности средний с полями допуска резьбы: 6g ― для болта (винта, шпильки) и 6Н ― для гайки; такие допуски легко выдерживаются в производстве при изготовлении резьбы методом накатки на резьбонакатных станках. Обозначается через тире после размера резьбы: М8-6gx20; M20x1,5-6gx55 ― для болта; М10-6Н; М30х2LH-6Н ― для гайки.

Диаметры и шаги метрической резьбы

Все диаметры метрической резьбы поделены на три условных ряда по степени предпочтения и применяемости (см. таблицу далее): наиболее распространены резьбы из 1-го ряда, наименее рекомендуемые к использованию резьбы метрические из 3-го ряда (они имеют очень узкую область использования и редко встречаются в машиностроении). Таким образом, чтобы максимально избежать проблем с крепёжными резьбовыми комплектующими при сборке, эксплуатации и последующем ремонте, инженерам-конструкторам рекомендуется закладывать в конструкцию машин и механизмов резьбы из 1-го ряда. Также каждому диаметру метрической резьбы соответствует несколько шагов: крупный ― основной шаг для применения; мелкий ― дополнительный шаг для регулировочного и высокопрочного крепежа; особо мелкие ― наименее рекомендуемые к применению. В свою очередь, инструментальная промышленность выпускает в наибольшем количестве резьбонарезной инструмент для метрической резьбы из 1-го ряда с крупным шагом резьбы. А наиболее труднонаходимые, порой почти эксклюзивные и дорогие, резьбонарезающие инструменты для резьбы из 3-го ряда с мелким и особо мелким шагом.

Как определить шаг метрической резьбы

самый простой способ ― измерить длину десяти витков и разделить на 10.

можно воспользоваться специальным инструментом ― резьбомером метрическим.

В следующей таблице приведен перечень диаметров метрической резьбы и соответствующих каждому диаметру шагов резьбы.

Дюймовые резьбы

Как уже упоминалось ранее, родиной стандартизованной резьбы можно считать Великобританию с её английской системой мер. Самый выдающийся английский инженер-изобретатель, озаботившийся наведением порядка с резьбовыми деталями, это Джозеф Уитворт (Joseph Whitworth ), или Джозеф Витворт, так тоже правильно. Уитворт оказался талантливым и очень деятельным инженером; настолько активным и предприимчивым, что разработанный им в 1841 году первый резьбовой стандарт BSW был утверждён к всеобщему применению на государственном уровне в 1881 году. К этому моменту резьба BSW стала самой распространенной дюймовой резьбой не только в Великобритании, но и в Европе. Плодотворный Дж. Уитворт разработал ещё целый ряд других стандартов дюймовых резьб специального применения; некоторые из них широко применяются и по сей день.

Поначалу резьба BSW нашла применение и в Соединённых Штатах Америки. Однако интенсивная индустриализация в США требовала много резьбового крепежа, а резьба Уитворта была технически сложной при массовом производстве, как и металлорежущие инструменты для неё. В 1864 году американский промышленник-производитель металлорежущего инструмента и крепежа Уильям Селлерс предложил упростить резьбу BSW путём изменения угла и формы профиля резьбы, что приводило к удешевлению и упрощению производства резьбового крепежа. Институт Франклина принял систему У. Селлерса и рекомендовал её в качестве государственного стандарта. К концу ХIX века американская дюймовая резьба распространилась и в Европе, и даже частично вытеснила английскую, благодаря более низкой себестоимости производства крепежа. Несовместимость резьб Уитворта и Селлерса стала причиной многих технических осложнений в начале ХХ века. В результате, в 1948 году приняли и утвердили международную Унифицированную систему дюймовых резьб, которая включала элементы как резьбы Уитворта, так и резьбы Селлерса ― самые основные дюймовые резьбы этой системы UNC и UNF актуальны и сейчас.

Как разобраться с дюймовыми резьбами

Для человека, воспитанного в метрической системе мер, проще всего разобраться с дюймовыми резьбами, измерив штангенциркулем в миллиметрах наружный диаметр резьбы, внутренний диаметр и шаг резьбы (измеряется в числе витков на дюйм). Измерять необходимо с точностью до десятых и сотых долей миллиметра. Затем необходимо по справочным таблицам дюймовых резьб (основные приводятся далее) подобрать совпадение полученной комбинации. Таким способом, при наличии справочных таблиц и штангенциркуля, можно легко разобраться с идентификацией того или иного дюймового крепежа, как гаек, так и болтов, винтов.

Как определить шаг дюймовой резьбы

Как мы уже знаем, 1 дюйм достаточно неудобная и сравнительно большая величина. Поэтому сэру Джозефу Уитворту показалось затруднительным точно измерить в долях дюйма расстояние между вершинами профиля резьбы (как мы это делаем с метрической резьбой), и, он решил, что самым простым и достаточно точным параметром шага резьбы будет не расстояние между вершинами профиля, а количество витков резьбы, которое помещается в 1 дюйм длины резьбы ― витки можно посчитать даже визуально.

Так по сей день и определяют шаг любой дюймовой резьбы ― в количестве витков на дюйм.

Значит, первый способ ― приложить к резьбе дюймовую линейку (подойдёт и обычная метрическая с отметкой на 25,4 мм) и посчитать количество витков, которое помещается в 1 дюйм (25,4 мм). На примере показана дюймовая резьба с шагом 18 витков на дюйм.

второй способ ― можно воспользоваться специальным инструментом ― резьбомером для дюймовой резьбы (правда, необходимо знать какую дюймовую резьбу Вы собираетесь измерить, так как английская и американская дюймовые резьбы отличаются по углу профиля резьбы: 55° и 60°)

Дюймовая английская цилиндрическая резьба Уитворта BSW (British Standard Whitworth)

Это цилиндрическая дюймовая резьба с крупным шагом, предусмотренная Дж. Уитвортом для общего применения. Идея Дж. Уитворта состояла в том, что он предлагал раз и навсегда закрепить для болтов и винтов одного типа и размера строго определённые параметры резьбы: профиль, шаг и высота профиля резьбы. Основываясь на собственном опыте и умозаключениях, Дж. Уитворт настаивал, чтобы угол профиля резьбы (угол между сторонами соседних витков) был равен 55°. Вершины витков резьбы и основания впадин резьбы должны быть закруглены на 1/6 высоты исходного профиля ― таким образом Уитворт хотел достичь плотности (герметичности) резьбы и повысить её прочность, увеличив площадь контакта болта и гайки. Шаг резьбы должен определяться числом витков резьбы на один дюйм длины резьбы; при этом число витков резьбы на 1 дюйм не должно быть постоянным для всех диаметров резьбы, а должно зависеть от диаметра резьбы болта или винта: чем меньше диаметр, тем больше витков резьбы на дюйм, чем больше диаметр резьбы, тем, соответственно, меньше число витков на дюйм длины резьбы.

