各種螺紋的識別與檢測

余誠英

(無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇無錫 214028)

在實際生產(chǎn)中，要根據(jù)英制、美制和米制螺紋的特點，妥善地處理3種螺紋的使用問題。我國大多采用米制螺紋，基本不了解英制和美制螺紋標準及其技術(shù)體系，現(xiàn)在，有必要加強對英制和美制螺紋的認識。

1 國內(nèi)外常用螺紋種類及識別

螺紋按其使用情況分為3大類:緊固連接螺紋、傳動連接螺紋及管螺紋。每類螺紋實行的標準卻有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)的識別

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

1.2 美制統(tǒng)一螺紋(IS0263)的識別

美制統(tǒng)一螺紋是參照英制惠氏螺紋標準制定的，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。標記方式:公稱直徑+螺紋牙數(shù)+螺紋系列代號+公差系列代號+檢驗體系代號。例如:3/8－24UNF－2A(21)，5/16－28UN，3/8－16UNC，其中UNF表示細螺紋，UNC表示粗螺紋，UN表示常規(guī)螺紋。識別見圖2。

1.3 英制惠氏螺紋(BS84)的識別

惠氏螺紋標準是世界上第一份螺紋標準，后來的各標準基本上都是參照惠氏螺紋標準技術(shù)體系而制定的。但惠氏螺紋最大的問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一定的困難，然而卻是惠氏螺紋創(chuàng)始人為實現(xiàn)技術(shù)壟斷而特意制定的。英制惠氏螺紋是按照英國國標BS84生產(chǎn)，標記方式:公稱尺寸+牙數(shù)+螺紋系列代號+旋向代號+公差帶代號+內(nèi)螺紋或外螺紋。例如:1/4in.－20B.S.W.－LH(close)bolt。識別見圖3。

1.4 美制管螺紋的識別

美制管螺紋分一般密封管螺紋、干密封管螺紋(無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合、加工精度、裝配和檢測技術(shù)等原因的不同，目前的管螺紋標準無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，一般對外保密。密封管螺紋具有機械連接和密封兩大功能，而非密封管螺紋僅有機械連接一種功能，故密封管螺紋的精度嚴于非密封管螺紋。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標準生產(chǎn)。標記方式:螺紋特征代號+螺紋尺寸代號+旋向代號。例如:3/8NPT－LH。識別見圖4。

1.5 英制管螺紋(ISO7/1)的識別

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，使用時要在螺紋副中加入密封填料。英制管螺紋體系沒有干密封管螺紋，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標準的螺紋。標記方式:螺紋特征代號+螺紋尺寸代號+旋向代號。例如:Rc3/4 LH。識別見圖5。

2 螺紋參數(shù)的確定與測量

2.1 螺紋公稱直徑的測量

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。推薦用游標卡尺夾卡螺紋，將測量值與螺紋參數(shù)手冊對比，可以初步確定其規(guī)格。如圖6所示。

2.2 螺距的測量

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

公制螺距等于從一個螺紋的牙頂?shù)较噜徛菁y牙頂之間的測量距離，通常以毫米為單位。英制螺距測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個螺紋。

推薦使用55°或60°螺紋樣板測量螺距，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牙，1英寸等于25.4 mm。

2.3 螺紋中徑的測量

螺紋中徑是—與螺紋同軸的假想圓柱體。其上下母線通過牙型上牙凹和牙凸寬度相等時，該圓柱體的直徑稱為中徑。單一中徑是通過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假想螺紋的中徑，它在規(guī)定旋合長度上，正好能夠包容螺紋的實際輪廓，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。當螺紋為理想基本牙形時，單一中徑和中徑的數(shù)值相等。作用中徑則是在配合中實際起作用的中徑，作用中徑的大小將直接影響螺紋工作時的旋合性。

螺紋中徑的檢測分作用中徑測量與單一中徑測量。作用中徑的檢驗方法主要采用通、止規(guī)檢驗，是旋合性的檢驗，某些單項參數(shù)誤差較大的螺紋件可以通過通、止規(guī)檢驗而不被發(fā)現(xiàn)。大多數(shù)的技術(shù)人員認為螺紋量規(guī)檢驗合格的產(chǎn)品，其螺紋牙型應(yīng)該落在螺紋標準所規(guī)定的公差帶范圍內(nèi)，螺紋質(zhì)量被認為是有保證的。實際上，實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，所測單一中徑的數(shù)值依據(jù)標準進行判斷螺紋合格與否。

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

推薦使用螺紋千分尺測量，如圖9。使用方法與一般的外徑千分尺相似，它有兩個可調(diào)換的測量頭，在測量時，兩個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際尺寸。

隨著科技的發(fā)展，不論采用單項參數(shù)檢測或綜合測量，都應(yīng)該努力提高對國內(nèi)外螺紋類型的識別，提高螺紋檢測水平，提高螺紋制造水平，使我國螺紋件產(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、英制螺紋標準手冊［S］.北京:中國標準出版社，2004.

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