Сверло под метчик: таблица диаметров отверстий для метрической, дюймовой и трубной резьбы
Неправильно подобранное сверло под метчик — причина 90 % поломок метчиков и бракованных отверстий. Отверстие на 0,3 мм меньше нужного — и метчик заклинивает на третьем витке, ломается, а застрявший обломок приходится выжигать или выбивать. Отверстие на 0,3 мм больше — резьба получается «жидкой»: под нагрузкой витки сминаются, и ответственный узел разбалтывается через месяц работы.
В каталоге AGTEH метчикам отведено почти 1000 позиций, а свёрлам — 1758, и это самые продаваемые категории именно потому, что работают они только в паре. В этой статье — полные таблицы диаметров сверла под метрическую, дюймовую и трубную резьбу, формула расчёта, поправки на материал и правила для глухих отверстий.
Почему диаметр отверстия решает всё
Метчик не режет металл, как фреза, — он пластически деформирует снимаемый слой и формирует впадины резьбы, выдавливая металл в профиль. Гребень резьбы (наружный диаметр) остаётся на месте: метчик лишь «проталкивает» впадины внутрь тела детали.
Это значит: какой объём металла метчик должен деформировать, определяется исключительно диаметром отверстия. Отсюда три исхода:
- Отверстие слишком маленькое. Метчику приходится снимать слишком толстый слой. Растёт крутящий момент, стружка забивает канавки, режущие кромки перегреваются — метчик ломается. Для глухого отверстия это катастрофа: обломок закалённого инструмента почти невозможно удалить.
- Отверстие слишком большое. Витки получаются неполными — срезана вершина резьбы. Соединение выглядит нормально, но держит лишь 40–60 % расчётной нагрузки и срывается при затяжке.
- Диаметр подобран правильно. Резьба полная, момент затяжки умеренный, метчик проходит отверстие без рывков.
Идеальный диаметр сверла — это компромисс между прочностью резьбы и нагрузкой на метчик. Именно поэтому в таблицах указаны диаметры на 0,1–0,3 мм больше, чем «идеальная геометрия», — так резьба остаётся прочной, а метчик живёт долго.
Базовая формула: D = d − P
Для большинства метрических резьб рабочий диаметр сверла считается элементарно:
D = d − P, где: - D — диаметр сверла, мм; - d — номинальный наружный диаметр резьбы, мм (число после буквы M); - P — шаг резьбы, мм.
Пример: резьба M10 × 1,5 → 10 − 1,5 = 8,5 мм. Резьба M6 × 1,0 → 6 − 1 = 5,0 мм.
Формула даёт резьбу с полнотой профиля около 83–85 %, что для обычных конструкционных сталей избыточно. Поэтому в таблицах диаметр часто округляют в бóльшую сторону на 0,1–0,2 мм (например, M12 × 1,75: 12 − 1,75 = 10,25 → берут 10,2 мм). Ничего страшного не произойдёт, если сверло окажется на 0,1 мм больше табличного, — а вот на 0,1 мм меньше уже рискованно.
Что такое полнота профиля и сколько её нужно
Полнота профиля — это отношение высоты нарезанного витка к теоретической высоте профиля резьбы. При 100 % полноте метчик работает «на пределе» и почти гарантированно ломается: слишком много металла нужно деформировать. Поэтому на практике закладывают 60–85 %.
| Материал | Рекомендуемая полнота профиля |
|---|---|
| Сталь конструкционная (Ст3, 45, 40Х) | 75–80 % |
| Нержавеющая сталь | 65–70 % |
| Чугун | 80–85 % |
| Алюминий и сплавы | 70–75 % |
| Латунь, бронза | 75–80 % |
| Титан и жаропрочные сплавы | 55–65 % |
Чем ниже полнота, тем больше диаметр сверла. Обратная сторона: резьба с полнотой 60 % держит примерно 80–85 % нагрузки от полной — для большинства крепёжных задач этого достаточно, а метчик ходит в разы дольше. Для вязких материалов (нержавейка, алюминий, титан) всегда берите диаметр из верхней границы диапазона или прибавляйте 0,1–0,2 мм к табличному значению.