W , после которой ставится размер наружного диаметра болта, измеренный в дюймах:

обозначение гайки: W 1/4” (гайка с дюймовой резьбой Уитворта одна четвёртая дюйма);
обозначение болта (винта): W 3/4” х1 1/2” (болт с дюймовой резьбой Уитворта три четвёртых дюйма длиною полтора (один и одна вторая) дюйма).

BSW "Диаметр сверления, мм"

Несмотря на то, что все провинции Британской Империи уже давно пользуются унифицированной дюймовой резьбой UNC, заменившей BSW, в метрополии англичане и по сей день не отказались от устаревшей резьбы Уитворта.

Дюймовая английская цилиндрическая мелкая резьба Уитворта BSF (British Standard Whitworth Fine Thread)

Дюймовая цилиндрическая мелкая резьба BSF была очень распространена до 50-х годов ХХ века, наряду с резьбой BSW . Применялась для изготовления точного и высокопрочного крепежа. Впоследствии ей на смену пришла унифицированная дюймовая мелкая резьба UNF. Хотя, англичане пользуются резьбой BSF и в наше время.

Обозначается латинскими буквами BSF , после которых ставится размер наружного диаметра болта, измеренный в дюймах:

обозначение гайки: BSF 1/4” (гайка с дюймовой мелкой резьбой Уитворта одна четвёртая дюйма);
обозначение болта (винта): BSF 3/4” х1 1/2” (болт с дюймовой мелкой резьбой Уитворта три четвёртых дюйма длиною полтора (один и одна вторая) дюйма).

Параметры в миллиметрах резьбы BSF приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

Дюймовая английская цилиндрическая несамоуплотняющаяся трубная резьба Уитворта BSP (British Standard Whitworth Pipe Thread)

Стоит обязательно упомянуть трубную резьбу Уитворта, так как она с момента изобретения и до настоящего времени имеет широчайшее применение во всём мире для деталей резьбовых соединений трубопроводов: сгонов, преходов, фитингов, муфт, двойников, тройников, и др.; а также для трубопроводной арматуры: краны, вентили и др.

На постсоветском пространстве действует адаптированный советскими инженерами стандарт трубной цилиндрической резьбы Уитворта BSP ― это резьба по ГОСТ 6357-81 .

Обозначается латинской буквой G , после которой ставится числовое значение условного прохода трубы в дюймах (это число не является ни наружным, ни внутренним диаметром резьбы или трубы):

обозначение контргайки: G 1/4” (контргайка с дюймовой трубной цилиндрической резьбой Уитворта на трубу с условным проходным диаметром одна четвёртая дюйма); Та же самая контргайка в отечественном машиностроении обозначается: Ду8 (контргайка на трубу с условным проходом 8 мм)

Тут необходимо прояснить ситуацию с обозначением размера трубной резьбы BSP. Трубы обозначаются "условным проходом трубы" или "номинальным диаметром трубы", которые слабо связаны с действительными реальными размерами трубы. Например, возьмём стальную трубу 2" (двухдюймовую): измерив её внутренний диаметр и переведя в дюймы, мы с удивлением выясним, что он составляет около 2⅛ дюйма, а её наружный диаметр составит около 2⅝ дюйма ― такая вот нелепица!.

Как определить настоящий диаметр трубы?

К сожалению, не существует какой-либо формулы для перевода "трубных дюймов" в миллиметры или в "обычные" дюймы с целью узнать реальный наружный или внутренний диаметр трубы. Для определения соответствия "условного дюймового диаметра", "наружного диаметра трубы" и "диаметра трубной резьбы" необходимо пользоваться справочной литературой и нормативной документацией (стандартами).

Ниже приведена таблица, которая составлена путём объединения известных стандартов воедино (может быть, она и неполная, но сможет помочь с определением трубной резьбы BSP; для контргаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы)

Дюймовая унифицированная цилиндрическая крупная резьба UNC (Unified National Coarse Thread)

Цилиндрическая дюймовая резьба UNC , в окончательном виде, была разработана Американским национальным институтом стандартов (ANSI / ISO ) и стала международным стандартом дюймовой резьбы с крупным шагом, и, фактически, представляет из себя воплощение технических идей американского промышленника Селлерса по усовершенствованию резьбы Уитворта. Усовершенствования, по сути, свелись к изменению угла профиля с неудобных 55° на 60° и к отказу от скруглений на вершинах профиля резьбы, ― теперь поверхность вершин стала плоской и составляет 1/8 шага резьбы. Впадины могут быть тоже плоскими, но предпочтительны скруглённые.

Резьба UNC в настоящее время является самой распространённой в мире дюймовой резьбой и рекомендуется как предпочтительная для применения.

Принятое обозначение дюймовой крупной резьбы UNC включает в себя буквенное указание типа резьбы (собственно UNC ) и номинальный диаметр резьбы в дюймах. Дополнительно в обозначении могут быть приведены: шаг резьбы, указанный через тире (TPI ― threads per inch ― число витков на дюйм ), направление (левое или правое). Дюймовые крупные резьбы UNC размером меньше, чем 1/4”, в связи с затруднениями при их измерении, принято обозначать номерами от №1 до №12, с указанием через тире шага резьбы, измеряемом в количестве витков на дюйм.

1/4” – 20UNСх2 1/2”

UNС - тип резьбы ― унифицированная дюймовая резьба с крупным шагом
1/4” UNС 6,35 мм 5,35 мм )
20
2 1/2” 63,5 мм )

Параметры в миллиметрах резьбы UNC приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

Дюймовая унифицированная цилиндрическая мелкая резьба UNF (Unified National Fine Thread)

Резьба UNF ― цилиндрическая дюймовая резьба с мелким шагом, используемая для регулировочного и высокопрочного крепежа.

