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国标螺纹检验标准

时间:2020-12-29 09:20:22 点击次数:

NPT = Z;

PT  = R = BSPT = ZG;

G = BSP = PF;

螺纹零件广泛应用于机械产品,螺纹零件的功能是联接和传动。例如,车床主轴与卡盘的联接,方刀架上螺钉对刀具的紧固,丝杆与螺母的传动等。螺纹的种类很多,按牙型分有三角螺纹、梯形螺纹、方牙螺纹等。各种螺纹又有右旋、左旋和单线、多线之分,其中以单线、右旋的普通螺纹应用最广。
  一、螺纹的基本要素
  内外螺纹总是成对使用的,决定内外螺纹能否配合,以及配合的松紧程度,主要取决于牙型角α、螺距P和中径D2(d2)三个基本要素的精度。
  (1)牙型角α 是螺纹轴向剖面上的相邻两牙侧之间的夹角。普通螺纹的牙型角为α=60°。
  (2)中径D2(d2) 是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过螺纹牙厚与牙槽宽相等的地方。
  (3)螺距P 是相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。
  普通螺纹的标注:例M20
  M表示三角螺纹,牙型角α=60°;20表示螺纹外径为20mm;螺距P=2.5mm(查普通螺纹标准得到);单线、右旋(在螺纹标注中省略)。
  二、螺纹的车削加工
  1.传动原理
  车削螺纹时,为了获得准确的螺纹,必须用丝杆带动刀架进给,使工件每转一周,刀具移动的距离等于螺距。
  2.螺纹车刀及安装
  牙型角α的保证,取决于螺纹车刀的刃磨和安装。
  螺纹车刀刃磨的要求:
  1)车刀的刀尖角等于螺纹轴向剖面的牙型角α;
  2)前角γ0=0°,粗车螺纹为了改善切削条件,可用有正前角的车刀(γ0=
  5°~15°)。
  螺纹车刀安装的要求:
  1)刀尖必须与工件旋转中心等高。
  2)刀尖角的平分线必须与工件轴线垂直。因此,要用对刀样板对刀。
  3.机床调整及安装
  车刀装好后,应对机床进行调整,根据工件螺距的大小、查找车床标牌,选定进给箱手柄位置,脱开光杆进给机构,改由丝杆传动。选取较低的主轴转速,以便切削顺利,并有充分时间退刀。为使刀具移动均匀、平稳,须调整横溜板导轨间隙和小刀架丝杆与螺母的间隙。
  在车削过程中,工件对主轴如有微小的松动,即会导致螺纹形状或螺距的不准确,因此工件必须装夹牢固。
  4.操作方法
  螺纹中径是靠控制多次进刀的总切深量来保证的。车螺纹时每次切深量要小,而总切深量可根据计算的螺纹工作牙高(工作牙高=0.54×工件的螺距,单位为毫米),由中滑板刻度盘大致控制,并借助于螺纹量规来测量。
  车三角螺纹有三种方法,即直进法、左右切削法和斜向切削法。
  (1)直进法 用中滑板进刀,两刀刃和刀尖同时切削。此法操作方便,车出的牙型清晰,牙形误差小,但车刀受力大,散热差,排屑难,刀尖易磨损。适用于加工螺距小于2mm的螺纹,以及高精度螺纹的精车。
  (2)左右切削法 左右削法的特点是使车刀只有一个刀刃参加切削,在每次切深进刀的同时,用小刀架向左、向右移动一小段距离。这样重复切削数次,车至最后1~2刀时,仍采用直进法,以保证牙形正确,牙根清晰。此法适用于加工螺距较大的螺纹。
  (3)斜向切削法 将小刀架扳转一角度,使车刀沿平行于所车螺纹右侧方向进刀,使得车刀两刀刃中,基本上只有一个刀刃切削。此法切削受力小,散热和排屑条件较好,切削用量可大些,生产率较高。但不易车出清晰的牙形,牙形误差较大。一般适用于较大螺距螺纹的粗车。
  5.避免“乱扣”
  车螺纹时,车刀的移动是靠开合螺母与丝杆的啮合来带动的,一条螺纹槽需经过多次走刀才能完成。当车完一刀再车另一刀时,必须保证车刀总是落在已切出的螺纹槽中,否则就叫“乱扣”,致使工件报废。
  产生“乱扣”的主要原因是,车床丝杆的螺距P丝与工件的螺距P工不是整数倍而造成的。当P丝/P工=整数时,每次走刀之后,可打开“开合螺母”,车刀横向退出,纵向摇回刀架,不会发生“乱扣”。若P丝/P工≠整数时,则不能打开“开合螺母”,摇回刀架,而只能在车刀走刀一次之后,不打开“开合螺母”,只退出车刀,开倒车工件反转,使车刀回到起始位置。然后调节车刀的切入深度,再继续开顺车,主轴正转,进行下一次走刀。由于不打开“开合螺母”,对开螺母与丝杆始终啮合,车刀刀尖也就会准确地在一固定螺旋槽内切削,不会发生“乱扣”。
