AG螺紋中徑的分析及測(cè)量要素研究

楊引鋒，陶保平，翟婷婷，王 斐，劉 娜

（中國(guó)航發(fā)西安動(dòng)力控制科技有限公司，陜西 西安 710077）

AG螺紋是過(guò)盈螺紋的一種，是采用中徑過(guò)盈方法進(jìn)行牢固連接的螺紋，采用了與普通螺紋相同的基本牙型，并從普通螺紋的直徑與螺距系列中選取了部分尺寸作為過(guò)盈螺紋的尺寸，部分要素有所區(qū)別，尤其是過(guò)盈螺紋精度的要求和配合要求及對(duì)于螺紋裝配的要求更有特色。過(guò)盈螺紋利用其中徑的過(guò)盈量將外螺紋牢固的固定在螺孔之中。該形式的螺紋被廣泛應(yīng)用在航空、航天等行業(yè)[1]。文章對(duì)AG螺紋的中徑進(jìn)行了理解性分析以及影響螺紋中徑的因素進(jìn)行了研究，對(duì)于加工過(guò)程中控制螺紋合格性有很大的指導(dǎo)意義。

1 AG螺紋中徑有關(guān)概念的理解及影響因素

中徑的定義：一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽和突起寬度相等的地方，該假想圓柱稱為中徑圓柱。圖1：

圖1 型面圖

1.1 單一中徑

實(shí)際螺紋中一個(gè)假象圓柱的直徑，該圓柱母線通過(guò)牙型上溝槽寬度等于L/2基本螺距的地方。由于單一中徑只限槽寬等于基本螺距的一半，所以當(dāng)螺紋存在螺距誤差時(shí)，單一中徑處的牙厚不等于基本螺距的一半[2]。

圖2 單一中徑示圖

1.2 實(shí)際中徑

實(shí)際螺紋具有的中徑。是一個(gè)假象圓柱的直徑，此圓柱的母線穿過(guò)牙型，使槽寬和牙厚相等。這也是一般出現(xiàn)的“螺紋中徑”的定義。由于實(shí)際螺紋存在誤差（主要是螺距誤差和中徑本身的誤差），實(shí)際中徑圓柱母線穿過(guò)牙型的槽寬和牙厚不等于基本螺距的一半。當(dāng)有螺距增大誤差（正誤差）時(shí)，實(shí)際中徑的槽寬和牙厚將大于基本螺距的一半；當(dāng)有螺距減小誤差（負(fù)誤差）時(shí)，其實(shí)際中徑的槽寬和牙厚將小于基本螺距的一半。

1.3 作用中徑

作用中徑是指在規(guī)定的旋合長(zhǎng)度內(nèi)，恰好包容實(shí)際螺紋的一個(gè)假象螺紋的中徑。這是在螺距誤差、牙型半角誤差綜合影響下形成的實(shí)際中徑，是螺紋旋合時(shí)起作用的中徑。

圖3 作用中徑示圖

1.4 AG螺紋中徑誤差的影響因素

影響AG螺紋裝配的主要因素是中徑誤差、螺距誤差和牙型半角誤差。由于作為主要配合尺寸的中徑公差是按照?qǐng)A柱配合時(shí)直徑公差來(lái)考慮的，它包括了螺距和牙型角所引起的形狀誤差，因此，中徑、螺距和牙型角是相互影響、相互制約的。也就是說(shuō)，螺距誤差和牙型半角誤差會(huì)影響螺紋的旋合性，但是這種影響會(huì)以一定數(shù)值作為補(bǔ)償值體現(xiàn)在螺紋中徑上，所以螺距誤差和牙型半角誤差是影響螺紋中徑的因素。

2 AG螺紋的測(cè)量要素

AG螺紋的測(cè)量，首先要進(jìn)行分組，標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定的分組原則。