Резьба UNF , наряду с резьбой UNC, в настоящее время является самой распространённой в мире дюймовой резьбой и также рекомендуется как предпочтительная для применения в случаях, когда требуется более мелкий шаг резьбы.

Обозначение дюймовой мелкой резьбы UNF аналогично обозначению резьбы UNC и также включает в себя буквенное обозначение типа резьбы и номинальный диаметр в дюймах. Дополнительно в обозначении могут быть приведены: шаг резьбы, указанный через тире (TPI ― threads per inch ― число витков на дюйм ), направление (левое, правое). Резьбы UNF размером меньше 1/4”, в связи с затруднениями при их измерении, принято обозначать номерами, от №0 до №12, с указанием через тире шага резьбы в количестве витков на дюйм.

Например: Обозначение болта с дюймовой резьбой 1/4” – 28UNFх2 1/2”

UNF - тип резьбы ― унифицированная дюймовая резьба с мелким шагом
1/4” ― обозначение диаметра резьбы (по таблице резьбы UNF , приведенной ниже, для болта наружный диаметр резьбы соответствует 6,35 мм , для гайки ― диаметр отверстия внутри гайки соответствует 5,5 мм )
28 ― шаг резьбы, измеренный в количестве витков на дюйм длины резьбы (количество витков, которое помещается в 25,4 мм)
2 1/2” ― длина болта в дюймах (приблизительно соответствует 63,5 мм )

Параметры в миллиметрах резьбы UNF приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

Дюймовая унифицированная цилиндрическая особо мелкая резьба UNEF (Unified National Extra Fine Thread)

Резьба UNEF ― цилиндрическая дюймовая резьба с особо мелким шагом, используемая для высокоточного крепежа и резьбовых деталей точных механизмов ― специальная дюймовая резьба.

Обозначается аналогично резьбам UNF и UNC .

Параметры в миллиметрах резьбы UNEF приведены в следующей таблице (для гаек ― смотрите столбец "Диаметр сверления, мм" ― это диаметр внутреннего отверстия гайки для нарезания резьбы).

Существуют также другие стандарты на дюймовые резьбы, но они являются специальными, узкоспециальными, редкоиспользуемыми и не рекомендуются к применению, ― поэтому приводить их и не будем.

У каждого народа - своя культура, быт, традиции. Но всех объединяет одно - стремление к прекрасному. И если у древнего человека при обустройстве жилья была единственная цель - скрыться от непогоды и диких животных, то с переходом к оседлой жизни меняются приоритеты: развитие науки и культуры ведет к обустройству быта, жилье украшается. Развитие ремесел в той или иной местности зависит от наличия материалов и ископаемых. Так, в районе северных морей, где основными промыслами являются рыбалка и охота, зарождается резьба по моржовой кости. В горных районах с большими запасами руды развивается кузнечное дело. Лесные регионы богаты древесиной. Издавна она используется для строительства жилья и обустройства быта. Заканчивая полевые работы, крестьяне, чтобы скоротать долгие зимние вечера, занимаются резьбой по дереву. Со временем увлекательное хобби превращается в основное ремесло.

Многие достигают в этом небывалого мастерства. Изделия мастеров вправе соперничать с произведениями именитых художников. Да и зачем сравнивать? При помощи нехитрого инструмента и фантазии руки мастера из самой обычной древесины создают необыкновенные и редкие шедевры. Художественная резьба по дереву - явление поистине уникальное.

Резьба по дереву: основные виды

Со временем этот вид прикладного искусства не только не утратил свою популярность, но и наоборот, получил развитие. В зависимости от типа используемых материалов и способа их обработки выделяются новые виды резьбы по дереву: рельефная, плоскорельефная, скульптурная, плосковыемчатая и пропильная. Основное отличие состоит в расположении узора по отношению к поверхности или фону работы. У каждого из этих видов - свои приемы выполнения, задачи и конечный результат. Остановимся на каждом из них подробнее.

Пропильная резьба

Это один из способов резьбы, когда с полотна полностью удаляется фон. Он имеет и другие названия: прорезная или сквозная резьба по дереву.

Этот термин точно описывает процесс обработки дерева. Здесь прекрасно сочетается геометрическая резьба и рельеф. Это один из древнейших приемов, он требует определенного мастерства и сноровки, как, например, ажурная сквозная резьба. Техника здесь следующая: заготовку закрепляют, расчерчивают, наносят основной рисунок и просверливают отверстия для пилы. По контуру производят опиловку и последующую подготовку материала для работы: снятие фаски стамеской и зачистку заготовки шкуркой. Создается эффект воздушности, легкости, невесомости. Работа настолько тонкая и изящная, что иногда трудно поверить в то, что использовалась древесина.

Плоскорельефная резьба

Все виды резьбы по дереву отличаются своим отношением к фону: он либо отсутствует, либо находится в одной плоскости с рисунком, или же утоплен на несколько миллиметров вовнутрь. Фоном служит поверхность изделий, которую украшают геометрические фигуры или растительный узор. В данном случае он вокруг поверхности рисунка удаляется и врезается на 5-7 миллиметров вглубь полотна. Выполняется работа таким образом, что фон и рисунок находятся как в одной плоскости, но при этом выглядят объемными, так и в разных: рисунок приподнимается над фоном за счет углублений по его контуру, но при этом все детали находятся на одинаковой высоте. В этом стиле обычно изображают фигурки людей, животных и птиц, элементы растительного мира. Все зависит от задумки мастера и техники исполнения. Чаще всего плоскорельефная резьба используется в архитектуре и прикладном искусстве.

Рельефная резьба

Все виды резьбы по дереву требуют определенной сноровки и мастерства. Начинать нужно с самых простых узоров. Чтобы правильно понять суть каждого элемента, новичку все новые и более сложные детали лучше воспроизводить из пластилина, а потом приступать к обработке древесины. Это касается и рельефной резьбы.

Она по праву считается наиболее живописной. Это рисунок, высеченный в древесине, обработанный по всей поверхности и выпуклый относительно фона. В качестве идеи могут использоваться изображения флоры и фауны, вензеля, различные символы, геометрические фигуры. Качество готового изделия напрямую зависит от выбора древесины. В этом случае хороши в использовании береза, дуб, бук. Их древесина дает возможность четко проработать каждый элемент вплоть до мельчайших деталей, четко выделить контуры. Фон в этом случае срезается, чтобы занизить все детали орнамента по отношению к основному рисунку на всех одинаковых точках его частей. Далее на пониженных участках орнамент восстанавливается. Затем подбирается и шлифуется фон. Это достаточно трудоемкая техника. Поэтому требует терпения и определенного опыта.

