公差配合與測量技術(shù) 課件 項(xiàng)目十普通螺紋公差及檢測

項(xiàng)目十

普通螺紋公差及檢測學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、了解普通螺紋的主要幾何參數(shù)對互換性的影響；2、掌握螺紋的公差帶及其配合類型，能夠按照要求選擇普通螺紋的公差帶及其配合；3、能夠運(yùn)用專業(yè)工具和儀器對普通螺紋進(jìn)行檢測。學(xué)習(xí)任務(wù)描述如圖所示的內(nèi)、外螺紋構(gòu)件，其螺紋標(biāo)注如圖所示，現(xiàn)需明確螺紋精度的具體要求，并選擇相應(yīng)的檢具。任務(wù)分析要完成此任務(wù)，就需要學(xué)習(xí)掌握螺紋的幾何參數(shù)及其公差配合規(guī)范知識、螺紋代號及其標(biāo)注知識。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋基礎(chǔ)知識1）按用途分（分兩類）：連接螺紋（密封螺紋）、傳動螺紋連接螺紋的牙型為三角形；傳動螺紋的牙型有梯形、矩形、鋸齒形等。常見的連接螺紋有：普通螺紋和管螺紋普通螺紋的牙型角為60°管螺紋的牙型角有55°、60°等，如55°非密封管螺紋G3/4,60°圓錐管螺紋NPT3/4。螺紋的分類2）按牙型分：三角形螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋等。公制螺紋的螺紋尺寸單位為米制（毫米）英制螺紋的螺紋尺寸單位為英制（英寸）任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋基礎(chǔ)知識普通螺紋基本參數(shù)大徑、小徑、中徑、螺距、導(dǎo)程、單一中徑、牙型高度、牙型角、牙型半角任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋基礎(chǔ)知識普通螺紋基本牙型D2(d2)=D(d)-0.6495PD1(d1)=D(d)-1.0825PH1(牙型高度）=0.5413P任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋基礎(chǔ)知識導(dǎo)程

米制螺紋:Ph

寸制螺紋:L升角米制螺紋:φ

寸制螺紋:λ任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋基礎(chǔ)知識螺紋旋合長度螺紋旋合長度L是指兩個相互配合螺紋的有效螺紋相互接觸的軸向長度。螺紋旋向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋，稱為右旋螺紋。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)旋入的螺紋，稱為左旋螺紋。當(dāng)把零件沿軸線垂直放置時(shí)，螺紋旋線左端高于右端時(shí)，即為左旋螺紋；而當(dāng)右端旋線高于左端時(shí)，即為右旋螺紋。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響影響螺紋互換性的主要幾何參數(shù)是中徑、螺距和牙型半角。1）中徑偏差對互換性的影響中徑偏差是指中徑實(shí)際尺寸與其基本尺寸之差。內(nèi)、外螺紋旋合時(shí)，相互作用集中在牙型側(cè)面上，因此，中徑的差異將直接影響牙型側(cè)面的接觸狀態(tài)。若外螺紋的中徑大于內(nèi)螺紋的中徑，內(nèi)、外螺紋就會產(chǎn)生干涉，難以旋合；若外螺紋的中徑小于內(nèi)螺紋的中徑，又會使螺紋結(jié)合過松，影響連接的可靠性。因此，加工螺紋牙型時(shí)，應(yīng)當(dāng)對中徑誤差加以控制。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響2）螺距偏差對互換性的影響螺距偏差是指螺距的實(shí)際值與其基本值之差。螺距偏差主要影響螺紋的旋合性和連接強(qiáng)度。螺距偏差包括單個螺距偏差和累積螺距偏差。其中，累積螺距偏差是指在規(guī)定的螺紋長度內(nèi)，任意兩牙體間的實(shí)際累積螺距值與其基本累積螺距值之差中絕對值最大的那個偏差，它與旋合長度有關(guān)，對互換性的影響更為明顯。因此，下面僅討論累積螺距偏差對互換性的影響。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響假定內(nèi)螺紋具有基本牙型，外螺紋的中徑及牙型半角與內(nèi)螺紋相同，但外螺紋的螺距有偏差，且外螺紋的螺距比內(nèi)螺紋的螺距大。假定在n個螺牙長度上，累積螺距偏差為ΔP_Σ，則內(nèi)、外螺紋的牙型將產(chǎn)生干涉（見圖10-6（a）中交叉剖面線部分），從而無法旋合。為使內(nèi)、外螺紋能夠旋合，可將外螺紋的中徑減小一個數(shù)值f_p（或?qū)?nèi)螺紋的中徑加大一個數(shù)值f_p）。這個f_p值是為補(bǔ)償累積螺距偏差的影響而折算到中徑上的數(shù)值，稱為螺距偏差中徑當(dāng)量。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響螺距偏差中徑當(dāng)量fp任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響3)牙型半角偏差對互換性的影響牙型半角偏差是指實(shí)際牙型半角與理論牙型半角之差，它也會影響螺紋的旋合性和連接強(qiáng)度。如圖10-7所示，螺紋的牙型半角誤差。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響假設(shè)內(nèi)螺紋具有基本牙型，外螺紋的中徑及螺距與內(nèi)螺紋的相同，且都沒有偏差，但外螺紋的牙型半角有偏差，則內(nèi)外螺紋旋合時(shí)，在牙側(cè)將會產(chǎn)生干涉，難以旋合，如圖10-8所示，牙型半角偏差對互換性的影響，剖面線部分表示產(chǎn)生干涉處。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—