Таблица: метрическая резьба, крупный шаг (M2–M24)
Стандартный ряд по ГОСТ 24705 / DIN 13. Диаметры даны для стали при полноте профиля ~80 %.
| Резьба | Шаг P, мм | Сверло, мм |
|---|---|---|
| M2 | 0,40 | 1,6 |
| M2,5 | 0,45 | 2,05 |
| M3 | 0,50 | 2,5 |
| M3,5 | 0,60 | 2,9 |
| M4 | 0,70 | 3,3 |
| M4,5 | 0,75 | 3,7 |
| M5 | 0,80 | 4,2 |
| M6 | 1,00 | 5,0 |
| M7 | 1,00 | 6,0 |
| M8 | 1,25 | 6,8 |
| M9 | 1,25 | 7,8 |
| M10 | 1,50 | 8,5 |
| M11 | 1,50 | 9,5 |
| M12 | 1,75 | 10,2 |
| M14 | 2,00 | 12,0 |
| M16 | 2,00 | 14,0 |
| M18 | 2,50 | 15,5 |
| M20 | 2,50 | 17,5 |
| M22 | 2,50 | 19,5 |
| M24 | 3,00 | 21,0 |
Самые ходовые сочетания стоит запомнить наизусть: M3 → 2,5 мм, M4 → 3,3 мм, M5 → 4,2 мм, M6 → 5,0 мм, M8 → 6,8 мм, M10 → 8,5 мм, M12 → 10,2 мм. Это 90 % машиностроительных задач.
Мелкий шаг: M × 0,5…M × 2,0
Мелкий шаг ставят там, где нужна точная осевая фиксация, стопорение от самоотворачивания или прочная резьба в тонкостенной детали. Отверстие считается по той же формуле D = d − P.
| Резьба | Шаг P, мм | Сверло, мм |
|---|---|---|
| M6 × 0,75 | 0,75 | 5,2 |
| M8 × 1,0 | 1,00 | 7,0 |
| M8 × 0,75 | 0,75 | 7,2 |
| M10 × 1,25 | 1,25 | 8,8 |
| M10 × 1,0 | 1,00 | 9,0 |
| M12 × 1,5 | 1,50 | 10,5 |
| M12 × 1,25 | 1,25 | 10,8 |
| M14 × 1,5 | 1,50 | 12,5 |
| M16 × 1,5 | 1,50 | 14,5 |
| M18 × 1,5 | 1,50 | 16,5 |
| M20 × 1,5 | 1,50 | 18,5 |
| M24 × 2,0 | 2,00 | 22,0 |
| M30 × 2,0 | 2,00 | 28,0 |
Шаг всегда указан на метчике (например, «M10 × 1» или «M10 × 1,25»). Если надписи нет — измерьте шаг резьбомером: пластина с зубьями должна лечь в канавку без зазора. Никогда не угадывайте шаг «на глаз»: M10 × 1,5 и M10 × 1,25 требуют разных свёрл (8,5 и 8,8 мм).
Дюймовая резьба UNC и UNF
Дюймовые резьбы стандартизованы числом ниток на дюйм (TPI — threads per inch). Шаг в миллиметрах: P = 25,4 / TPI. Диаметр сверла — по той же формуле D = d − P, где d — наружный диаметр в миллиметрах (дюйм × 25,4).
UNC — крупный шаг (унифицированная):
| Резьба | TPI | Шаг, мм | Сверло, мм |
|---|---|---|---|
| 1/4″-20 UNC | 20 | 1,27 | 5,1 |
| 5/16″-18 UNC | 18 | 1,41 | 6,5 |
| 3/8″-16 UNC | 16 | 1,59 | 7,9 |
| 7/16″-14 UNC | 14 | 1,81 | 9,3 |
| 1/2″-13 UNC | 13 | 1,95 | 10,8 |
| 9/16″-12 UNC | 12 | 2,12 | 12,2 |
| 5/8″-11 UNC | 11 | 2,31 | 13,5 |
| 3/4″-10 UNC | 10 | 2,54 | 16,5 |
| 7/8″-9 UNC | 9 | 2,82 | 19,5 |
| 1″-8 UNC | 8 | 3,18 | 22,2 |
UNF — мелкий шаг:
| Резьба | TPI | Шаг, мм | Сверло, мм |
|---|---|---|---|
| 1/4″-28 UNF | 28 | 0,91 | 5,4 |
| 5/16″-24 UNF | 24 | 1,06 | 6,9 |
| 3/8″-24 UNF | 24 | 1,06 | 8,5 |
| 7/16″-20 UNF | 20 | 1,27 | 9,8 |
| 1/2″-20 UNF | 20 | 1,27 | 11,5 |
| 5/8″-18 UNF | 18 | 1,41 | 14,5 |
| 3/4″-16 UNF | 16 | 1,59 | 17,5 |
| 7/8″-14 UNF | 14 | 1,81 | 20,5 |
| 1″-12 UNF | 12 | 2,12 | 23,3 |
Не пытайтесь нарезать дюймовую резьбу метрическим метчиком и наоборот: профиль (угол 60° у метрической и унифицированной, но разный шаг) не совпадает. Метчик UNC/UNF нужен строго под резьбу UNC/UNF.