Скульптурная резьба

Рассматривая основные виды резьбы по дереву, нельзя оставить без внимания скульптурную.

Этот способ обработки древесины позволяет создавать объемные изображения без фона - скульптуры, которые можно рассмотреть со всех сторон. Используется техника в основном в процессе изготовления сувениров, игрушек, предметов быта, для украшения интерьера.

Плоскостная резьба

Отличительной чертой этого вида обработки древесины является нанесение орнамента на плоскую поверхность. В зависимости от характера нанесения узора это может быть плосковыемчатая резьба, то есть рисунок выводится в виде выемок, углублений, и плоскорельефная, когда орнамент выступает над поверхностью.

Каждый из этих видов подразделяют на несколько подвидов, среди которых есть и плосковыемчатая геометрическая резьба. Этот вид - один из самых простых. Издавна он используется в декоре различной домашней утвари с плоской поверхностью: разделочных досок, деревянной посуды, мебели. Из инструментов применяется только нож-косяк, а в качестве рисунка используются геометрические фигуры: квадрат, ромб, треугольник, круг, овал и их сочетания. Интересно то, в древности геометрическая резьба использовалась не как простое украшение. Каждый элемент носил символический характер, служил в качестве оберега.

Итак, мы рассмотрели основные виды резьбы по дереву. Конечно, это материал не одной статьи. И даже не одной книги. Опыт мастеров передается из поколения в поколение на протяжении многих веков. Что-то, к сожалению, утрачено, а что-то сохранилось, видоизменилось и переросло в новую отрасль. А это уже хороший признак. Он еще раз доказывает, что данный вид продолжает развиваться. И сегодня он не менее популярен, чем несколько столетий назад.

Техника обработки дерева уже в X – XII вв. была достаточно развита. Большая часть построек и деревянных резных изделий, показывающих значительное мастерство плотников, резчиков, токарей и столяров, дошла до нас уже от XIX в.

Виды резьбы

Домовая (корабельная) резьба

В 20 -30-е годы XIX в. в крестьянском зодчестве Горьковской области и Среднего Поволжья распространилась так называемая глухая рельефная резьба. Это резьба с непрорезанным (глухим) фоном и высоким рельефом узора. На избы она перешла с волжских судов.

Домовая (корабельная) резьба имеет свободный характер. По всей доске обычно располагается богато и свободно разработанный растительный рисунок, листья завиваются крутыми встречными спиралями, их соединяют и одновременно разделяют изображения многолепесткового цветка, видимого как бы сверху, так что все лепестки располагаются по кругу или вписываются в круг.

Глухая рельефная резьба в XIX и первой половине XX в. применялись для украшения мебели – шкафов, столов, рам для зеркал, футляров для напольных и настенных часов.

Мастер резчик должен владеть всеми видами резьбы, в том числе и теми, которые применяются крайне редко.

Ажурная резьба

В середине и во второй половине XIX в. в русских деревянных постройках, как в сельских, так и городских, большое распространение получила ажурная, пропильная резьба, выполняемая при помощи тонкой пилки – лобзика.

Ажурная пропильная резьба украшает фронтоны домов, покрывает наличники окон, обрамление входов и пр.

Ажурная резьба очень эффективна, она походит на деревянное кружево. В ажурную резьбу перешли многие орнаментально-декоративные мотивы русской глухой, рельефной резьбы. Встречаются в пропильной резьбе и условные, обобщенные, геометризованные изображения женских фигур, очень похожие на изображения в русской народной вышивке и в кружеве.

Дома с сохранившейся еще с прошлого века ажурной резьбой можно встретить во многих городах нашей страны. Особенно много старинных зданий с резным убранством в сибирском городе Томске.

Народным мастерам всегда было присуще чувство меры, потому ажурной резьбой украшались лишь отдельные части здания: наличники окон и дверей, причелины, торцовые доски. В солнечные дни, когда тень от прорезных наличников темным кружевом покрывает гладкие стены домов, выразительность ажурной резьбы усиливается. Но даже в пасмурные дни детали резьбы четким узором выделяются на общем фоне деревянного строения.

Но не только ради красоты пришивали плотники к дому всевозможные накладные детали. Каждая из них имеет определенное практическое назначение. Например, причелина - это доска, прикрывающая концы торчащих из-под кровли слег, чтобы в их торцы. не проникала влага, разрушающая дерево.

То же назначение имеет торцовая доска, которую прибивали к торцам бревенчатого сруба. Наличник окна закрывает стык между обвязкой оконного переплета и бревнами сруба. В северорусских избах стык двух причелин закрывали так называемой кистью, нижний конец которой декорировали ажурной резьбой. Резными делали и так называемые полотенца - нижние концы причелин, выступающие из-под крыши.

В наше время ажурная домовая резьба продолжает применяться для украшения сельских деревянных домов, дачных домиков, беседок, навесов, теремков на детских площадках.

Для выполнения ажурной резьбы потребуются обычные плотницкие и столярные инструменты, а при отделке - резчицкие.

Основной инструмент, применяемый для сверления отверстий в доске,- коловорот. Им в основном сверлят крупные отверстия. Это надежный, проверенный в работе столярный инструмент. Более удобен коловорот с трещоткой, позволяющей поворотом кольца стопорить патрон и изменять направление его вращения при зажиме или освобождении от сверла.

Инструменты для сверления древесины:

коловорот,
сверлилка и плоские центровые сверла,
державка со сменными плоскими сверлами

Отверстия диаметром от 10 мм и более сверлят с помощью специальных плоских сверл - перок. Кроме обычных перок, в продаже бывают универсальные со съемными режущими пластинками. В комплект входит 7 сверл шириной 14, 16, 18, 20, 22, 25 и 32 мм. Если нет возможности приобрести плоские сверла для дерева в магазине, их можно сделать своими руками. Пластинки с режущими кромками изготовьте из полотна старой пилы толщиной 1,5-2 мм, которое достаточно легко можно обрабатывать напильником.