  6.三角螺纹的测量
  检验三角螺纹的常用量具是螺纹量规。螺纹量规是综合性检验量具,分为塞规和环规两种。塞规检验内螺纹,环规检验外螺纹,并由通规、止规两件组成一副。螺纹工件只有在通规可通过、止规通不过的情况下为合格,否则零件为不合格品。
  中国螺纹检测的误区
  中国技术人员的两个认识误区:
  1)螺纹检验的公差带原则:在螺纹标准中,有沿螺纹牙型分布的公差带图和各直径公差数值表。中国绝大多数的技术人员认为螺纹量规检验合格的产品,其螺纹牙型应该落在螺纹标准所规定的公差带范围内,螺纹质量应该没有问题。当发现合格产品的螺纹质量非常差时,他们不知所措,不知道问题出在那里。实际上,螺纹是一个复杂的几何体,它有许多技术参数。如果要完全控制螺纹在质量(采用公差带原则),则需要对螺纹的所有参数进行测量,这要花费大量的时间和高额的检测成本,这样做在实际生产中是行不通的。而且在不同的场合,螺纹的各个参数作用不同,要求也不同,某些参数可以利用生产工艺进行保障,而无须单独检验。目前,我国使用的螺纹通、止量规来源于1905年英国发明的泰勒原则。它的优点是经济性好、可以保证装配;缺点是螺纹的质量保证水平偏低,存在许多技术漏洞。中国应该认真地研究和借鉴美国的螺纹检验体系技术(标准),提高我国螺纹的制造水平。
  2)密封螺纹的量规检验与密封保证间的关系:中国绝大多数的技术人员认为螺纹量规检验合格的螺纹,其螺纹牙型应该落在螺纹标准所规定的公差带范围内,螺纹的密封性应该没有问题。可实际上,用量规所进行的螺纹检验与保障螺纹的密封性基本没有多大关系,螺纹检验仅仅保证了内、外螺纹间的装配位置关系。为保证螺纹的密封性,企业必须采取一定的内控措施。由于我国技术人员没有认识到这点,机械产品经常出现泄露现象,出口产品经常有退货发生,这些严重地影响了我国产品在国际市场的竞争能力。进入二十一世纪,ISO、欧洲和北美洲普遍增加了密封管螺纹的检测量规数量,我国应该跟上国际的最新变化,提高我国密封管螺纹的密封能力。
  60°螺纹国家标准
  常见的管螺纹主要包括以下几种:NPT、PT、G等。
  1)NPT是National(American)Pipe Thread的缩写,属于美国标准的60度椎管螺纹,用于北美地区,国标查阅GB/T12716-1991。
  2)PT(BSPT)是Pipe Thread 的缩写,是55度密封圆椎管螺纹,属于惠氏螺纹家族,多用于欧洲及英联邦国家,常用于水及煤气管行业,锥度1:16,国标查阅GB/T7306-2000。国内叫法为ZG.。
  3)G是55度非螺纹密封管螺纹,属惠氏螺纹家族。标记为G代表圆柱螺纹。国标查阅GB/T7307-2001。
  公制螺纹与英制螺纹的区别:
  公制螺纹用螺距来表示,美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示;
  公制螺纹是60度等边牙型,英制螺纹是等腰55度牙型,美制螺纹为等腰60度牙型;
  公制螺纹用公制单位(如mm),美英制螺纹用英制单位(如英寸);
  “行内人”通常用“分”来称呼螺纹尺寸,一英寸等于8分,1/4英寸就是2分,以此类推。
  螺纹塞环规用于测量外螺纹尺寸的正确性,通端为一件,止端为一件。止端环规在外圆柱面上有凹槽。当尺寸在100毫米以上时,螺纹环规为双柄螺纹环规型式。规格分为粗牙、细牙、管子螺纹三种。螺距为0.35毫米或更小的2级精度及高于2级精度的螺纹环规和螺距为0.8毫米或更小的3级精度的螺纹环规都没有止端。
  螺纹塞环规检验方法:如果被测螺纹能够与螺纹通规旋合通过,且与螺纹止规不完全旋合通过(螺纹止规只允许与被测螺纹两段旋合,旋合量不得超过两个螺距),就表明被测螺纹的作用中径没有超过其最大实体牙型的中径,且单一中径没有超出其最小实体牙型的中径,那么就可以保证旋合性和连接强度,则被测螺纹中径合格。
  1. 米制普通螺纹用大写M表示,牙型角2α=60°(α表示牙型半角);
