余誠(chéng)英

(無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇無(wú)錫 214028)

在實(shí)際生產(chǎn)中，要根據(jù)英制、美制和米制螺紋的特點(diǎn)，妥善地處理3種螺紋的使用問(wèn)題。我國(guó)大多采用米制螺紋，基本不了解英制和美制螺紋標(biāo)準(zhǔn)及其技術(shù)體系，現(xiàn)在，有必要加強(qiáng)對(duì)英制和美制螺紋的認(rèn)識(shí)。

1 國(guó)內(nèi)外常用螺紋種類及識(shí)別

螺紋按其使用情況分為3大類:緊固連接螺紋、傳動(dòng)連接螺紋及管螺紋。每類螺紋實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)卻有3種，有米制螺紋、美制螺紋及英制螺紋(惠氏螺紋)，其中管螺紋只有美制管螺紋及英制管螺紋兩種。

1.1 米制螺紋(IS0261)的識(shí)別

米制螺紋來(lái)源于美國(guó)統(tǒng)一螺紋的米制化，其公差帶融合了德國(guó)和俄羅斯米制螺紋的公差值形成了新的公差體系。標(biāo)記方式:螺紋特征代號(hào)+公稱直徑×螺距+公差代號(hào)。例如:M15×1.5－7g，M18×1.5－7H。識(shí)別見圖1。

1.2 美制統(tǒng)一螺紋(IS0263)的識(shí)別

美制統(tǒng)一螺紋是參照英制惠氏螺紋標(biāo)準(zhǔn)制定的，在直徑、螺距系列和公差方面與英制惠氏螺紋很接近，但牙型角為60°，削平高度為Ⅱ/8，不同于英制惠氏螺紋(牙型角55°，削平高度為Ⅱ/6)，目的則為避開惠氏螺紋圓弧牙頂和牙底的加工困難。標(biāo)記方式:公稱直徑+螺紋牙數(shù)+螺紋系列代號(hào)+公差系列代號(hào)+檢驗(yàn)體系代號(hào)。例如:3/8－24UNF－2A(21)，5/16－28UN，3/8－16UNC，其中UNF表示細(xì)螺紋，UNC表示粗螺紋，UN表示常規(guī)螺紋。識(shí)別見圖2。

1.3 英制惠氏螺紋(BS84)的識(shí)別

惠氏螺紋標(biāo)準(zhǔn)是世界上第一份螺紋標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)的各標(biāo)準(zhǔn)基本上都是參照惠氏螺紋標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系而制定的。但惠氏螺紋最大的問(wèn)題是其牙型的牙頂和牙底為圓弧狀，給螺紋刀具和量具的制造帶來(lái)一定的困難，然而卻是惠氏螺紋創(chuàng)始人為實(shí)現(xiàn)技術(shù)壟斷而特意制定的。英制惠氏螺紋是按照英國(guó)國(guó)標(biāo)BS84生產(chǎn)，標(biāo)記方式:公稱尺寸+牙數(shù)+螺紋系列代號(hào)+旋向代號(hào)+公差帶代號(hào)+內(nèi)螺紋或外螺紋。例如:1/4in.－20B.S.W.－LH(close)bolt。識(shí)別見圖3。

1.4 美制管螺紋的識(shí)別

美制管螺紋分一般密封管螺紋、干密封管螺紋(無(wú)需密封填料即可密封)、非密封管螺紋。由于密封管螺紋適用場(chǎng)合、加工精度、裝配和檢測(cè)技術(shù)等原因的不同，目前的管螺紋標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法保證所有的螺紋件都能密封。所以現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)針對(duì)自己的產(chǎn)品，各公司或行業(yè)制定自己的內(nèi)控措施，一般對(duì)外保密。密封管螺紋具有機(jī)械連接和密封兩大功能，而非密封管螺紋僅有機(jī)械連接一種功能，故密封管螺紋的精度嚴(yán)于非密封管螺紋。雖密封管螺紋能與非密封管螺紋旋合，但不再具備密封作用。美制管螺紋有兩種配合方式:圓錐內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋配合，圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋配合。美制管螺紋是按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。標(biāo)記方式:螺紋特征代號(hào)+螺紋尺寸代號(hào)+旋向代號(hào)。例如:3/8NPT－LH。識(shí)別見圖4。

1.5 英制管螺紋(ISO7/1)的識(shí)別

起源于英制惠氏螺紋，按1/16錐度關(guān)系(大約錐度1°47')，惠氏螺紋的徑向直徑公差轉(zhuǎn)化為英制密封管螺紋的軸向牙數(shù)公差。英制管螺紋分英制密封管螺紋(Rc、Rp、R1、R2)和英制非密封管螺紋(G)。英制密封管螺紋為一般用途的密封管螺紋，使用時(shí)要在螺紋副中加入密封填料。英制管螺紋體系沒(méi)有干密封管螺紋，其內(nèi)螺紋有圓錐內(nèi)螺紋(Rc)和圓柱內(nèi)螺紋(Rp)之分，外螺紋只有圓錐外螺紋，但分R1與Rp配合使用、R2與Rc配合使用。英制密封管螺紋是按ISO7－1生產(chǎn)的螺紋，等同于 DIN 2999，BS21，JISB0203標(biāo)準(zhǔn)的螺紋。標(biāo)記方式:螺紋特征代號(hào)+螺紋尺寸代號(hào)+旋向代號(hào)。例如:Rc3/4 LH。識(shí)別見圖5。

