楔形防松內(nèi)螺紋的參數(shù)、 絲錐和量規(guī)

許麗華

（陜西航空宏峰精密機(jī)械工具有限責(zé)任公司， 陜西漢中 723007）

0 引言

在螺紋連接防松技術(shù)中，30°楔形防松螺紋正日益得到推廣。 這種防松螺紋采用在內(nèi)螺紋牙底部形成一個獨(dú)特的30°楔形斜面。 與普通外螺紋件連接時，外螺紋的牙頂緊緊頂在內(nèi)螺紋的這個30°楔形斜面上， 從而防止外螺紋相對內(nèi)螺紋的軸向移動， 形成不需要其他外部輔助手段就能達(dá)到自身防松鎖緊的作用。

該防松螺紋經(jīng)過研究及驗(yàn)證， 現(xiàn)已發(fā)布為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37462—2019《30°楔形防松螺紋》。 此標(biāo)準(zhǔn)明確了楔形防松內(nèi)螺紋的牙型、精度公差及各項(xiàng)參數(shù)要求。同時給出加工楔形內(nèi)螺紋用的絲錐及檢驗(yàn)內(nèi)螺紋用的螺紋塞規(guī)的技術(shù)參數(shù)。

由于楔形螺紋防松性能與30°牙底斜面傾斜角及楔形斜面小徑直接相關(guān)， 因此對楔形防松內(nèi)螺紋斜面角度和小徑的加工及檢測尤為重要。

1 楔形內(nèi)螺紋參數(shù)

楔形防松內(nèi)螺紋（RLM）參數(shù)包括：牙底斜面大徑、牙底斜面小徑及斜面傾斜角（30°），螺紋螺距、牙側(cè)角（30°）和牙頂小徑。 與普通內(nèi)螺紋（M）相比，它減少了螺紋中徑一個參數(shù)， 增加了牙底斜面傾斜角和牙底斜面小徑兩個參數(shù)。

1.1 內(nèi)螺紋中徑

與楔形防松內(nèi)螺紋配合的外螺紋符合GB/T 197（M外螺紋）或GJB 3.1A（MJ 外螺紋）的規(guī)定。 此處的內(nèi)螺紋中徑已經(jīng)失去傳統(tǒng)螺紋的配合作用。 內(nèi)、外螺紋旋合承載后， 外螺紋的牙頂頂在內(nèi)螺紋牙底的30°楔形斜面上，螺紋副的中徑一般是不接觸的，如圖1 所示[1]。 因此，內(nèi)螺紋中徑已不是楔形防松螺紋的控制重點(diǎn)。 實(shí)際上，由于內(nèi)螺紋牙底斜面小徑處于內(nèi)螺紋中徑之下， 在內(nèi)螺紋工件上已無法直接找到中徑尺寸。 為此，在楔形防松螺紋國家標(biāo)準(zhǔn)中刪除了內(nèi)螺紋中徑參數(shù)尺寸， 同時說明了螺紋中徑與斜面位置（斜面大徑和斜面小徑）的關(guān)系。

圖1 承載后內(nèi)、外螺紋的配合位置Fig.1 Fit position between internal and external threads after loading

1.2 內(nèi)螺紋的牙底斜面傾斜角及斜面小徑

楔形防松內(nèi)螺紋的突出特點(diǎn)是牙底引入30°傾斜角的斜面， 它與牙側(cè)面形成一個楔形螺紋獨(dú)有的螺紋參數(shù)——楔形牙底斜面小徑。 在其他螺紋參數(shù)相同情況下，斜面小徑越小對螺紋鎖緊性能越有利。 因此，楔形斜面小徑參數(shù)的加工及檢測技術(shù)是楔形螺紋產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