普通螺紋幾何參數(shù)誤差對互換性的影響

任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋中徑合格性判斷螺紋中徑合格性判斷原則應(yīng)遵循泰勒原則：即實(shí)際螺紋的作用中徑不能超出最大實(shí)體牙型的中徑，實(shí)際螺紋上任意位置的實(shí)際中徑（單一中徑）不能超出最小實(shí)體牙型的中徑。1）螺紋中徑合格性判斷原則任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋中徑合格性判斷

任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋中徑合格性判斷②最大實(shí)體牙型的中徑

③最小實(shí)體牙型的中徑

實(shí)際中經(jīng)可用單一中徑代替。由于螺距偏差和牙型半角偏差均可以折算成中徑當(dāng)量。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)沒有單獨(dú)規(guī)定螺距和牙型半角公差，只規(guī)定了一個中徑公差。這個公差可同時(shí)控制實(shí)際中徑（單一中徑）偏差、螺距偏差和牙型角偏差的共同影響。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋中徑合格性判斷2）螺紋中徑合格性判斷原則的應(yīng)用任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋中徑合格性判斷任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋的公差國家標(biāo)準(zhǔn)《普通螺紋公差》（GB/T197—2018）中規(guī)定了普通螺紋的公差帶位置、公差等級、旋合長度、推薦公差帶、牙底形狀、螺紋標(biāo)記等內(nèi)容。普通螺紋公差帶與尺寸公差帶一樣，其大小由公差等級決定，位置由基本偏差決定，普通螺紋公差帶以基本牙型為零線，沿著螺紋牙型的牙側(cè)、牙頂和牙底分布，并在垂直于螺紋軸線的方向上計(jì)量。1.普通螺紋的公差帶

