Какие бывают резьбы. Характеристика видов резьбы по дереву

В зависимости от того, какой мастер, какая у него техника, какой замысел резьба может быть выполнена в разных видах. Она может быть как простой, так и сложной. Существует различные виды резьбы по дереву: рельефная резьба, плоскорельефная, объёмная, а также плосковыемочная и прорезная резьба. Теперь охарактеризуем эти виды резьбы по отдельности.

Плосковыемочная делится на два вида, первый вид - геометрический орнамент , второй вид - плосковыемочный контурный , который ещё иногда называют растительным орнаментом. По названию этого вида можно догадаться в какой технике будет исполнена работа. Эта резьба будет состоять из выемок, которые вместе составят контурные линии, вырезанные на определённую глубину.

Геометрический резьба или геометрический орнамент , он так называется, потому что выполнен из окружностей, треугольников, миндалевидных углублений, розеток, звёздочек, так называемых геометрических элементов. Смотря сколько выемочных элементов возьмёте, такой и получиться орнамент.

Существует ещё один орнамент - контурный . Ещё его называю в нашей литературе как растительный. Но, по-моему, нужно углубиться в это понятие, так как контурный рисунок часто выполняется в технике с контурной резьбой. Эта техника резьбы немного похожа на гравировку металла, отличие в том, что сделанные выемки, составляющие на древесине контурные линии, имеют больше ширину и глубину и инструменты имеют иную заточку. Контурная резьба в исполнении очень проста. Выполнить данную резьбу можно на любой древесине и на фанере полукруглой стамеской или обыкновенным ножом косяком.

Плоскорельефная резьба

Одним из самых отличительных признаков данного вида это то, что фон здесь выбираем вокруг орнамента на одинаковую глубину. Края этого орнамента можно заовалить. Есть ещё и другой вид, в котором орнамент можно углубить в древесину, а фон на поверхности останется нетронутым. Выполнить такой вид резьбы не сложно, но вы замучаетесь самостоятельно зачистить и выбрать плоскость или фон углублённого орнамента. Этот процесс можно облегчить ручной фрезерной машиной. Фон вашего орнамента можно зачеканить. При помощи чеканки можно сгладить неровности, которые образуются во время ручной обработки, и улучшит вашему творению зрительный эффект. Так же можно нанести на фон различные по углублению: клеточки, канавки, желобки, при помощи мелких резцов.

Прорезная резьба

Эта резьба по дереву без фона. Если в плоскорельефном орнаменте удалить фон, то у нас получится прорезная резьба. В издельях как шкатулка, для выразительности и ажурности подкладывают снизу цветную бумагу или ткань.

Рельефная резьба

Главной целью нашего учебного пособия - это поделится опытом с мастерами, и помочь начинающим резчикам освоить данную резьбу. Не принимая в значение другие виды резьбы, мы детально остановимся на рельефной резьбе , так как она осложнена в исполнении и разработке. Если мы выполним орнаментные изделья в технике именно рельефной резьбы, то они будут очень декоративны и выразительны.

Рельефная резьба по дереву издавна применялась русским народом в православных храмах. И в наше время сохранились некоторые памятники русской архитектуры и искусства, к примеру: Киево-Печерская лавра. Рельефная резьба с росписью и позолотой необыкновенно и торжественно красива.

Теперь расшифруем рельеф. Рельеф это выпуклость или выпуклый орнамент на плоскости, или совокупность самых различных неровностей на поверхности нашей земной коры.

Барельеф (низкий рельеф) - скульптурный орнамент или изображение, выпуклое над плоской поверхностью древесины менее, чем на одну вторую своей толщены.

Горельеф это скульптурный орнамент или изображение, которое может выступать над какой-то плоскостью не менее, чем на половину толщины всей скульптуры. Из этих определений явно видно, что рельефная резьба подразделяется на два вида: 1) горельефную - с высоким рельефом, 2) барельефную — с низким рельефом.

Объёмная резьба , ещё её называют скульптурной. В отличие от предыдущих видов, этой резьбой отделывают объёмные предметы с нескольких сторон или даже со всех. В архитектуре - это столбики балконов, деревянные колоны, вырезные балясины и др. Ещё объёмной резьбой часто отделывают ножки мебели. Данные детали вполне могут считаться скульптурными изображениями.

В технике резьбой называются выступы и впадины расположенные поочерёдно на поверхности тела вращения по винтовой линии. На все применяемые резьбы общего назначения, равно как и их определения, разработаны стандарты.