2 楔形內(nèi)螺紋絲錐

楔形防松內(nèi)螺紋加工一般采用專用刀具——楔形螺紋絲錐。根據(jù)被加工零件材料、攻絲設(shè)備和加工效率的不同，絲錐可以采用高速鋼、高性能高速鋼、粉末冶金高速鋼等不同材料制作；根據(jù)攻絲零件孔的狀態(tài)不同，可以選用直槽絲錐、螺尖絲錐、螺旋槽絲錐或螺母絲錐。 絲錐的具體結(jié)構(gòu)型式尺寸要按照相應(yīng)類型的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

內(nèi)螺紋的加工精度及質(zhì)量與絲錐的螺紋參數(shù)、 切削角度、 切削速度、 潤滑冷卻等因素密切相關(guān)。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37462 資料性附錄B 給出了楔形絲錐的螺紋參數(shù)要求，它包括螺紋牙型、螺紋公差、極限尺寸及偏差。

絲錐螺紋分為兩個精度等級， 滿足不同精度內(nèi)螺紋的要求。 H1 用于加工4H 內(nèi)螺紋，H2 用于加工6H 內(nèi)螺紋。絲錐螺紋的牙型與內(nèi)螺紋牙型相同，如圖2 所示[1]。絲錐螺紋參數(shù)包括： 斜面大徑和斜面小徑及斜面傾斜角（30°），螺紋中徑、螺距和牙側(cè)角（30°）。 它比楔形內(nèi)螺紋增加了中徑參數(shù)值。 雖然楔形內(nèi)螺紋參數(shù)里中徑已不作為控制參數(shù)，但是為了便于安排絲錐制造工藝，在絲錐設(shè)計參數(shù)中增加了中徑極限尺寸。 但是它不作為絲錐的驗(yàn)收參數(shù)。

圖2 絲錐螺紋牙型Fig.2 Thread profile of tap

在絲錐的螺紋部分加工過程中， 首先將螺紋磨削成60°螺紋牙型，并要保證絲錐螺紋的中徑、螺距和牙側(cè)角合格。 螺紋參數(shù)可以采用普通螺紋（M）機(jī)用絲錐的測量方法。由于絲錐螺紋部分存在倒錐度，中徑的檢查位置要在絲錐螺紋的校準(zhǔn)部分起點(diǎn)進(jìn)行檢查。在60°螺紋牙型磨削合格后，再單獨(dú)磨削絲錐螺紋牙上的30°斜面，形成斜面大徑和斜面小徑。 這兩個斜面直徑尺寸的檢查位置與螺紋中徑的檢查位置相同 （都在絲錐的校準(zhǔn)部分起點(diǎn)檢查）。 檢查儀器可以采用萬能工具顯微鏡。

絲錐的其他技術(shù)要求按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 969 執(zhí)行。

3 楔形內(nèi)螺紋檢驗(yàn)用量規(guī)

為了方便、快捷地對楔形防松內(nèi)螺紋尺寸進(jìn)行判定，多采用楔形螺紋塞規(guī)對楔形內(nèi)螺紋參數(shù)進(jìn)行綜合檢驗(yàn)，而內(nèi)螺紋牙頂小徑則單獨(dú)采用光滑極限塞規(guī)進(jìn)行綜合檢驗(yàn)。由于螺紋塞規(guī)為綜合檢驗(yàn)，它不能完全控制斜面小徑的極限尺寸。在需要可靠控制的情況下，可對斜面小徑參數(shù)進(jìn)行專門的測量。 下面介紹綜合檢驗(yàn)用的螺紋塞規(guī)和光滑塞規(guī)。

3.1 楔形螺紋塞規(guī)

30°楔形防松內(nèi)螺紋用塞規(guī)有通端塞規(guī)和止端塞規(guī)。通端塞規(guī)檢驗(yàn)內(nèi)螺紋涂鍍前的最小斜面大徑和最小牙槽寬度；止端塞規(guī)檢驗(yàn)內(nèi)螺紋涂鍍前的最大斜面大徑。楔形螺紋塞規(guī)檢查的螺紋參數(shù)與普通螺紋塞規(guī)不同。 楔形螺紋通端塞規(guī)和止端塞規(guī)牙型都有30°斜面傾角， 如圖3、如圖4 所示[1]。楔形螺紋塞規(guī)中沒有單獨(dú)檢查螺紋中徑最大極限的中徑止規(guī) （內(nèi)螺紋中徑已不是楔形防松螺紋的控制重點(diǎn)）。

