非標(biāo)螺紋的螺塞設(shè)計(jì)及加工

【摘? 要】非標(biāo)設(shè)備和非標(biāo)零件的應(yīng)用也越來越廣泛，非標(biāo)零件設(shè)計(jì)需求也越來越多，與之而來的是非標(biāo)零件在制造過程中的檢驗(yàn)難問題。比如我們實(shí)際生產(chǎn)中常見的螺紋部位的檢驗(yàn)，螺紋的檢驗(yàn)，通常是以螺紋量規(guī)來檢驗(yàn)的，但對(duì)于一些非標(biāo)螺紋，無法用普通量具直接檢出，這就增加了其檢驗(yàn)的難度性，從設(shè)計(jì)到加工工藝的制定，都要根據(jù)特定的非標(biāo)螺紋進(jìn)行“定制”，本文就將介紹非標(biāo)螺紋塞規(guī)的設(shè)計(jì)和制造過程。

【關(guān)鍵詞】非標(biāo)設(shè)計(jì);螺紋塞規(guī);螺塞設(shè)計(jì);加工工藝

一、設(shè)計(jì)背景：

近年來，我國(guó)制造業(yè)迅速崛起，尤其在一些非標(biāo)設(shè)備上，更是取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但與此同時(shí)，有個(gè)問題不容忽視，由于非標(biāo)零件的不統(tǒng)一，導(dǎo)致在非標(biāo)設(shè)備維修方面進(jìn)度緩慢。在我公司實(shí)際生產(chǎn)過程中，在對(duì)某一臺(tái)非標(biāo)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造過程中，遇到一個(gè)帶有非標(biāo)螺紋的零件，查看其圖紙其規(guī)格為M35×0.8-6H，由于該零件的使用工況和零件自身技術(shù)要求嚴(yán)格，對(duì)其精確度要求較高，但它屬于非標(biāo)螺紋，市面沒有相應(yīng)的螺塞。所以我們根據(jù)其技術(shù)要求及相關(guān)算法，計(jì)算出該特殊規(guī)格螺紋尺寸，由于在加工該零件M35×0.8-6H螺紋過程中需要測(cè)量是否合格，所以需設(shè)計(jì)定制一套非標(biāo)螺塞以滿足加工檢驗(yàn)要求，并根據(jù)螺紋塞規(guī)的設(shè)計(jì)要求，制定相應(yīng)的加工工藝用于螺塞生產(chǎn)制造，而這種非標(biāo)零件的存在也為設(shè)備維修工作增加了難度。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：

設(shè)計(jì)思路為，參照標(biāo)準(zhǔn)螺塞的設(shè)計(jì)思路，來進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。首先，要根據(jù)該螺紋基本尺寸，得出其相應(yīng)的中徑和小徑，其次計(jì)算其中徑及小徑的公差帶，最后利用標(biāo)準(zhǔn)螺塞的計(jì)算方法計(jì)算其螺塞尺寸。

1）M35×0.8-6H螺紋基本尺寸計(jì)算

由于M35×0.8-6H為特殊螺紋，通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查詢，無法查得此螺紋的基本尺寸，所以必須根據(jù)螺紋的基本尺寸計(jì)算方法來計(jì)算此螺紋的中徑和小徑值，具體如下：

D2=D-2×3/8H;D1=D-2×5/8H;H=P

式中：D—內(nèi)螺紋大徑;D2—內(nèi)螺紋中徑;D1—內(nèi)螺紋小徑;H—原始三角高度;P—螺距

D2=D-2×3/8H=35-2×3/8××0.8=34.48

D1=D-2×5/8H=35-2×5/8××0.8=34.134

2）M35×0.8-6H螺紋中徑和小徑的極限偏差

通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)——《普通螺紋偏差表》中無法查得M35×0.8-6H內(nèi)螺紋中徑D2和小徑D1的極限偏差，根據(jù)《普通螺紋公差與配合》中規(guī)定H的基本偏差為0，即下偏差EI=0，依據(jù)螺紋公差配合得出其公差帶，具體計(jì)算方式如下：

TD2=K118P0.4d0.1

TD1=K（433P-190P1.22）（P=0.2～0.8mm）

式中：TD2—內(nèi)螺紋的中徑公差（um）TD1—內(nèi)螺紋的小徑公差（um）

K—公差等級(jí)系列（按公差等級(jí)六級(jí)） P—螺距

d—螺紋的公稱直徑

TD2=K118P0.4d0.1=1×118×0.80.4×350.1≈154

TD1= K（433P-190P1.22）=1×（433×0.8-190×0.81.22）=201.68≈202

3）根據(jù)以上計(jì)算M35×0.8-6H中徑、小徑基本尺寸及公差計(jì)算如下：

4）根據(jù)該非標(biāo)螺紋的尺寸，計(jì)算螺紋塞規(guī)通、止端大、中、小徑：

① 通端：通端大徑=（D+EI+ZPL）±TPL =35.012±0.011

（其中ZPL=0.012，TPL=0.011，F(xiàn)1=0.08）

式中：D—螺紋大徑，EI—基本偏差，

ZPL—通端螺塞中徑公差帶中心線到被檢內(nèi)螺紋中徑下偏差間的距離;