  2. 米制普通螺纹按螺距分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种;
  2.1. 粗牙普通螺纹标记一般不标明螺距,如M20表示粗牙螺纹;细牙螺纹标记必须标明螺距,如M30×1.5表示细牙螺纹、其中螺距为1.5。
  2.2. 普通螺纹用于机械零件之间的连接和紧固,一般螺纹连接多用粗牙螺纹,细牙螺纹比同一公称直径的粗牙螺纹强度略高,自锁性能较好。
  3. 米制普通螺纹的标记:M20-6H、M20×1.5LH-6g-40,其中M 表示米制普通螺纹,20表示螺纹的公称直径为20mm,1.5表示螺距,LH表示左旋,6H、6g表示螺纹精度等级,大写精度等级代号表示内螺纹,小写精度等级代号表示外螺纹,40表示旋合长度;
  米制普通内螺纹的加工底孔直径可用下式作近似计算:d=D-1.0825P,其中D为公称直径,P为螺距。
  用螺纹密封的管螺纹(GB 7306与ISO7/1相同)
  1. 用螺纹密封的管螺纹不加填料或密封质就能防止渗漏。用螺纹密封的管螺纹有圆柱内螺纹和圆锥外螺纹、圆锥内螺纹和圆锥外螺纹两种连接形式。压力在0.5MPa以下时,用前一种连接已足够紧密,后一种连接通常只在高温及高压下采用。
  2.螺纹塞环规用螺纹密封的管螺纹内螺纹有圆锥、圆柱两种形式。外螺纹只有圆锥一种形式。牙型如下:锥度1:16,牙形角55°,旧螺纹标准示例:ZG3/8;
  3. 标记示例: 圆锥内螺纹 Rc 3/8 圆柱内螺纹 Rp3/8 圆锥外螺纹 R3/8 当螺纹为左旋螺纹时 Rc 3/8-LH(LH表示左旋螺纹)
  60°圆锥管螺纹(GB/T 12716-91)
  1. 该螺纹等效于美国国家标准ANSI B1.20.1中NPT螺纹部分。只有圆锥内螺纹和圆锥外螺纹一种连接形式。
  2. 60°圆锥管螺纹与55°圆锥管螺纹的相同点:
  2.1. 螺纹本身具有密封性。
  2.2. 圆锥角:1:16
  2.3. 通过控制基面距离(基准长度)来控制直径尺寸。
  2.4. 允许在螺纹副内加入密封物。
  3. 60°圆锥管螺纹与55°圆锥管螺纹的不同点:
  表4项目60°圆锥管螺纹 55°圆锥管螺纹 标记 NPT 3/8 Rc 3/8、Rp3/8、R3/8 牙型角 60° 55° 牙距不同
  4.螺纹塞环规 代号NPT即旧标准代号Z: 标记:NPT 3/8、NPT 3/8-LH,其中LH表示左旋。
  圆柱螺纹的主要几何参数
  ①外径(大径),与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。螺纹的公称直径即大径。
  ②内径(小径),与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。
  ③中径,母线通过牙型上凸起和沟槽两者宽度相等的假想圆柱体直径。
  ④螺距,相邻牙在半径线上对应两点间的轴向距离。
  ⑤导程,同一螺旋线上相邻牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
  ⑥牙型角,螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。
  ⑦螺纹升角,中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。
  ⑧工作高度,两相配合螺纹牙型上相互重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离等。螺纹的公称直径除管螺纹以管子内径为公称直径外,其余都以外径为公称直径。螺纹已标准化,有米制(公制)和英制两种。国际标准采用米制,中国也采用米制。
  圆柱螺纹中,三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种,一般联接多用粗牙螺纹。细牙的螺距小,升角小,自锁性能更好,常用于细小零件薄壁管中,有振动或变载荷的联接,以及微调装置等。管螺纹用于管件紧密联接。矩形螺纹效率高,但因不易磨制,且内外螺纹旋合定心较难,故常为梯形螺纹所代替。锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边,多用于承受单向轴向力。