В такой отрасли промышленности, как машиностроение, чаще всего используется метрическая резьба , имеющая довольно крупный шаг. Она отличается прочностью соединений, реализуемых с ее помощью, износостойкостью и малой чувствительностью к ошибкам изготовления. В большинстве случаев на крепежных резьбовых деталях нарезается однозаходная правая резьба, а резьба левая используется редко.

Метрическая резьба

Этот тип крепежной резьбы в нашей стране является основным. Её профиль является треугольным, угол которого составляет 60° . Согласно действующим в России стандартам размеры всех ее элементов указываются в миллиметрах.

Если предполагается, что соединение будет подвергаться серьезным ударным нагрузкам, выбирается крупный шаг резьбы. В тех случаях, когда стенки деталей имеют небольшую толщину или же требуется обеспечить высокую герметичность соединения, то используется резьба с шагом меньшего значения. Помимо этого она используется в установочных и регулировочных гайках и винтах. Меткая резьба обеспечивает точную регулировку и практически повсеместно используется в различных измерительных инструментах (например, а микрометрах). Новые машины и механизмы разрабатываются с применением только метрической резьбы.

Дюймовая резьба

Тот тип резьбы характеризуется треугольным профилем, однако он, в отличие от резьбы метрической, имеет угол не 60° , а 55° . Кроме того, для задания номинальных размеров используется такая единица измерения, как дюйм, который равен 25,4 миллиметрам, а шаг указывается количеством витков, которое приходится на 1 дюйм длины.

В России детали дюймовой резьбой применяются только для ремонта машин и оборудования иностранного производства. Использование в новых отечественных конструкциях дюймовой крепежной резьбы не допускается действующими стандартами.

Трубная цилиндрическая резьба

Индивидуальной особенностью этой разновидности резьбы является то, что ее профиль, так же, как и профиль метрической резьбы, представляет собой равнобедренный треугольник, однако угол при вершине составляет не 60° , а 55° .

Трубная резьба используется для того, чтобы соединять между собой трубы, а также различные детали с тонкими стенками, имеющие цилиндрическую форму.

Трубная коническая резьба

Профиль этого типа резьбы такой же, как и у резьбы дюймовой. Для диаметров от 6 дюймов до 16 дюймов она стандартизована. Основная сфера ее применения – создание резьбовых соединений воздушных, водяных, масляных и топливных трубопроводов станочного и другого оборудования.

Трапецеидальная резьба

Эта резьба характеризуется профилем в виде равнобокой трапеции, с геометрическим углом между её боковыми гранями равным 30° . Основным назначением трапецеидальной резьбы является преобразование движения вращения в поступательное движение тогда, когда соединение испытывает значительные нагрузки. Она может быть как правой, так и левой, однозаходной и многозаходной.

Упорная резьба

Эта резьба отличается тем, что ее профиль представляет собой неправильную трапецию. Её боковые стороны имеют наклоны по отношению к оси резьбы, которые составляют 3° и 30° .

Существует также и упорная усиленная стандартизованная резьба, которая имеет угол наклона одной из сторон равный 45° . Она используется для диаметров от 80 до 2000 миллиметров.

Прямоугольная резьба

Этот тип резьбы имеет ограниченное применение и не стандартизован. Из всех типов она имеет наибольший коэффициент полезного действия, однако ее изготовление представляет определенную сложность из-за геометрической формы профиля. Кроме того, по показателям её прочности она ниже, чем у резьбы других типов.

Круглая резьба

Профиль резьбы этого типа представляет собой дуги, соединенные между собой прямыми линиями. Она стандартизована, а угол между сторонами ее профиля составляет 30° . Сфера применения этой резьбы ограничивается трубопроводной арматурой, креплением крюков подъемных кранов. Иногда она используется для соединения деталей, которым предстоит функционировать в условиях воздействия весьма агрессивной внешней среды.

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:

  1. коловорот,
  2. сверлилка и плоские центровые сверла,
  3. 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.

В промышленности широко используются разъемные соединения, выполненные с использованием резьбы. Такие соединения называют резьбовыми соединениями.

Резьбовые соединения могут выполняться:

  • на резьбе (соединения типа «болт-гайка» или «труба-муфта»);
  • крепежными изделиями (болтом, шпилькой, винтом).


Эти соединения используются для крепежа деталей, для обеспечения точного передвижения элементов измерительных систем, а также для соединения труб.