2.1 AG螺紋分組原則

HB6545中AG外螺紋在螺紋長(zhǎng)度的中部按單一中徑分組，內(nèi)螺紋按作用中徑分組。

HB243中外螺紋在螺紋長(zhǎng)度的中部按作用中徑（考慮螺距和牙型半角誤差的中徑的補(bǔ)償值）分組，不包括鍍層。允許外螺紋在螺紋長(zhǎng)度中部按單一中徑（不考慮螺距和牙型半角誤差的中徑的補(bǔ)償值）分組，但必須包括鍍層，內(nèi)螺紋按航空業(yè)螺紋工具標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的分組塞規(guī)（即作用中徑）進(jìn)行。按單一中徑分組，一般采用準(zhǔn)確性較高，測(cè)試誤差較小的三針?lè)纸M方法。按作用中徑分組，一般采用分組塞規(guī)或環(huán)規(guī)進(jìn)行分組，但量規(guī)制造困難。梳卡分組測(cè)量誤差較大，頁(yè)容易損傷鍍層，一般不予采用。對(duì)于采用單一中徑分組的，在保證裝配扭矩符合過(guò)硬螺紋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的前提下，為了檢測(cè)方便、提高效率也可用螺紋分組綜合量規(guī)進(jìn)行分組，但必須保證裝配和制造分組方法一致。

2.2 螺紋中徑的測(cè)量

由于我公司螺紋綜合分組儀在設(shè)計(jì)制造所存在的問(wèn)題，使對(duì)表不穩(wěn)，測(cè)量不準(zhǔn)，影響分組，質(zhì)量難保。所以目前采用的是三針?lè)纸M測(cè)量。

用三針?lè)纸M測(cè)量須按以下方法扣除因螺距和牙型半角誤差的中徑補(bǔ)償值。

由三角形幾何關(guān)系可知：ft=1.732△t、fα/2=0.364△α/2、d2′=d2-ft-fα/2、M=d2+3d-0.866t

其中：d2：標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的中徑即作用中徑；d2′：用三針檢查的中徑；M：用三針檢查時(shí)千分尺直接讀數(shù)；ft：裝配時(shí)由于△t影響需對(duì)中徑的補(bǔ)償值；fα/2：裝配時(shí)由于△α/2影響需對(duì)中徑的補(bǔ)償值；△t：螺距t最大累計(jì)誤差；△α/2：牙型半角誤差，指同一牙型兩半角（最大誤差絕對(duì)值的平均值）；d：三針鋼針直徑；t：螺距。

根據(jù)多批投產(chǎn)零件，投影檢查△t、△α/2得出其絕對(duì)值的平均數(shù)。見下表1、表2：

表1 半角誤差△α/2需中徑d2的補(bǔ)償值單位：μm

15′′ 2.73 3.82 4.37 5.46 6.8316′′ 2.91 4.08 4.66 5.82 7.2817′′ 3.1 4.33 4.95 6.19 7.7418′′ 3.28 4.59 5.24 6.55 8.1919′′ 3.46 4.84 5.53 6.91 8.6520′′ 3.64 5.1 5.82 7.28 9.121′′ 3.82 5.35 6.12 7.64 9.5622′′ 4 5.61 6.14 8 1023′′ 4.19 5.86 6.69 8.37 10.4724′′ 4.37 6.12 6.99 8.74 10.9225′′ 4.55 6.37 7.28 9.1 11.3826′′ 4.73 6.62 7.57 9.46 11.8327′′ 4.91 6.88 7.86 9.83 12.2928′′ 5.1 7.13 8.15 10.19 12.7429′′ 5.28 7.4 8.44 10.6 13.1930′′ 5.47 7.64 8.74 10.92 13.65

表2 螺距誤差△t需中徑d2補(bǔ)償值ft 單位：μm

2.3 AG螺紋形狀的測(cè)量

AG螺紋除了測(cè)量中徑尺寸外，還要求中徑不允許有倒錐度。如圖4是加工錯(cuò)誤示例，當(dāng)螺紋加工成倒錐時(shí)，參與配合的螺紋長(zhǎng)度減少，當(dāng)擰入時(shí)由于磨損容易造成裝配扭矩不夠或產(chǎn)生松動(dòng)，影響裝配質(zhì)量。倒錐度的具體要求見表3，在生產(chǎn)過(guò)程中須對(duì)倒錐度進(jìn)行抽樣檢查。

表3 中徑錐度公差和中徑圓度公差

圖4 AG螺紋錯(cuò)誤示例

除此之外，在生產(chǎn)過(guò)程中，還需對(duì)螺紋牙底圓弧半徑進(jìn)行抽樣檢查，對(duì)于螺紋中徑及大徑一般進(jìn)行100%檢查。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)AG螺紋中徑的分析及測(cè)量要素的研究，主要目的是正確的理解AG螺紋在裝配中起關(guān)鍵作用的要素，只有正確的理解裝配要求，才能很好的做好工藝技術(shù)工作，時(shí)刻正確的指導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，加工好滿足裝配要求的產(chǎn)品，是工藝技術(shù)人員永恒的追求。