2 螺紋參數(shù)的確定與測(cè)量

2.1 螺紋公稱直徑的測(cè)量

螺紋公稱直徑是代表螺紋尺寸的直徑，指螺紋大徑的基本尺寸。

公制螺紋直徑用毫米表示，英制螺紋直徑用英寸表示。推薦用游標(biāo)卡尺夾卡螺紋，將測(cè)量值與螺紋參數(shù)手冊(cè)對(duì)比，可以初步確定其規(guī)格。如圖6所示。

2.2 螺距的測(cè)量

螺距是相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。更方便的方法是測(cè)量牙頂之間的距離，如圖7。

公制螺距等于從一個(gè)螺紋的牙頂?shù)较噜徛菁y牙頂之間的測(cè)量距離，通常以毫米為單位。英制螺距測(cè)量通常指一英寸距離內(nèi)的的螺紋數(shù)量，即螺紋/英寸(TPI)，如12 TPI即指一英寸距離內(nèi)有12個(gè)螺紋。

推薦使用55°或60°螺紋樣板測(cè)量螺距，如圖8所示。找牙距相近的螺紋樣板去跟螺紋吻合，能恰好吻合(牙側(cè)無(wú)間隙)的值即為其螺距。注意:60°螺紋樣板上的數(shù)字(螺距)單位為毫米;55°螺紋樣板上的數(shù)字表示每英寸多少個(gè)牙，1英寸等于25.4 mm。

2.3 螺紋中徑的測(cè)量

螺紋中徑是—與螺紋同軸的假想圓柱體。其上下母線通過(guò)牙型上牙凹和牙凸寬度相等時(shí)，該圓柱體的直徑稱為中徑。單一中徑是通過(guò)牙形上牙凹寬度等于基本螺距一半位置上，并與螺紋同軸的假想圓柱體的直徑。作用中徑是一個(gè)具有全牙高，但在牙頂和牙底留有間隙，并具有理論螺距和半角的那一個(gè)假想螺紋的中徑，它在規(guī)定旋合長(zhǎng)度上，正好能夠包容螺紋的實(shí)際輪廓，所以也稱配合中徑。從定義可見，中徑與單一中徑的區(qū)別是假想圓柱體在牙形溝槽上寬度的不同。當(dāng)螺紋為理想基本牙形時(shí)，單一中徑和中徑的數(shù)值相等。作用中徑則是在配合中實(shí)際起作用的中徑，作用中徑的大小將直接影響螺紋工作時(shí)的旋合性。

螺紋中徑的檢測(cè)分作用中徑測(cè)量與單一中徑測(cè)量。作用中徑的檢驗(yàn)方法主要采用通、止規(guī)檢驗(yàn)，是旋合性的檢驗(yàn)，某些單項(xiàng)參數(shù)誤差較大的螺紋件可以通過(guò)通、止規(guī)檢驗(yàn)而不被發(fā)現(xiàn)。大多數(shù)的技術(shù)人員認(rèn)為螺紋量規(guī)檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品，其螺紋牙型應(yīng)該落在螺紋標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的公差帶范圍內(nèi)，螺紋質(zhì)量被認(rèn)為是有保證的。實(shí)際上，實(shí)際螺紋的中徑在該中徑公差帶范圍內(nèi)，該螺紋不一定合格;實(shí)際螺紋的中徑不在該中徑公差帶范圍內(nèi)，該螺紋有可能是合格的。目前更多的企業(yè)開展了螺紋單一中徑檢測(cè)，所測(cè)單一中徑的數(shù)值依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷螺紋合格與否。

螺紋單一中徑定義了一個(gè)螺紋產(chǎn)品的最小實(shí)體極限，是螺紋生產(chǎn)中最主要的控制基準(zhǔn)，是螺紋設(shè)計(jì)中幾乎所有數(shù)學(xué)計(jì)算式的參數(shù)，例如:抗拉強(qiáng)度、剪切力、靜應(yīng)力、延展率、疲勞強(qiáng)度等。螺紋產(chǎn)品是否合格，測(cè)量單一中徑值是最重要的指標(biāo)，只有保證中徑一致才能保證螺紋工作過(guò)程中的扭矩和預(yù)緊性能。

推薦使用螺紋千分尺測(cè)量，如圖9。使用方法與一般的外徑千分尺相似，它有兩個(gè)可調(diào)換的測(cè)量頭，在測(cè)量時(shí)，兩個(gè)跟牙型相同的觸頭正好卡在螺紋的牙型面，所得的千分尺讀數(shù)就是該螺紋的中徑實(shí)際尺寸。

隨著科技的發(fā)展，不論采用單項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)或綜合測(cè)量，都應(yīng)該努力提高對(duì)國(guó)內(nèi)外螺紋類型的識(shí)別，提高螺紋檢測(cè)水平，提高螺紋制造水平，使我國(guó)螺紋件產(chǎn)品真正走上規(guī)范的良性發(fā)展道路。

［1］李曉斌.公制、美制、英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

［2］高延新，高金良.螺紋精度與檢測(cè)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012.