在普通螺紋中，為了滿足互換性的要求，只需規(guī)定頂徑（內(nèi)螺紋的小徑D1和外螺紋的大徑d）和中徑公差。而螺紋底徑（內(nèi)螺紋的大徑D和外螺紋的小徑d_1）是在加工時(shí)與中徑一起由刀具切出的，其尺寸由刀具保證，因此，國家標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定底徑公差，只規(guī)定內(nèi)外螺紋牙底的實(shí)際輪廓不能超出基本偏差所確定的最大實(shí)體牙型，以保證旋合時(shí)不會發(fā)生干涉。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋的公差螺紋的公差等級如表10-2所示。其中：3級精度最高，9級精度最低，6級為基本級。①公差等級任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋公差與配合②基本偏差在普通螺紋國家標(biāo)準(zhǔn)中，對內(nèi)螺紋規(guī)定了兩種公差帶位置，其基本偏差分別為G、H；對外螺紋規(guī)定了八種公差帶位置，其基本偏差分別為a、b、c、d、e、f、g、h。各種基本偏差的數(shù)值如表10-3所示。對于內(nèi)螺紋，基本偏差為下極限偏差EI，對于外螺紋，基本偏差為上極限偏差?s。任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋的公差③基本偏差及公差數(shù)值任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋的公差任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋的公差④公差帶任務(wù)實(shí)施--知識準(zhǔn)備—普通螺紋的公差為滿足普通螺紋不同使用性能的要求，國家標(biāo)準(zhǔn)將螺紋的旋合長度分為了短旋合長度組S、中等旋合長度組N和長旋合長度組L三組，其值如表10-5所示。2.旋合長度螺紋公差精度由螺紋公差等級和旋合長度兩個因素決定，當(dāng)公差等級為一定時(shí)，旋合長度越長，加工時(shí)產(chǎn)生的累積螺距偏差和牙型半角偏差就可能越大，以同樣的中徑公差值加工就越困難。螺紋公差精度等級的高低，反映螺紋加工的難易程度。3.公差精度國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)使用場合的不同，規(guī)定了精密、中等和粗糙三種公差精度等級。其中，精密級主要用于精密螺紋；中等級主更用于一般用途螺紋；粗糙級主要用于制造螺紋有困難的場合，如在熱軋棒料上和深盲孔內(nèi)加工螺紋等。知識準(zhǔn)備—普通螺紋公差與配合的選擇1.公差帶的選擇公差帶的優(yōu)先選用順序?yàn)椋汉谧煮w公差帶、一般字體公差帶、括號內(nèi)公差帶。帶方框的黑字體公差帶用于大量生產(chǎn)的緊固件螺紋。知識準(zhǔn)備—普通螺紋公差與配合的選擇2.配合的選擇從原則上講，表10-6所示內(nèi)螺紋公差帶能與表10-7所示外螺紋公差帶形成任意組合。但為了保證內(nèi)、外螺紋間有足夠的螺紋接觸高度，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦完工后的螺紋零件應(yīng)優(yōu)先組成H/g、H/h或G/h配合。對公稱直徑小于和等于1.4mm的螺紋，應(yīng)選用5H/6h、4H/6h或更精密的配合。3.表面粗糙度的選擇知識準(zhǔn)備—普通螺紋標(biāo)記完整的螺紋標(biāo)記由螺紋特征代號、尺寸代號、公差帶代號及其他有必要進(jìn)一步說明的個別信息組成。如圖10-10所示普通螺紋的特征代號用字母“M”表示；非螺紋密封管螺紋的特征代號用字母“G”表示