Достоинства и недостатки резьбового соединения

Достоинства:

  • многократные сборка и разборка узла;
  • надежность;
  • простота конструкции;
  • технологичность.

Недостатки:

  • повышенное напряжение во впадинах резьбы;
  • низкая стойкость при вибрационных нагрузках (отвинчивание).

К основным параметрам относятся:

  • шаг (расстояние между 2-мя соседними витками резьбы);
  • внешний диаметр (диаметр элемента крепежа с учетом выступающего витка резьбы);
  • внутренний диаметр;
  • величина угла на вершине витков резьбы.

Виды резьбы

Резьбы можно разделить по следующим признакам:

  • назначению (крепежная, крепежно-уплотняющая, ходовая или специальная резьба);
  • виду профиля (треугольная, трапецеидальная, упорная, прямоугольная или круглая резьба);
  • величине шага;
  • направлению (правая и левая);
  • системе измерения параметров резьбы (метрическая и дюймовая);
  • месту расположения на детали (внутренняя и внешняя);
  • виду поверхности;
  • числу заходов (одноходовая и многоходовая).

Свойства различных видов резьб

Крепежная резьба используется для соединения деталей. Крепежно-уплотняющая резьба используется для таких соединений, в которых важны не только прочность, но и герметичность соединения. Ходовая резьба используется для обеспечения движения одной детали относительно другой. Резьба специального вида используется в часовых механизмах или в окулярах.

Назначение резьбы обычно влияет и на другие характеристики используемой резьбы. Так для крепежа чаще всего используется треугольная метрическая или дюймовая правая однозаходная резьба. При этом параметры метрической резьбы стандартизированы для различных применений. Профиль треугольной резьбы — равносторонний треугольник, вершина которого срезана. Впадины между нитками резьбы притуплены, что требуется для уменьшения напряжений.

Метрическая резьба может иметь крупный шаг или мелкие шаги. В соответствии со стандартом, например, метрическая резьба М20 может иметь крупный шаг размером 2,5 мм и 5 более мелких шагов размерами от 0,5 до 2 мм. Соединение с мелким шагом используется в тех случаях, когда необходимо соединение тонкостенных деталей, а также для обеспечения торможения.

В некоторых случаях для увеличения прочности соединения используется многозаходная резьба. Такой вариант соединения важен в случаях, когда диаметр винта относительно невелик. При использовании многозаходной резьбы ее шаг, высота и внутренний диаметр будет соответствовать однозаходной резьбе, а ход (то есть, перемещение гайки) будет значительно больше. Необходимо учитывать, что технология нарезания многозаходной резьбы сложна, а, следовательно, и стоимость выполнения такой операции довольно велика.

Профиль крепежной дюймовой резьбы — треугольник с углом в 55°. Все параметры дюймовой резьбы задаются в дюймах. Такая резьба используется в изделиях, разработанных в западных странах, а в России используется только при ремонте импортной техники. Однако крепежно-уплотнительные дюймовые резьбы с углами 55° и 60° стандартизированы и используются в трубопроводах.

Профиль трапецеидальной резьбы — трапеция с углами наклона в 30°, а упорной резьбы — трапеция с углами в 30° и 3°. Оба типа резьбы являются ходовыми и используются для передачи движения. Например, трапецеидальная резьба используется для реверсивной передачи в токарных станках, а упорная – для передачи односторонней нагрузки в домкратах и прессах.

Прямоугольная резьба ограниченно используется в передачах движения. Она имеет большой КПД, но малую прочность. Кроме того, при изготовлении такой резьбы возникают технологические трудности.

Круглая резьба используется для водопроводной арматуры, для механизмов, работающих в агрессивной среде. Профиль такой резьбы образуется дугами и прямыми линиями.

Нарезание резьбы

Такая операция производится следующими способами:

  • резцами или резцовыми гребенками;
  • накатыванием с помощью круглых нарезных плашек;
  • фрезерованием;
  • шлифованием;
  • плашками и метчиками.

Нарезание резьбы резцами выполняется на станке. Такой метод выполнения резьбы используется при необходимости получения точных ходовых винтов или калибров. Производительность такого метода низка, поэтому он используется редко.

Основным методом получения резьбы в промышленности является метод накатывания. При этом деталь зажимается в суппорте станка и прокатывается между роликами, имеющими профиль резьбы. В результате на стержне выдавливается резьбовой профиль.

При фрезеровании резьбы на станках используется гребенчатая фреза. При этом фреза врезается в тело детали и формирует на ней резьбу. Периодически происходит перемещение фрезы на шаг резьбы.