При раскрое полотно ломают по нанесенным глубоким рискам. Риски наносят шабером, напильником или каким-либо другим инструментом из твердого металла. Державку изготовьте из болта или прутка диаметром 8 мм.

Закрепив стержень в тисках, ножовкой для металла сделайте пропил со стороны торца. Перпендикулярно к пропилу просверлите отверстие. В пластинке на соответствующем, расстоянии от верхнего края пробейте пробойником отверстие.

Пластинку соедините с державкой заклепкой. Если хотите сделать державку универсальной, нарежьте в ее отверстии резьбу и подберите соответствующий стопорный винт. Универсальную державку зажимают в патроне коловорота постоянно, а при сверлении отверстий разного диаметра меняют только сверла-пластинки. Перед началом сверления центр будущего отверстия намечают шилом.

Мелкие отверстия сверлят дрелью или сверлилкой. Если вы незнакомы со сверлилкой, посмотрите на рисунок, где она изображена.

Часто ажурную резьбу называют пропильной, так как техника ее основана на пропиливании фигурных проемов в доске. Пилы для выпиливания криволинейных заготовок по внешнему контуру называются поворотными или выкружными. Ширина полотна выкружнои лучковой пилы от 4 до 15 мм.

Узкие полотна применяют при выпиливании заготовок, имеющих крутые линии изгиба, а более широкие - в крупных, с плавными, слегка изогнутыми или прямыми контурами. В отличие От обычной столярной лучковой пилы полотно выкружнои должно поворачиваться. Это дает возможность делать пропилы в разных направлениях, почти не изменяя положения станка пилы.

Станок выкружнои лучковой пилы можно изготовить самим из древесины березы или бука. В зависимости от величины выпиливаемых заготовок и длины имеющихся у вас полотен лучковые пилы могут иметь самые различные размеры. Выкружная пила состоит из двух стоек, которые вставляют в проушины, выдолбленные в утолщенных концах распорки. В нижних частях стоек сверлят отверстия, в которые вставляют выточенные на токарном станке ручки-колки. Ручки должны вращаться с некоторым усилием.

С противоположной стороны на торце каждой ручки делают продольные пропилы, в которые вставляют полотно. Натяжение полотна происходит за счет скручивания закруткой тетивы, стягивающей верхние концы распорок. Тетиву делают из 10-1 2 витков пенькового или льняного шпагата. Вместо шпагата для стягивания верхних концов стоек применяют также пруток с нарезанной с обеих концов резьбой.

Пруток пропускают через отверстия в стойках и, надев металлические шайбы, навинчивают с двух сторон гайки-барашки. Стойки у самодельной выкружной пилы обычно делают удлиненными - это дает возможность выпиливать кривые линии на значительном удалении от края доски. А полотно пилы вместе с распоркой укорачивают. Такой пилой намного удобнее работать, чем стандартной.

Все пилы в основном имеют три вида зубьев: равнобедренные, прямоугольные и наклонные. Если пила предназначена для распиливания древесины поперек волокон, то зубья у нее должны быть равнобедренными треугольниками, если же вдоль, то наклонными.

Выкружная пила , передвигаясь по кривым линиям, пересекает волокна древесины под самыми разными углами. Какую же форму зуба должна иметь выкружная пила? Наиболее универсальной оказалась пила с прямоугольной формой зуба, когда одна из его кромок расположена под прямым углом к полотну. Чтобы увеличить маневренность и легкость хода выкружной пилы, развод зубьев нужно делать довольно большим.

Криволинейные заготовки из дощечек толщиной не более 10 мм выпиливают небольшой выкружной ножовкой или лобзиком.

Основной инструмент для выпиливания в заготовке внутренних проемов - пилы-ножовки с узкими полотнами, имеющими форму клиньев, так называемые курковки. Курковками можно выпиливать заготовки и по внешнему контуру. Кроме обычных курковок разных размеров, применяются универсальные со съемными полотнами.

Толщина полотен курковок 1,5 мм, длина 325-530 мм, ширина у ручки 20-40 мм, форма зубьев прямоугольная. Разводят пилу через один зуб: четные зубья вправо, а нечетные влево. Затачивают вразноточку, то есть вначале через один зуб с одной стороны, а затем, повернув полотно - с другой стороны.

Если курковку не удалось купить, ее изготавливают своими руками из обычной ножовки или полотна старой пилы толщиной 1,5 мм. Полотно ножовки обрезают так, чтобы получился вытянутый острый клин.

Если зубья используемой ножовки имеют прямоугольную форму, то лишний металл отрезают со стороны обушка, если же они иной формы, то обрезать нужно ту часть полотна, на которой расположены зубья, с тем чтобы потом на этой кромке выпилить новые зубья. Разрезать полотно можно следующим образом.

Зажмите полотно в тисках между двумя дощечками так, чтобы выступала только та часть, которую следует отрезать. Вдоль кромок дощечек по полотну несколько раз проведите кончиком шабера, пока не образуется достаточно глубокая риска. Такую же риску нанесите с другой стороны полотна.

Затем ударами молотка согните выступающую часть полотна. Обычно полотно легко переламывается точно по риске. Получившийся при этом шероховатый излом выровняйте напильником.

Полотно укрепите струбцинами на верстаке. Чтобы ненароком не задеть напильником зубья, вдоль них на верстаке прибейте металлическую пластинку толщиной 3-4 мм.

Вначале несколькими проходами напильника снимите металл с одной стороны полотна, а затем с другой. Обычно до строгания поперечное сечение пилы имеет форму прямоугольника, а после - форму острого треугольника или сильно вытянутой трапеции.

При пилении обушок такого полотна не зажимается древесными волокнами и пила легко продвигается в пропиле. Чем шире пропил, образуемый пилой, тем легче изменить направление движения полотна. Особенно это необходимо при выпиливании крутых изгибов. Чтобы получить широкий пропил, полотно пилы хорошо разводят.

Для ажурной резьбы используют доски толщиной 15-25 мм из осины, сосны, березы и ольхи. Поскольку на открытом воздухе древесина березы поражается грибками, вырезанные из нее ажурные узоры обязательно покрывают защитным слоем масляной краски. При выборе материала надо заготавливать хорошо просушенные доски без трещин, покоробленности и с минимальным количеством сучков. Гладкую поверхность досок получают строганием.

