Gwintowniki i narzynki – co na początek?

W poprzednim projekcie niewielkiego noża zamiast zakuwać końcówkę głowni – nagwintowałem ją i zakręciłem nakrętką. Poszło to na tyle łatwo, że postanowiłem trochę zgłębić temat gwintowania. A jako że jestem w tym temacie całkiem zielony, zacząłem od całkowitych postaw.

Brak dostępnego opisu zdjęcia.

Gwintownik służy do wykonania gwintu wewnętrznego – np. w środku rurki. Wkręcając go do jej wnętrza ostrza „wykrajają” ślad gwintu. Gwintowniki występują w wersji maszynowej i ręcznej. Wersje maszynowe są zazwyczaj droższe – z założenia mają wytrzymać więcej i być bardziej odporne na obciążenia. Chociaż widziałem filmiki, na których gwintowniki maszynowe stosowano do gwintowania ręcznego.

Gwintowniki „ręczne” sprzedawane są w kompletach po 2 lub 3 sztuki. Gwintowanie rozpoczyna się od narzędzia oznaczonego „I” (jednym paskiem, tzw. 'zdzierak’) – w ten sposób uzyskujemy nakrój zgrubny. Potem idzie „II” (pośredniak) – a na końcu wykańcza się gwint gwintownikiem bez oznaczeń (’wykańczak’). W kompletach 2-elementowych znajdziecie jedynie zdzierak i wykańczak. Wykonanie gwintu wymaga użycia wszystkich gwintowników z kompletu.

Gwintowniki – widoczne paski wskazujące kolejność narzynania – od lewej: „I” – wstępne, „II” i wygładzające (po prawej) – bez pasków.

Można spotkać gwintowniki wykonane zgodnie z normą ISO-529 lub DIN-352. Różnią się wymiarami – np. długością części roboczej. Dla użytkownika domowego to praktycznie nie robi żadnej różnicy.

Narzynka służy do wykonania gwintu na wałku – czyli zewnętrznego. Nakręca się ją na wałek a jej ostrza wykrawają gwint.

Narzynki 20×7 (po lewej i na środku) i 25×9

Narzynki występują również w wersji maszynowej i ręcznej. Te do automatów tokarskich wyglądają jednak całkiem inaczej i nie nadają się do narzynania ręcznego.

Zauważcie, że krawędzie gwintowników i narzynek są trochę ścięte tak, żeby łatwiej było wprowadzić narzędzie (nałożyć) na przedmiot obróbki. Dodatkowo część „robocza” (wykonująca właściwy gwint) zaczyna się odrobinę głębiej – tak, żeby nacinanie było łatwiejsze. Pełny gwint zaczyna się po p x 1,75 mm (p – skok gwintu). Zwróćcie na to uwagę, gdy będziecie potrzebowali gwintu o określonej długości.

Oprócz samych narzynek i gwintowników będziecie potrzebowali do nich oprawki (czasami nazywane pokrętkami). Dla gwintowników można kupić takie uniwersalne o rozmiarze M1-M7 (np. ja mam Abraboro). Czyli po prostu kupujecie oprawkę na gwintownik do wykonywania gwintu o określonym rozmiarze.

Oprawka na gwintowniki M1-M7

Oprawka na gwintowniki M1-M7

Trochę trudniej jest z oprawkami na narzynki.

Oprawka na narzynki 25×9 i narzynka 25×9 (M4.5)

Oprawka na narzynki 25×9

Oprawka na narzynki – widok od strony gniazda; zwróćcie uwagę na śruby mocujące narzynkę

Narzynki produkowane są w pewnych standardowych rozmiarach, ale np. narzynka M4 z jednej firmy może mieć  rozmiar 25×9 – a z drugiej może być np. 20×7. Pierwsza liczba oznacza średnicę zewnętrzną narzynki (np. 16mm, 20mm, 25mm). Druga liczba oznacza jej grubość (np. 5mm, 7mm, 9mm). A więc spotkacie:

  • Oprawkę do narzynek 16×5: do najmniejszych narzynek, np. M1 – M2,
  • Oprawki 20×7: większe np. M3, M4, u niektórych firm nawet do M6,
  • Oprawki 25×9, zazwyczaj większe – ale zdarzają się np. M4 produkowane już w takim rozmiarze.
  • I jeszcze większe.