Для получения точной резьбы на коротких деталях (калибрах, резьбовых роликах) используются шлифовальные круги.

Наиболее распространенным методом нарезания резьбы является использование плашек и метчиков. При этом существуют круглые и раздвижные плашки (клупповые).

При нарезании наружной резьбы на станке плашка устанавливается и крепится в специальном приспособлении. При нарезании внутренней резьбы используется комплект машинных метчиков.

Ручное нарезание резьбы

Часто резьбу необходимо нарезать в домашних условиях.

Для того чтобы произвести нарезание внешней резьбы необходимо проделать следующие операции:

  1. Зажать в тисках стержень для нарезания резьбы. Диаметр стержня должен быть равен внешнему диаметру выбранной резьбы.
  2. Подобрать плашку и установить ее в плашкодержатель.
  3. На конце стержня напильником снять фаску и смазать заготовку маслом.
  4. Аккуратно надеть плашку на конец заготовки.
  5. Осторожно без перекосов наворачивать плашку на стержень.
  6. Прогнать плашку до конца резьбы.

Для получения внутренней резьбы надо:

  1. По таблице выбрать необходимый для данной резьбы диаметр сверла. При отсутствии таблицы диаметр сверла приближенно можно оценить, если вычесть шаг резьбы из ее диаметра. Например, для метрической резьбы М10 шаг составляет 1,5 мм. В этом случае диаметр требуемого сверла равен 8,5 мм.
  2. Отметить на заготовке керном углубление, зажать деталь в тиски и с помощью дрели просверлить отверстие под резьбу. Дрель должна обязательно находиться под углом в 90° к поверхности детали. Для учета конусности метчика глухое отверстие должно иметь некоторый запас по глубине.
  3. Установить в патрон дрели зенковку и сделать фаску глубиной не менее 1 мм. Перекос фаски недопустим.
  4. Вставить хвостовик метчика под номером 1 (отмечен 1-й риской) в вороток и смазать рабочую часть метчика маслом.
  5. Вращать вороток с метчиком. Для уменьшения нагрузки на инструмент и сброса стружки на каждые 2 оборота вперед делать по одному обороту назад.
  6. После прогона резьбы метчиком № 1 повторить операцию метчиком № 2, который отмечен двумя рисками и чистовым метчиком № 3 (с тремя рисками).

1 — Метчики. 2 — Плашки. 3 — Воротки

При нарезании резьбы желательно выполнять следующие рекомендации:

  1. При нарезании внешней резьбы на стержне необходимо обязательно снять фаску, установить плашку без перекосов, смазать заготовку маслом.
  2. В случае перекоса стержня отрезать испорченный кусок металла и начать нарезание резьбы сначала.
  3. При нарезании внутренней резьбы отверстие должно быть просверлено перпендикулярным плоскости детали, должна быть выбрана фаска, а черновой метчик смазан маслом.
  4. При выборе метчиков отдавать предпочтение метчикам из быстрорежущей стали, так как метчики из углеродистой стали могут сломаться.
  5. Не рекомендуется также при нарезании внутренней резьбы использовать механизацию, так как это также может привести к поломке метчика из-за трудностей при выборе усилия и угла нажима.
  6. В случае поломки метчика для его извлечения необходимо использовать специальный экстрактор или попытаться обточить торчащий обломок метчика и вывернуть его плоскогубцами. Возможный вариант извлечения – использование азотной кислоты для удаления режущих кромок метчика.

В промышленности используют два основных типа стыков – разъемные и неразъемные. Первые виды получают при помощи крепежа, клепок и пр. одним и наиболее часто встречающихся соединений, можно без сомнения считать первые. Вторые типы выполняют при помощи сварки, пайки, склеивания. На практике все эти способы сочленения деталей стандартизированы.

Как уже отмечалось, все виды стыков этого класса стандартизированы. Например, ГОСТ 24705-2004 определяет размеры метрического профиля, в частности, угол в основании, шаг и пр. Всего к метрическому виду относят порядка 15 отечественных и иностранных стандартов.

Скачать ГОСТ 24705-2004

Существует так же и классификация стыков этого типа. Ее выполняют на основании ее геометрических размеров, расположению на изделии и количеству заходов, или исходя ее практического использования.