Обычно любой пропильной узор состоит из нескольких повторяющихся элементов. Для каждого из них нужно вырезать шаблон в натуральную величину из толстого плотного картона, текстолита, фанеры. Шаблон из картона несколько раз пропитайте олифой и просушите в течение суток. На нашем рисунке изображен шаблон 5-образного завитка - наиболее характерного элемента домовой резьбы.

При выпиливании линий с различной крутизной в работе попеременно участвуют разные участки полотна. Очень крутые линии с маленьким радиусом закругления выпиливают кончиком курковки, то есть самой узкой ее частью.

По мере уменьшения крутизны линии в работу вступает средняя часть пилы, а если пропиливаемая линия почти прямая, в работу включается широкая часть пилы, расположенная ближе к ручке. После выпиливания проемов на резной доске устраните всевозможные огрехи и неточности ножом с узким лезвием и стамесками.

Геометрическая резьба

Геометрическая резьба разнообразна по своим приемам и тому зрительному эффекту, который она производит. Здесь различается наиболее применявшаяся трехгранно - выемчатая резьба, само название которой говорит о том, что основу ее составляют различные по размерам выемки, каждая из которых имеет три грани.

За ней идет резьба ногтевидная, в виде углубленных лунок, и резьба контурная. Все разнообразие порезки на том или ином предмете достигалось бесконечным комбинированием и варьированием этих основных приемов.

В настоящее время геометрическая резьба перешла на новые предметы: шкатулки, коробочки, ковши.

Геометрическая резьба - один из самых древних видов резьбы по дереву, при которой изображаемые фигуры имеют геометрическую форму в различных комбинациях. Выполняется такая резьба в виде прямолинейных и дугообразных элементов ножом-косяком и полукруглыми стамесками. Этот вид резьбы популярен из-за простоты выполнения, небольшого набора инструментов, используемых при работе. В то же время эта резьба не требует, как при рельефной резьбе, специальных знаний теории рисунка. Еще одним преимуществом геометрической резьбы является небольшая глубина резного рисунка, не нарушающая композицию самого изделия.

Геометрическая резьба состоит из целого ряда элементов, образующих различные орнаментальные композиции. Квадраты, треугольники, трапеции, ромбы и прямоугольники – это арсенал геометрических элементов, которые дают возможность создавать оригинальные композиции с богатой игрой светотеней.

Основные виды узоров в геометрической резьбе:

а. Цепочка

б. Змейка
в. Соты (квадраты)
г. Змейка с зигзагом
д. Соты (ромбы)
е. Елочки

Плоскорельефная резьба

Вторым важнейшим видом резьбы, очень древним по своему происхождению и широко распространенным, была плоскорельефная резьба. Само название резьбы показывает, что основу ее составляет плоский рельеф.

Это значит, что рисунок, обыкновенно свободный растительный, выявляется на поверхности доски или бытовой вещи путем выбирания, т.е. углубления фона вокруг будущего узора. Фон углубляется ненамного (0.5-1см), сам рисунок остается на одном уровне с доской.

Чтобы придать ему большую живость и мягкость, края выявленного таким образом узора, главным образом изображений листьев, ягод, птиц и животных, немного округляются или заоваливаются.

Скульптурная резьба

Наряду с плоскорельефной и высокорельефной резьбой (домовой, корабельной) большое распространение получила резьба объемная, скульптурная.

В старину вырезались мастерами – резчиками, обыкновенно из целой деревянной колоды, ульи в виде человеческих или звериных фигур.

Скульптура – один из видов изобразительного искусства, задачей которого является в пластически выразительных формах воссоздать образы людей, животных, значительные общественные и исторические события.

Прорезная резьба по дереву

В течение многих столетий русские мастера с помощью ножа и топора возводили деревянные дворцы, церкви, крестьянские избы, создавали предметы домашней утвари, украшенные резными узорами. В результате сложились определенные традиции, виды и техника резьбы по дереву. Наибольшее распространие, в силу своей относительной простоты, получила прорезная резьба.

Прорезная резьба по дереву - это резьба с полностью выбранным фоном. Она может быть геометрической, контурной, заоваленной, при хорошем и чистом исполнении придает изделию ажурность и легкость, особенно наличникам, карнизам и ограждениям.

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

Фон в прорезной резьбе раньше удаляли долотом или пилой, сейчас же на смену им пришел электролобзик. В последнем случае резьбу называют пропильной. Так как эта операция 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..

Выпиливать орнамент прорезной или накладной резьбы легче, чем выбирать фон с надрезкой контуров в глухой резьбе. Края орнамента не всегда получаются ровными и чистыми, поэтому, их закругляют, срезая узкую фаску по краям или выбирают узкие -галтели-углубления. Особенно тщательного выполнения домовая резьба не требует, поскольку она чаще смотрится издалека.

Домовую резьбу в основном выполняют пилением и сверлением. Следы, оставленные инструментом, зачищают редко, задиры древесины часто не принимают во внимание. Однако многие столяры стараются выполнить такую резьбу как можно чище.

Отверстия в заготовке или в детали просверливают или прорезают круглыми стамесками, мелкими и крупными, что зависит от того, в каком месте детали должно быть отверстие. Для предохранения детали от скалывания ее задней стороной следует плотно прижимать к какой-либо гладкой доске.

Пропиливают детали в такой последовательности. Прежде всего просверливают отверстие, затем вставляют в него электролобзик или ножовку и пропиливают по нанесенным рискам. Заготовку можно укладывать на верстак и пропиливать сверху вниз, но лучше устроить специальную подставку из толстой доски длиной около метра.

Накладная резьба по дереву - это орнамент, выполненный прорезной резьбой и наклеенный или прибитый гвоздями на готовый фон, например, на доску для наличника или на другую деталь.

Накладная резьба при таком способе выполнения получается более четкой по сравнению с глухой резьбой и смотрится гораздо лучше.В этом случае прорезную резьбу надо выполнять как можно чище. Не рекомендуется снимать фаски с обратной стороны детали, так как может создаться впечатление оторванности резьбы от основного фона.

По своему назначению резьбы можно разделить на ходовые и крепежные.

Крепежные резьбы (табл. 1) служат для прочного и плотного соединения деталей и обеспечивают относительную неподвижность деталей.

К крепежным резьбам относятся: метрическая цилиндрическая, метрическая коническая, трубная цилиндрическая, трубная коническая.