Трубная резьба: цилиндрическая G и коническая Rc
Трубная резьба маркируется по условному проходу трубы (G1/4″, G1/2″…), а не по наружному диаметру — поэтому таблицы для неё отдельные.
Цилиндрическая трубная резьба G (BSPP, ГОСТ 6357) — нарезается метчиком G в штуцерах, муфтах, корпусах арматуры:
| Резьба | Ниток/дюйм | Сверло, мм |
|---|---|---|
| G1/8″ | 28 | 8,8 |
| G1/4″ | 19 | 11,7 |
| G3/8″ | 19 | 15,2 |
| G1/2″ | 14 | 19,0 |
| G3/4″ | 14 | 24,5 |
| G1″ | 11 | 30,5 |
| G1 1/4″ | 11 | 39,5 |
| G1 1/2″ | 11 | 45,5 |
| G2″ | 11 | 57,0 |
Коническая трубная резьба Rc (BSPT, ГОСТ 6211) — уплотняется самой резьбой (конус 1:16). Отверстие сверлится цилиндрическим сверлом меньшего диаметра: полный контакт витков создаёт уже сам конический метчик при ввинчивании.
| Резьба | Сверло, мм |
|---|---|
| Rc1/8″ | 8,4 |
| Rc1/4″ | 11,2 |
| Rc3/8″ | 14,7 |
| Rc1/2″ | 18,2 |
| Rc3/4″ | 23,5 |
| Rc1″ | 29,8 |
Здесь диаметр отверстия критичен: слишком малое отверстие — метчик Rc закусывает и ломается, слишком большое — соединение не герметизируется и «проваливается» по глубине. При первом использовании партии сверлите пробное отверстие и проверяйте посадку калибром или самим штуцером.
Поправка на материал заготовки
Табличные диаметры рассчитаны на обычную конструкционную сталь. Реальный металл вносит свои коррективы:
- Нержавеющая сталь. Вязкая, склонна к наклёпу. Метчик режет с трудом, стружка «липнет». Берите отверстие на 0,1–0,2 мм больше табличного (полнота ~65–70 %), только кобальтовые метчики HSS-E или с покрытием, обильная СОЖ.
- Алюминий и сплавы. Мягкий, но стружка налипает на режущие кромки и «заваривает» канавки. Плюс 0,1–0,2 мм к диаметру, метчики с полированными канавками, лучше — с маслом, а не эмульсией.
- Чугун. Хрупкий, резьба крошится, стружка сыпучая. Отверстие строго по таблице или даже на 0,1 мм меньше — полнота 80–85 % компенсирует хрупкость витков. Работать почти насухо или с минимальной СОЖ (керосин).
- Латунь, бронза. Режутся отлично, метчик идёт легко. Диаметр по таблице. Латунь склонна «закусывать» — метчик не должен работать с рывками.
- Титан, жаропрочные сплавы. Самый тяжёлый случай. Полнота 55–65 %, то есть сверло на 0,2–0,3 мм больше табличного, метчики специальной геометрии, низкие обороты, обязательная обильная СОЖ, частое выворачивание для выхода стружки.
Глухие отверстия: считаем глубину сверления
Глухое отверстие — главный убийца метчиков. Метчик имеет заборный конус (3–5 ниток), который не формирует полную резьбу, а просто «заводит» инструмент. Плюс в тупике скапливается стружка, которую некуда выводить.
Правило расчёта:
Глубина сверления = длина резьбы + 3–5 шагов (запас под заборный конус) + 1–2 шага на стружечную полость.
Пример: нужно 20 мм резьбы M10 × 1,5 в глухом отверстии. Запас 4 шага = 6 мм, итого сверлить на глубину ≈ 26–27 мм (не считая фаску). Сверло с меткой на нужной глубине или упор на сверлильном станке обязательны — легко уйти глубже и просверлить деталь насквозь.