Ниже приведен перечень, в котором указаны типы конструкций разъемных соединений и их обозначения:

  • метрическая (M);
  • метрическая коническая (MK);
  • цилиндрическая (MJ);
  • трубная цилиндрическая (G);
  • трубная коническая (R);
  • круглая для санитарно-технической арматуры (Кр);
  • трапецеидальная (Tr);
  • упорная (S);
  • упорная усиленная (S45°);
  • эдисона круглая (E);
  • метрическая (EG-M);
  • дюймовая цилиндрическая (UTS: UNC, UNF, UNEF, 8UN, UNS);
  • дюймовая (BSW);
  • дюймовая коническая (NPT);
  • нефтяной сортамент.

Все эти конструктивные элементы используются во всех отраслях промышленности, начиная от авиационной и закачивая пищевой.

Метрическая выполняется на основании ГОСТ 8724-2002 – чаще всего применяется при изготовлении крепежных изделий. При соблюдении определенных условий этот вид допустимо использовать в качестве ходовой.

Скачать ГОСТ 8724-2002

В основе этого вида лежит равносторонний треугольник (с углом в основании 60 градусов). Она может иметь один или несколько заходов. Многозаходную применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить повышенную прочность сочленения узлов.

Отечественные и зарубежные производители выпускают изделия имеющие диаметр от 0,25 до 600 мм и шаг от 0,25 до 6 мм. Изделия с малым шагом применяют тогда, когда необходимо обеспечить разъемную сборку изделий с тонкой стенкой. Кстати, в автомобильной промышленности этот вид применяют достаточно часто. Она может иметь левое и правое исполнение.

Ее обозначают следующим образом – на первом месте указывают букву, в этом случае — это М. Затем, показывается ее номинальный размер и шаг, в отношении этого вида применяют обозначение только в мм. Кроме этого в обозначение параметров входит количество заходов, исполнение (левое или правое). Разумеется, должен быть указан допуск на изготовление. Маркировка М12*1 говорит о том, что она имеет номинальный диаметр 12 мм и шаг 1.

Этот класса применяется по большей части при создании разъемных стыков трубопроводной арматуры (труб, кранов, клапанов и пр.). Ее наносят на изделия выполненные из металла, пластика. Ключевые параметры определены в ГОСТ 6111-52. В нем приведены таблицы, в которых определены размеры, шаги и допуски. Все размеры и условное обозначение приводят в дюймах.

Скачать ГОСТ 6111-52

В основании этого вида лежит треугольник с углом при вершине в 55 градусов. Как и у метрической вершины и впадины удалены.

Производители выпускают детали с трубным профилем от 3/16 (4,8 мм) до 4 (101 мм) дюймов.

Отличие конического изделия от обыкновенного метрического заключается в том, то ее наносят на конусную внутреннюю или внешнюю поверхность. При этом угол конуса составляет 1:16.

Ее применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения. Например, в трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки жидкостей.

Производителю выпускающие изделия с таким видом, руководствуются требованиями ГОСТ 25229-85.

Для обозначения метрического конического профиля применяют буквенное сокращение МК. Далее указывают все необходимые геометрические параметры. Например, МК 24*1,5 показывает то, что она имеет наружный диаметр в 24 мм и шаг 1,5.

Круглый профиль используется для создания соединений трубопроводной арматуры, в том числе и кранов. Параметры этого вида определены в ГОСТ 13536-68. Для обозначения в документах и на чертежах применяют буквенное обозначение Кр, далее следуют ее геометрические размеры.

Он образуется окружностями на его вершинах и впадинах. Угол при вершине составляет 30 градусов.

Трапецеидальный профиль относят к ходовым. Отличительное свойство этого вида профиля заключается в том, что она самотормозящая. Это вызвано тем, что при перемещении гайки по стержню развивается большая сила трения. Такое свойство позволяет избежать дополнительного фиксирования гайки на валу.

Трапецеидальный профиль используется для того, что бы преобразовать вращательное движение в трапецеидальное. Как пример, можно привести ходовой вал, устанавливаемый в токарных или шлифовальных станках. Кроме этого оборудования, он нашел свое применение в кузнечно-прессовом оборудовании, автомобильной и тракторной технике. Вообще узлы с трапецеидальным профилем используют для перемещения кареток на сборочных конвейерах, в литьевых машинах, робототехнике и пр.

На практике применяют изделия с размерами от 8 до 640 мм. Шаг составляет от 1,5 до 12 мм.

При внесении параметров на чертежах или документах применяют буквы Тр, затем указывают геометрические параметры.

Требования к параметрам изложены в ГОСТ 24738-81.

Скачать ГОСТ 24738-81