W moich zastosowaniach (czytaj: nie gwintuję rur CO:)) potrzebowałem wymienione powyżej oprawki na narzynki i jedną, uniwersalną  na gwintowniki.

Oprawki na narzynki – porównanie; od góry: 25×9, na środku: 20×7, na dole: 16×5

W czasie gwintowania zaleca się odpowiednie smarowanie tak narzędzia jak i obrabianego przedmiotu. W sprzedaży znajdziecie specjalnie przeznaczone do tego preparaty (np. terebor), chociaż w zastosowaniach amatorskich czytałem, że wystarczy zwykły olej jadalny.

Oczywiście gwintownik (lub narzynka) musi być dobrany do średnicy wewnętrznej rurki (albo wałka). Inaczej uszkodzicie narzędzie. Odpowiednie tabele można znaleźć na stronach producentów (np. Fanar), ale gdy zabraknie ich w warunkach „bojowych” – można sobie to obliczyć (na podstawie bloga https://artykulytechniczne.pl).

Poniżej rozważam jedynie o gwinty metryczne – tzn. mierzone w milimetrach (a nie calach) oraz „normalne” – nie „drobnozwojowe”.

Dobór średnicy wiertła (gwintownik)

Rozmiar otworu pod gwint o danym rozmiarze najłatwiej odczytać z odpowiedniej tabeli. Możecie również go sobie zgrubnie obliczyć, gdzie średnica otworu D dla gwintu Mx o skoku p:

D = Mx – p

Skok gwintu p jest ustandaryzowany i charakterystyczny dla danego gwintu Mx. Czyli np. dla gwintu M3 o skoku 0,5 potrzebujecie otworu (wiertła) o średnicy 2.5 mm. Rozmiary wierteł znajdziecie w tabeli poniżej:

Gwint Wiertło
M1 0,75
M 1.1 0,85
M 1.2 0,95
M 1,4 1.1
M 1,6 1.25
M 1,8 1,45
M 2 1,6
M 2,2 1,75
M 2,5 2,05
M3 2,5
M 3,5 2,9
M4 3,3
M 4,5 3,7
M5 4,2
M6 5
M7 6
M8 6,8
M9 7,8
M10 8,5

Dobór średnicy wałka (dla narzynki)

Zgrubnie możecie skorzystać ze wzoru, gdzie maksymalna średnica wałka d dla gwintu Mx (np. M2, M5) przy skoku gwintu p:

d = Mx – (0.1 * p)

Dla przykładu, dla gwintu M3 o skoku 0,5 wałek powinien mieć średnicę maksymalnie: 3 – (0,5 * 0,1) = 3 – 0,05 = 2,95.

Dokładniejsze wartości wraz z tolerancjami znajdziecie w tabeli poniżej.

Gwint Skok – gwint normalny Oprawka (najczęściej, np. firmy Fanar czy FWP). Wałek (minimum) Wałek (maximum)
M1 0,25 16×5 0,91 0,98
M 1,2 0,25 16×5 1,11 1,18
M 1,4 0,3 16×5 1,3 1,38
M 1,6 0,35 16×5 1,49 1,58
M 1,7 0,35 16×5 1,59 1,68
M 1,8 0,35 16×5 1,69 1,78
M 2 0,4 16×5 1,88 1,98
M 2,2 0,45 16×5 2,08 2,18
M 2,3 0,45 16×5 2,18 2,28
M 2,5 0,45 16×5 2,38 2,48
M 2,6 0,45 16×5 2,48 2,58
M 3 0,5 20×7 2,87 2,98
M 3,5 0,6 20×7 3,35 3,47
M 4 0,7 20×7 3,83 3,97
M 4,5 0,75 20×7 4,33 4,47
M5 0,8 20×7 4,82 4,97
M5,5 0,9 20×7 5,31 5,47
M6 1 20×7 5,79 5,97
M7 1 25×9 6,79 6,97
M8 1,25 25×9 7,76 7,97
M9 1,25 25×9 8,76 8,97
M10 1,5 25×9 9,73 9,96