  圆锥螺纹的牙型为三角形,主要靠牙的变形来保证螺纹副的紧密性,多用于管件。
  螺纹的划分
  螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹;
  按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹;
  按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹,三角形螺纹主要用于联接,矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动;
  按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹,一般用右旋螺纹;
  按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹;联接用的多为单线,传动用的采用双线或多线;
  按牙距的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等。
  各类螺纹牙形角
  1、普通螺纹、特种细牙螺纹、过渡配合螺纹、过盈配合螺纹、短牙螺纹、MJ螺纹、小螺纹、60°圆锥管螺纹、米制锥螺纹、:牙型角为60°
  2、方形螺纹:牙型角90°
  3、梯形螺纹、短牙梯形螺纹:牙型角为30°
  4、锯齿形螺纹:非对称牙型的螺纹,目前使用的牙侧角 有: 3°/30°、3°/45°、7°/45°、0°/45°等数种不同的锯齿形螺纹
  5、圆弧螺纹:常用的牙型角为30°或45°
  6、非螺纹密封的管螺纹、用螺纹密封的管螺纹、气瓶螺纹:牙型角为55°
  螺纹常识
  一、螺纹的标准:
  GB/T 中国标准
  ANSI 美国标准
  BS 英国标准
  DIN 德国标准
  JIS 日本标准
  二、螺纹的常用代号:
  1、英制螺纹
  BSW 英国标准螺纹 (粗牙) 螺纹牙形角55º
  BSF 英国标准螺纹 (细牙) 螺纹牙形角55º
  BA 英国协会螺纹 (电器螺纹) 螺纹牙形角47 º30ˊ
  G 英制直管螺纹 (BSP ) 螺纹牙形角55º
  RC 英制锥管外螺纹(BSPT) 螺纹牙形角55º 旧代号ZG KG
  R 英制锥管内螺纹(BSPT) 螺纹牙形角55º 旧代号ZG KG
  RP 英制直管内螺纹(BSPP) 螺纹牙形角55º
  2、美标螺纹
  UNC 美标粗牙 螺纹牙形角60º
  UNF 美标细牙 螺纹牙形角60º
  UNEF 美标超细牙 螺纹牙形角60º
  UN 美标不变螺距螺纹 螺纹牙形角60º
  UNS 美标特殊螺纹 螺纹牙形角60º
  NPT 美标锥管螺纹 螺纹牙形角60º 旧代号Z K
  NPSC 管接头直管内螺纹 螺纹牙形角60º
  NPTR 导杆连接用锥管螺纹 螺纹牙形角60º
  NPSM 设备自由配合,机械连接用直管螺纹 螺纹牙形角60º
  NPSL 带锁紧螺母的松配合机械连接用直管螺纹 螺纹牙形角60º
  NPSH 软管接头螺纹 螺纹牙形角60º
  NH 消防软管接头螺纹 螺纹牙形角60º
  NPTF 干密封锥管螺纹 螺纹牙形角60º(与NPT比较,尺寸角度一样,牙形尖一些)
  NPSF 干密封燃油直管内螺纹 螺纹牙形角60º
  NPSI 干密封普通直管内螺纹 螺纹牙形角60º
  ANPT 航空用美国牙形锥管螺纹 螺纹牙形角60º
  F-PTF 干密封锥管螺纹(细牙) 螺纹牙形角60º
  NGO 气瓶出口螺纹 螺纹牙形角60º
  NGT 气瓶用锥螺纹 螺纹牙形角60º1/16
  NGS 气瓶用直螺纹 螺纹牙形角60º
  SGT 气瓶用特殊锥螺纹 螺纹牙形角60º1/8
  0.650-19UNS安全装置螺纹 螺纹牙形角60º
  ACME 梯形螺纹 螺纹牙形角29º
  STUB ACME 标准短牙梯形螺纹 螺纹牙形角29º
  3、米制螺纹
  M 米制螺纹 螺纹牙形角60º
  ZM 米制锥管螺纹 螺纹牙形角60º
  Tr(T) 梯形锥管螺纹 螺纹
  螺纹的一些常识
  1 英寸制统一螺纹的识别