圖3 通端塞規(guī)螺紋牙型Fig.3 Thread profile of GO thread plug gauge

圖4 止端塞規(guī)螺紋牙型Fig.4 Thread profile of NOT GO thread plug gauge

楔形螺紋塞規(guī)的參數(shù)有：斜面小徑和斜面傾角、平頂大徑、中徑、螺距和牙側(cè)角。 雖然楔形內(nèi)螺紋的中徑不作為控制重點(diǎn)， 但是在楔形螺紋塞規(guī)設(shè)計中要考慮螺紋塞規(guī)加工制造的工藝性，需要給出塞規(guī)中徑設(shè)計值，并將其作為控制參數(shù)。因此在國家標(biāo)準(zhǔn)中，楔形塞規(guī)中徑尺寸是驗(yàn)收參數(shù)。通端螺紋塞規(guī)要檢驗(yàn)內(nèi)螺紋的最小牙槽寬度，而止端螺紋塞規(guī)不檢驗(yàn)最小牙槽寬度， 其牙寬要小于通端塞規(guī)的牙寬。

在加工量規(guī)螺紋時， 首先將螺紋磨削成60°螺紋牙型，并要保證螺紋的中徑、螺距、牙側(cè)角合格。螺紋參數(shù)的檢查方法與普通螺紋量規(guī)相同， 螺紋中徑可以采用三針測量方法，準(zhǔn)確測量出螺紋中徑值。楔形螺紋塞規(guī)的加工及測量難點(diǎn)是楔形斜面小徑的加工控制及檢測。在60°螺紋牙型磨削合格后，再磨削30°斜面。 斜面制造的難度較大，而且測量困難。當(dāng)30°斜面磨削完成后，就無法采用三針測量方法對中徑進(jìn)行測量[2]。 在早期，用戶對楔形螺紋塞規(guī)的檢測存在一定的局限性。 隨著檢測儀器的完善及發(fā)展， 目前用戶可以選用更適合的檢測儀器對楔形塞規(guī)進(jìn)行準(zhǔn)確測量。例如采用螺紋綜合掃描測量機(jī)，對楔形螺紋塞規(guī)牙型進(jìn)行輪廓掃描， 測量機(jī)根據(jù)掃描數(shù)據(jù)運(yùn)用內(nèi)置測量程序， 可快速輸出塞規(guī)螺紋中徑和斜面小徑測量值及螺紋的其他相關(guān)參數(shù)。

楔形螺紋量規(guī)的其他要求按照GB/T 3934 執(zhí)行。

楔形螺紋塞規(guī)的用法與普通螺紋相同。 通端螺紋塞規(guī)應(yīng)旋合通過工件內(nèi)螺紋； 止端螺紋塞規(guī)旋入工件內(nèi)螺紋的長度應(yīng)不超過兩個螺距（在退出量規(guī)時測定）。 若工件內(nèi)螺紋的螺距少于或等于三個，不應(yīng)完全旋合通過。

3.2 楔形螺紋牙頂小徑塞規(guī)

內(nèi)螺紋牙頂小徑采用光滑極限塞規(guī)進(jìn)行綜合檢測，有通端塞規(guī)和止端塞規(guī)。 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37462 附錄A 圖A.3。

光滑通端螺紋塞規(guī)應(yīng)通過工件內(nèi)螺紋； 光滑止端塞規(guī)進(jìn)入工件內(nèi)螺紋的長度應(yīng)不超過一個螺距。

4 結(jié)束語

通過以上分析， 使大家知道了楔形防松內(nèi)螺紋參數(shù)的控制要點(diǎn)，螺紋絲錐和塞規(guī)的加工方法和測量重點(diǎn)。這樣， 可以幫助大家更好地保證楔形防松螺紋產(chǎn)品的質(zhì)量要求。