Typowe zadanie

W sprzedaży znajdziecie rurki o średnicy 4mm i grubości ścianki 0,5 mm. Stąd średnica otworu D = 3mm. Ze wzoru (D = Mx – p) wynika: 3 = Mx – p. Potrzebny będzie gwintownik M3.5. Skok gwintu dla M3.5 to p=0,6mm, co mniej więcej się zgadza: 2,9 = 3.5 – 0,6. Wysokość gwintu (tzw głębokość skręcania) w takim przypadku to 0,32mm. biorąc pod uwagę 0,05 „luzu” po każdej stronie rurki ( rurka ma średnicę 3 mm a nominalnie powinna mieć 2.9mm) – a więc ze ścianki zostanie 0.5 – ( 0,32 – 0,05 )  =0,23 mm – czyli połowa. To wszystko przy założeniu o idealnym wykonaniu.

Jeżeli chodzi o wałek, dla M=3.5 potrzebujecie średnicę 3.35-3.47mm. W sprzedaży znajdziecie wałki 3.5mm – trzeba będzie je odrobinę oszlifować.

Kalkulator rozmiarów gwintów znajdziecie tutaj: https://artykulytechniczne.pl/blog/kalkulator-gwintow/.

Materiały używane do produkcji gwintów/narzynek

Możecie spotkać się z narzędziami wykonanymi z:

  • WE – stal węglowa, do delikatniejszych metali,
  • Stal narzędziowa stopowa,
  • HSS: stal szybkotnąca (Fanar: 800),
  • HSS-E: szybkotnąca z kobaltem (Fanar: INOX),
  • HSS-PM: szybkotnąca z kobaltem, proszkowa.

Inne gwinty

Powyżej wspomniałem, że zajmuję się tu jedynie gwintami metrycznymi (oznaczenie M) – mierzonymi w milimetrach. „Imperialne” gwinty mierzone są w calach, ale sam zarys gwintu (trójkątny, 60stopni) jest taki sam. Miary calowe obowiązują również np. w hydraulice.

Gwinty drobnozwojowe (MF) nie są jakieś inne – po prostu na jednostce miary „upakowano” więcej zwojów (mniejszy skok gwintu). Stosuje się je tam, gdzie wymagana jest większa precyzja przy obrocie.

Dodatkowo, oprócz gwintów „prawych” (czyli tych „normalnych”) zdarzają się gwinty (i narzynki / gwintowniki) lewe. Stosuje się w urządzeniach, których ruch obrotowy mógłby je poluzować. Oznacza się je literkami 'LH’.

Źródła

  • https://artykulytechniczne.pl/blog/narzynka-metryczna-tolerancja-walka/
  • https://artykulytechniczne.pl/blog/dobor-srednicy-walka-pod-gwint/
  • http://www.elektronik.lodz.pl/gwinty/wyk.htm#:~:text=Gwintowniki%20oznaczane%20s%C4%85%20numerami%201,w%20liczbie%20odpowiadaj%C4%85cej%20numerowi%20gwintownika.&text=Do%20nacinania%20gwint%C3%B3w%20na%20sworzniach%20s%C5%82u%C5%BC%C4%85%20narzynki.
  • https://artykulytechniczne.pl/blog/gwintowniki-reczne-metryczne/
  • https://www.ebmia.pl/wiedza/porady/narzedzia-porady/jak-dobrac-wiertlo-pod-gwint/
  • https://artykulytechniczne.pl/blog/jak-dobrac-narzynke-do-preta/
  • https://www.fanar.pl/wsparcie/katalogi/