；梯形螺紋的特征代號用字母“Tr”表示

；1.特征代號知識準(zhǔn)備—普通螺紋標(biāo)記單線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑×螺距”，米制螺紋公稱直徑和螺距數(shù)值的單位為毫米（mm）。對于粗牙螺紋，可以省略標(biāo)注其螺距項(xiàng)。例如，公稱直徑為8mm、螺距為1mm的單線細(xì)牙螺紋標(biāo)記為M8×1；公稱直徑為8mm、螺距為1.25mm的單線粗牙螺紋標(biāo)記為M8。2.尺寸代號GB/T197-2018單線螺紋多線螺紋多線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑×Ph導(dǎo)程P螺距”公稱直徑、導(dǎo)程和螺距的單位為毫米（mm）。如果要進(jìn)一步表明螺紋的線數(shù)，可在后增加括號說明（使用英語進(jìn)行說明），如雙線為twostarts、三線為threestarts。例如，公稱直徑為16mm、螺距為1.5mm.導(dǎo)程為3mm的雙線螺紋標(biāo)記為M16×Ph3P1.5或M16xPh3P1.5（twostarts）。知識準(zhǔn)備—普通螺紋標(biāo)記3.公差帶代號各直徑的公差帶代號由表示公差等級的數(shù)值和表示公差帶位置的字母（內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母）組成。如果中徑公差帶代號和頂徑公差帶代號相同，則應(yīng)只標(biāo)注一個公差帶代號。螺紋尺寸代號與公差帶間用“—”號分開。普通螺紋的公差帶代號包含中徑公差帶代號和頂徑公差帶代號。中徑公差帶代號在前，頂徑公差帶代號在后。例如，公稱直徑為10mm、中徑公差帶為5g、頂徑公差帶為6g的粗牙外螺紋標(biāo)記為M10-5g6g；公稱直徑為10mm、中徑公差帶和頂徑公差帶都為6H的粗牙內(nèi)螺紋標(biāo)記為M10-6H。注意與尺寸公差帶代號如H6的區(qū)別表示內(nèi)、外螺紋配合時(shí)，內(nèi)螺紋公差帶代號在前，外螺紋公差帶代號在后，中間用斜線分開。例如，公差帶為6H的內(nèi)螺紋與公差帶為5g6g的外螺紋組成的配合標(biāo)記為M20×2-6H/5g6g。知識準(zhǔn)備—普通螺紋標(biāo)記對短旋合長度組和長旋合長度組的螺紋，應(yīng)在公差帶代號后分別標(biāo)注“S”和“L”代號，中等旋合長度組螺紋不標(biāo)注旋合長度代號N。。旋合長度代號與公差帶間用“一”分開，如短旋合長度的內(nèi)螺紋M20×2-5H-S、長旋合長度的外螺紋M6-7g6g-L旋向代號4.旋合長度和旋向代號對于左旋螺紋，應(yīng)在旋合長度代號之后標(biāo)注“LH"代號。旋合長度代號與旋向代號間用“一”分開，如左旋螺紋M6×0.75-5h6h-S-LH。右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號。旋合長度代號5.標(biāo)記示例如螺紋：M20×2LH—5g6g—S知識準(zhǔn)備—普通螺紋檢測1.綜合檢驗(yàn)螺紋量規(guī)的通規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)、外螺紋的作用中徑及底徑的合格性；螺紋量規(guī)的止規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)、外螺紋單一中徑的合格性。綜合檢驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)螺紋各參數(shù)偏差的綜合結(jié)果是否符合螺紋的使用性能要求。綜合檢驗(yàn)的儀器有光滑極限量規(guī)和螺紋量規(guī)，它們都是由通規(guī)（通端）和止規(guī)（止端）組成的。光滑極限量規(guī)用于檢驗(yàn)內(nèi)、外螺紋頂徑的合格性；檢驗(yàn)內(nèi)螺紋的螺紋量規(guī)稱為螺紋塞規(guī)，檢驗(yàn)外螺紋的螺紋量規(guī)稱為螺紋環(huán)規(guī)。螺紋通規(guī)能自由旋過工件，螺紋止規(guī)不能旋入工件（或旋入工件不超過兩圈）、則表示工件合格；否則不合格。知識準(zhǔn)備—普通螺紋檢測1.綜合檢驗(yàn)知識準(zhǔn)備—普通螺紋檢測1.綜合檢驗(yàn)知識準(zhǔn)備—普通螺紋檢測２.單項(xiàng)檢驗(yàn)對大尺寸普通螺紋、精密螺紋和傳動螺紋，除了可旋合性和聯(lián)接可靠以外，還有其它精度和功能要求，生產(chǎn)中一般都采用單項(xiàng)測量。單項(xiàng)測量是指分別測量螺紋的各個參數(shù)，主要包括中徑、螺距和牙型半角，其次包括頂徑和底徑，有時(shí)還需測量牙底的形狀。單項(xiàng)測量主要用于螺紋工件的工藝分析或螺紋量規(guī)和螺紋刀具的質(zhì)量檢查。單項(xiàng)測量的方法很多，最典型的是用萬能工具顯微鏡測量螺紋的中徑、螺距和牙型半角；三針測量法測量外螺紋中徑；螺紋千分尺測量外螺紋中徑。參數(shù)基本尺寸內(nèi)螺紋外螺紋上極限尺寸下極限尺寸上極限尺寸下極限尺寸中徑22.701

單一中徑不大于23.019作用中徑不小于22.739

作用中徑不大于22.701單一中徑不小于22.531

頂徑（小徑）21.835

22.348