TPL—通端和止端螺塞的中徑公差;

通端中徑=（D2+EI+ZPL）±TPL/2 =34.492±0.0055

式中：D2—螺紋中徑，

通端中徑磨損值：D2s=D2+EI+ZPL-WGO=34.4745

式中：WGO—通端螺塞中徑公差帶的中心線到其磨損極限之間的距離

通端小徑≤D1+EI=34.134+0=34.134

②止端：止端大徑=（D2+EI+TD2+TPL/2+2F1）±TPL=34.7995±0.011

式中：D2—螺紋中徑，TD2—中徑公差;

F1—在截短螺紋牙型的軸向剖面內(nèi)，由中徑線和牙側(cè)直線部分頂端（向牙頂一側(cè)）之間的徑向距離

止端中徑=（D2+EI+TD2+TPL/2）±TPL/2=34.6395±0.0055

止端中徑磨損值：D2s=D2+EI+TD2+TPL/2-WNG=34.628

式中：WNG—止端螺塞中徑公差帶的中心線到其磨損極限之間的距離

止端小徑≤D1+EI=34.134

螺距公差P=0.8±0.006;牙形半角公差=30°±35′

5）繪制螺紋塞規(guī)工作圖，如圖所示：

三、非標(biāo)螺紋塞規(guī)設(shè)計(jì)制造：

1.設(shè)計(jì)方案：

對(duì)于該非標(biāo)螺紋塞規(guī)的設(shè)計(jì)制造，可參考標(biāo)準(zhǔn)螺塞的設(shè)計(jì)，根據(jù)其使用工況，選擇相似的零件材質(zhì)、零件公差等。根據(jù)該螺塞的技術(shù)要求，該塞規(guī)量頭部分制作材料可采用CrWMn，螺塞硬度取HRC58～65，即可滿足使用要求，而手柄部分則無太多要求，一般材料即可。

2.加工工藝路線如下：

該螺塞的加工工藝主要分為兩步，第一步加工螺塞兩頭的通端、止端及手柄部分。三部分加工完成后，再進(jìn)行裝配即可完成。具體加工工藝如下：

1）手柄加工：手柄部分作用是支撐兩端量頭和方便取用，要求不是很高，車床加工即可完成。

2）量頭（通端、止端）加工：

a.粗車外形：粗車量頭外形，打中心孔，精車量頭錐度外圓;車螺紋部分通、止端外圓及外圓并留余量。

b.熱處理：淬回火HRC58～65，量具的量頭為常用易磨損部位，所以硬度較高。

c.發(fā)藍(lán)處理;

d.外圓磨：上外圓磨床，磨通、止兩端外圓至設(shè)計(jì)尺寸，并保證光度要求;

e.刀具磨：上刀具磨床，磨通端軸向槽。

f.螺紋磨：上螺紋磨床，磨螺紋至設(shè)計(jì)尺寸，螺紋絲底能達(dá)底徑者可不磨絲底30°。

g.刀具磨：取螺紋半扣，低于螺紋底徑。

h.鉗工裝配，裝量頭。

四、總結(jié)

通過實(shí)際生產(chǎn)中遇到的非標(biāo)零件，標(biāo)準(zhǔn)量具無法檢驗(yàn)，比如本文中列舉的該非標(biāo)螺紋的檢測(cè)，但是我們通過螺紋尺寸的推導(dǎo)計(jì)算，查詢螺紋相關(guān)的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)了M35×0.8-6H非標(biāo)螺紋的螺紋塞規(guī)，解決了生產(chǎn)實(shí)際中測(cè)量特殊內(nèi)螺紋的難題，加之現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料對(duì)這種基礎(chǔ)性的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容又少，所以本文詳細(xì)列出非標(biāo)螺紋和非標(biāo)螺紋塞規(guī)的尺寸計(jì)算、設(shè)計(jì)及制造，為部分從業(yè)者提供了一定的參考，通過這種計(jì)算，可以解決到更多的非標(biāo)螺紋檢驗(yàn)問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]《機(jī)床夾具及量具設(shè)計(jì)》重慶大學(xué)出版社 白海清

[2]《普通螺紋偏差表》（GB2516）

[3]《普通螺紋量規(guī)》（GB3934）

作者簡(jiǎn)介：

李鵬鵬，男，1990年7月出生，助理工程師，本科學(xué)歷，現(xiàn)主要從事機(jī)械工磨具制造。

（作者單位：鄭州白鴿磨料磨具有限公司）