Для глухих отверстий берите метчики с укороченным заборным конусом (1,5–2 нитки) — они нарезают резьбу почти до самого дна. И регулярно выворачивайте метчик на пол-оборота назад, ломая стружку, особенно на вязких материалах.
Семь типичных ошибок
- Отверстие на 0,2–0,3 мм меньше нужного. Метчик перегружен → поломка. Причина — не таблица, а изношенное сверло, которое даёт отверстие меньше номинала. Сверлите новым инструментом или контролируйте диаметр калибром.
- Перекос метчика. Даже 1–2 градуса наклона на входе — и резьба «винтом», метчик ломается при первом же обороте под нагрузкой. Используйте вороток с направляющей, метчикодержатель на станке или резьбонарезной патрон с покачиванием.
- Нет фаски на входе. Острая кромка отверстия задирается, метчик «наезжает» на неё и уводит ось. Перед нарезанием снимите фаску зенковкой 1 × 45° диаметром чуть больше наружного диаметра резьбы.
- Работа без СОЖ. Сухое нарезание в стали — перегрев, наклёп, поломка. Минимум — масло или солидол, лучше специальная резьбонарезная смазка.
- Слишком высокие обороты. Метчик — не сверло. Ручной вороток: плавно, без рывков. На станке: 50–200 об/мин для M3–M12, ниже для крупных и вязких материалов.
- Нарезание в три прохода «до упора». Опускать метчик нужно без осевого давления — он сам «затягивается» по резьбе. Давление на входе — только первые 1–2 нитки.
- Экономия на метчике для нержавейки. Обычный Р6М5 в нержавейке умирает за пару отверстий. Кобальт Р6М5К5 или HSS-E с покрытием окупается на третьем отверстии.
Чек-лист перед нарезанием резьбы
- [ ] Определил резьбу и шаг (маркировка метчика или резьбомер)
- [ ] Выбрал диаметр сверла по таблице или формуле D = d − P
- [ ] Внёс поправку на материал (+0,1…0,3 мм для вязких)
- [ ] Для глухого отверстия посчитал глубину сверления с запасом
- [ ] Снял фаску 1 × 45° зенковкой
- [ ] Зажал метчик строго перпендикулярно (вороток/патрон)
- [ ] Обильно смазал СОЖ
- [ ] Нарезаю плавно, без осевого давления, с периодическим выворачиванием
- [ ] Проверил резьбу калибром-пробкой или болтом
FAQ
Вопрос: Какое сверло нужно под метчик М6? Ответ: Под стандартный шаг M6 × 1,0 — сверло 5,0 мм. Под мелкий шаг M6 × 0,75 — 5,2 мм.
Вопрос: Как рассчитать диаметр сверла под резьбу, если её нет в таблице? Ответ: По формуле D = d − P. Для M16 × 2,0: 16 − 2 = 14,0 мм. Для дюймовой: P = 25,4 / TPI, затем та же формула.
Вопрос: Почему метчик ломается в глухом отверстии? Ответ: Три причины: отверстие меньше нужного, стружка не выводится и заклинивает метчик, или метчик упирается в дно. Сверлите глубже на 3–5 шагов, используйте метчик с укороченным заборным конусом и выворачивайте инструмент для ломки стружки.
Вопрос: Можно ли взять сверло на 0,1 мм больше табличного? Ответ: Да, это безопасно: полнота профиля снизится на несколько процентов, прочность резьбы останется в допуске, а нагрузка на метчик уменьшится. А вот сверло на 0,1 мм меньше — уже риск.
Вопрос: Чем отличается сверло под метчик от подготовки под плашку? Ответ: Под метчик сверлится отверстие (внутренняя резьба), под плашку точится стержень (наружная резьба) диаметром примерно d − 0,1…0,2 мм от номинала. Это разные операции с разными таблицами.
Вопрос: Какой метчик выбрать для нержавейки? Ответ: Кобальтовый HSS-E (Р6М5К5) или с покрытием TiN/TiCN, с полированными канавками. Отверстие на 0,1–0,2 мм больше табличного, обороты минимальные, СОЖ — обязательно.
Нарезаете резьбу каждый день? В каталоге AGTEH — 981 метчик в наличии: метрические, дюймовые UNC/UNF, трубные G и Rc, машинные и ручные, из Р6М5, Р6М5К5 и твердосплавные. А под каждый из них найдётся сверло — 1758 позиций от 1 до 40 мм. Подберём комплект под вашу задачу.
📞 Звоните +7 (905) 350-43-77 📦 Каталог: https://agteh.ru/catalog/