  英寸制统一螺纹,在英寸制国家广泛采用,该类螺纹分三个系列:粗牙系列UNC,细牙系列UNF,特细牙系列UNFF,外加一个定螺距系列UN。
  标注方法:螺纹直径—每英寸牙数 系列代号—精度等级
  示例:粗牙系列 3/8—16 UNC—2A
  细牙系列 3/8—24 UNF—2A
  特细牙系列 3/8—32 UNFF—2A
  定螺距系列 3/8—20 UN—2A
  第一位数字3/8表示螺纹外径,单位为英寸,转换为米制单位mm要乘以25.4,即3/8×25.4=9.525mm;第二、三位数字16、24、32、 20为每英寸牙数(在25.4mm长度上的牙数);第三位以后的文字代号UNC、UNF、UNFF、UN为系列代号,最后两位2A为精度等级。
  2、55°圆锥管螺纹的转化
  55°圆锥管螺纹,是指螺纹的牙型角为55°、螺纹具有1:16的锥度。该系列螺纹在世界上应用广泛,它的代号,各国规定不同,见下表。按下表中的国外代号转化为我国代号。
  国别 代号
  中国 ZG、R(外螺纹)
  英国 BSPT、 R(外螺纹)、Rc(内螺纹)
  法国 G(外螺纹)、R(外螺纹)
  德国 R(外螺纹)
  日本 PT、R
  ISO R(外螺纹)、Rc(内螺纹)
  3、55°圆柱管螺纹的转化
  55°圆柱管螺纹,来源于英寸制系列,但米制和英寸制国家均广泛采用,用于输送液体经、气体和安装电线的管接头与管子的联接,然而,各国的代号不同,应按下表(对照表)中的国外代号转化为我国代号,现将各国的55°圆柱管螺纹代号列于下表。
  国别 代号
  中国 G
  日本 G、PF
  英国 BSP、BSPP
  法国 G
  德国 R(内螺纹)、K(外螺纹)
  前苏联 G、TPУБ
  ISO Rp
  4、55°梯形螺纹的转化
  梯形螺纹是指牙型角为30°的米制梯形螺纹。该系列螺纹,国内外比较统一,其代号也相当一致,螺纹代号见下表。
  国别 代号
  中国 T(旧) Tr(新)
  ISO Tr
  德国 Tr
  前苏联 Tr
  5 60°圆锥管螺纹的转化
  60°圆锥管螺纹是指牙型角为60°、螺纹锥度为1:16的管螺纹,此系列螺纹在我国机床行业和美国、前苏联应用。它的代号,我国过去规定为K,后来规定为Z,现在改为NPT。螺纹代号对照表见下表。
  国别 代号
  中国 Z(旧) NPT(新)
  美国 NPT
  苏联 B
  电镀普通国标螺纹检验
  内螺纹:镀前用6 g 镀后用6h 螺纹塞规
  工艺控制:
  1.螺纹孔底孔深度符合相应要求,用专用针规检测,通规通止规止
  2结合电镀要求及镀层厚度计算出螺纹镀前尺寸精度,用相应螺纹精度要求丝锥攻丝
  3.攻牙后首先目视牙型表面外观,是否有烂牙,花牙现象,再检验有效螺纹深度符合图纸要求,并用对应镀前机加螺纹通止规检验
  4.攻牙后内螺纹小检测,理论上攻牙后螺纹小径用相对应底孔大小通止规检测保证攻牙后仍然通规通,止规止,这样可以完全保证有效螺纹强度,以及拧紧扭力矩要求
  5镀后螺纹检验,按客户要求精度要求之等级螺纹规检验通规通止规止,并注意控制螺纹小径,以及镀层厚度是否符合之前预算要求
  螺纹止规控制原则及薄壁件产品止规检验标准:
  止规最大旋合量不能超过两牙,少于三牙的薄壁件产品螺纹以螺纹止规不能完全旋合通过为准
  外螺纹:镀前用6G 镀后用6H 螺纹环规
  总之,需电镀螺纹控制需从以上几点综合环节控制,还要经过工艺流程验证OK才能实施,只有各项环节均符合特定要求才能保证螺纹符合客户要求
  如工艺未控制好的话,只有镀后再统一全检螺纹回牙,会浪费加工时间或是无法满足客户要求
  工艺问题,一般要经过镀的螺纹都要控制镀前尺寸和镀后尺寸,要根据螺纹的镀层厚度计算出螺纹的镀前尺寸,在加工螺纹时按镀前尺寸进行,镀后零件才会合格,其方法是,先按标准确定螺纹的尺寸,镀前尺寸(假设是外螺纹)等于查到地尺寸减去镀层厚度,主要镀层是双面的,按三角法可计算出来,告诉你吧,是4倍的关系,通过简单的尺寸链就算出来了。最好有镀前螺纹环规进行镀前检查。这样镀后的合格率是100%的




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