Ходовые резьбы (табл. 2) используются для преобразования вращательного движения в поступательное движение. Такие резьбы обеспечивают перемещение одной детали относительно другой, например: трапецеидальная резьба – для передачи осевых усилий и движения в ходовых винтах. Симметричный профиль обеспечивает использование резьбы в реверсивных винтовых механизмах. Упорная резьба, с несимметричным профилем, применяется в тех случаях, когда винт должен передавать большие усилия в одном направлении (домкраты, тиски и т.д.). Все резьбы можно разделить на стандартные и нестандартные.Стандартные резьбы имеют параметры, установленные государственными стандартами.

К нестандартным относятся: прямоугольная, квадратная и специальные резьбы. Специальная резьба имеет стандартный профиль, но какой-либо параметр резьбы, не соответствует стандарту.

Условное обозначение специальных резьб “Сп”. Например:

СпМ19 – резьба специальная метрическая, так как номинальный диаметр не соответствует ГОСТу.

В промышленности применяют не только резьбы, перечисленные в табл. 1 и табл. 2., но и резьбы специального назначения: часовая резьба, круглая резьба для патронов и цоколей электрических ламп, резьба для объективов микроскопов и др.

6. Соединения резьбовые

Соединение резьбовое – это разъемное соединение двух деталей с помощью резьбы, в котором одна из деталей имеет наружную резьбу, а другая внутреннюю (рис.7). На рисунке 7 изображен разрез резьбового соединения. Стержень с резьбой не заштрихован, так как он является не пустотелой деталью. Штриховку в разрезах доводят до сплошных основных линии (рис.7). Обратите внимание на то, что сплошные основные линии, соответствующие наружному диаметру стержня, переходят в сплошные тонкие линии, соответствующие наружному диаметру резьбы в отверстии. И наоборот, сплошные тонкие линии внутреннего диаметра резьбы на стержне, переходят в сплошные основные линии внутреннего диаметра резьбы в отверстии.

Рисунок 7 - Резьбовое соединение

Следует запомнить правило: в резьбовых соединениях, изображенных в разрезе, резьба стержня закрывает резьбу отверстия.

Таблица 1 - Резьбы крепежные

Тип резьбы	Профиль	Номер стандарта	Усл. обозн.	Параметры , указываемые на чертеже
Метри - ческая цилин – дричес -кая		ГОСТ 9150-2002 (профиль) ГОСТ 8724-2002 (диаметр, шаги) ГОСТ 24705-81 (основные размеры) однозаходная		Условное обозначение, номинальный диаметр резьбы, мелкий шаг, обозначение резьбы левой (LH)
Метри - ческая цилин – дричес -кая		Многозаходная		Условное обозначение, номинальный диаметр, числовое значение хода, буквенное обозначение шага Pи величина шага
Метри -ческая кони -ческая		ГОСТ 25229-82		Условное обозначение, номинальный диаметр, шаг резьбы, обозначение резьбы левой (LH)
Трубная цилин -дричес -кая		ГОСТ 6357-81		Условное обозначение, обозначение размера резьбы в дюймах, обозначение левой резьбы

Окончание табл.1

Таблица 2 - Резьбы ходовые

Тип резьбы	Профиль	Номер стандарта	Усл. обозн.	Параметры указываемые на чертеже	Пример обозначения и изображения
		ГОСТ 10177-82
		Многозаходная

Окончание табл. 2

Трапеце- идаль-ная

ГОСТ 9484-81 (профиль) ГОСТ 24738-81 (диаметр, шаги)

ГОСТ 24737-81 (основные размеры)

Условное обозначение, номинальный диаметр резьбы, шаг резьбы

ГОСТ 9484-81 (профиль)

ГОСТ 24739-81 (основные размеры, ходы и допуски)

Условное обозначение, номинальный диаметр, величина хода, обозначение шага, величина шага

Прямо-угольня

Не стандартная

Виды и характеристики резьб.

Классификация и основные признаки резьб:

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

Профиль резьбы - это контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось резьбовой детали. ГОСТ 9150-81 и ГОСТ 8724-81 устанавливают единый номинальный профиль для цилиндрических метрических резьб диаметром до 600 мм, включая резьбы диаметром менее 1 мм. Номинальный профиль резьбы и его элементы показаны на рис. 1. Впадина наружной резьбы (рис. 2) может быть плоскосрезанной или закругленной: R max = 0,144Р , R min = 0,108Р , где R - радиус впадины; Р - шаг резьбы.

Рис. 2. Впадины резьбы болта и гайки.

Резьбы определяются следующими основными параметрами: наружным, средним и внутренним диаметрами; шагом; углом профиля; углом наклона сторон профиля.

Наружный диаметр резьбы d (см. рис. 1) -диаметр цилиндра, описанного относительно вершин наружной резьбы (или впадин внутренней резьбы).

Внутренний диаметр d 1 - диаметр цилиндра, вписанного в вершины внутренней резьбы (или впадины наружной резьбы).

Номинальные значения d и dx для наружной и внутренней резьбы одинаковые.

Средний диаметр d 2 - диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого пересекает витки резьбы таким образом, что ширина витков и ширина впадин равны.

Шаг резьбы Р - расстояние между параллельными сторонами двух рядом лежащих витков резьбы крепежа, измеренное вдоль оси. ГОСТ 8724-81 устанавливает диаметры в диапазоне 0,25...600 мм и шаги 0,075...6 мм. Метрические резьбы могут иметь крупный шаг (при диаметрах 0,25...68 мм) и мелкий шаг (при диаметрах 1...600 мм).

Угол профиля α - угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости. Угол наклона сторон профиля β - угол между стороной профиля и перпендикуляром к оси резьбы. Для резьб с симметричным профилем β = 0,5α . Для резьб с асимметричным профилем, например для упорной или конической, угол наклона каждой стороны определяется независимо.

Высота исходного треугольника Н - высота остроугольного профиля, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения. Рабочая высота профиля Н 1 - высота плоскосрезанного теоретического профиля, равная полуразности наружного и внутреннего диаметров. Для метрических резьб Н = 0,866025×Р , Н 1 = 0,54126×Р .

Ход P h - величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°; P h =P ×n , где n - число заходов.

В действительности высота соприкосновения меньше, так как система допусков предусматривает определенные зазоры, например, по внутренним диаметрам резьбы гайки и болта.

Рабочая высота витка Н 1 - наибольшая высота соприкосновения; наименьшая выcота соприкосновения обозначается Н 1 min . Для резьбы с плоскосрезанным профилем Н 1 и Н 1 min определяют наибольшее и наименьшее перекрытие витков резьбы болта и гайки.

Угол подъёма резьбы (винтовой линии)

Для многозаходных резьб в числителе этой формулы следует подставлять вместо Р произведение n 0 P , где n 0 - число заходов. Длина свинчивания (высота гайки Н ) - длина (высота) соприкосновения поверхностей болта и гайки, измеренная вдоль оси.

Обозначается метрическая резьба буквой M (от англ. metric system, метрическая система мер). Резьба с номинальным диаметром 32 мм с крупным шагом обозначается как М32; резьба с номинальным диаметром 16 мм с мелким шагом – М16x1,5; для обозначения левой резьбы в конце добавляются буквы LH.

Виды резьб:

- с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра .

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 долях метра (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

- 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.

Шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи (π).

Питчевая резьба - шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи (π) 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 n - число заходов;

высота исходного треугольника резьбы (H);
срез резьбы (с);
угол конуса конической резьбы (φ);
угол подъёма резьбы (ψ):

Конусность 1:16 (угол конуса φ=3°34’48"). Предназначена для обеспечения герметичности и стопорения резьбы без применения дополнительных средств. Существует два варианта резьбового конического соединения: коническая наружная резьба с конической внутренней резьбой и коническая наружная резьба с цилиндрической внутренней резьбой.

Стандарт: ГОСТ 25229-82 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая коническая.

Условное обозначение: буквы MK, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 24 мм с шагом 1,5 мм обозначается как MK 24x1,5 .

Цилиндрическая, MJ

Цилиндрическая резьба основана на метрической резьбе (М ) с номинальным диаметром от 1,6 до 200 мм и углом профиля при вершине 60°, предназначена для аэрокосмической техники и других применений требующих высокую усталостную прочность и жаропрочность. Для обеспечения этих свойств впадина резьбы на наружной резьбе имеет увеличенный радиус от 0,15011P до 0,180424P. Внутренняя резьба MJ совместима с внешней резьбой M при совпадении номинального диаметра и шага.

Стандарты:

ГОСТ 30892-2002 (ИСО 5855-1-99, ИСО 5855-2-99, ИСО 5855-3-99) - Резьба метрическая с профилем MJ. Профиль, диаметры и шаги, допуски
ISO 5855-1:1999 - Aerospace - MJ threads - Part 1: General requirements
ISO 5855-2:1999 - Aerospace - MJ threads - Part 2: Limit dimensions for bolts and nuts
ISO 5855-3:1999 - Aerospace - MJ threads - Part 3: Limit dimensions for fittings for fluid systems
ANSI/ASME B1.21M-1997 (R2003) - Метрическая резьба. MJ профиль. (англ. Metric Screw Threads - MJ Profile ).

Условное обозначение: буквы MJ, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, поле допуска среднего диаметра и поле допуска диаметра выступов. Например, наружная резьба с номинальным диаметром 6 мм, шагом 1 мм, полем допуска среднего диаметра 4h и полем допуска диаметра выступов 6h обозначается как MJ6x1-4h6h на поверхности вала.

Основная статья: Резьба трубная цилиндрическая, G

Дюймовая резьба основанная на резьбе BSW (British Standard Whitworth) и соответствует резьбе BSP (British standard pipe thread) , имеет четыре значения шагов 28,19,14,11 ниток на дюйм. Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.

Стандарты: ГОСТ 6357-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая. ISO R228 , EN 10226 , DIN 259 , BS 2779 , JIS B 0202 .

Условное обозначение: буква G, числовое значение условного прохода трубы в дюймах (inch), класс точности среднего диаметра (А, В), и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/8", класс точности А - обозначается как G1 1/8-A. Следует иметь в виду, что номинальный размер резьбы соответствует просвету трубы в дюймах. Наружный диаметр трубы находится в некоторой пропорции с этим размером.

Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса φ=3°34’48"). Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.

Стандарты: ГОСТ 6211-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая. ISO R7 , DIN 2999 , BS 21 , JIS B 0203 .

Условное обозначение: буква R для наружной резьбы и Rc для внутренней, числовое значение номинального диаметра резьбы в дюймах (inch), буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/4" - обозначается как: R1 1/4".

Круглая для санитарно-технической арматуры, Кр

Профиль круглой резьбы образован окружностями, на вершинах и впадинах, соединёнными прямыми с углом профиля при вершине 30°. Резьба применяется для шпинделей, вентилей, смесителей, туалетных и водопроводных кранов.

Стандарт: ГОСТ 13536-68 Резьба круглая для санитарно-технической арматуры. Профиль, основные размеры, допуски.

Условное обозначение круглой резьбы: буквы Кр, номинальный диаметр резьбы, шаг и обозначение стандарта.

Трапецеидальная, Tr

Метрическая резьба с углом профиля при вершине 30°, теоретическая высота профиля Н=0,866Р.

Стандарт: ГОСТ 9484-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная. Профили. ГОСТ 24737-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Основные размеры. ГОСТ 24738-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Диаметры и шаги. 24739-81 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная.

Условное обозначение однозаходной резьбы: буква Tr (trapezoidal), числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска. Например, однозаходная наружная резьба с номинальным диаметром 50 мм с шагом 8 мм обозначается как Tr50х8-7е; такая же по диаметру и шагу, но левая резьба Tr50х8LH-7е.

Упорная, S

Метрическая резьба с углом наклона боковых сторон профиля 30° и 3°.

Стандарт: ГОСТ 10177-82 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба упорная. Профиль и основные размеры. Условное обозначение резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Условное обозначение многозаходной резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение хода, в скобках Р с числовым значением шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Упорная усиленная, S45°

Резьба с углом наклона боковых сторон профиля 45° и 3°, с номинальным диаметром от 80 до 2000 мм.

Условное обозначение резьбы: буква S, значение угла 45°, числовое значение номинального диаметра резьбы в миллиметрах, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение Тт.

Эдисона круглая, E

Применяется для электротехнических изделий, например цоколь ламп накаливания, см. также цоколь Эдисона.

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.