非標(biāo)螺紋加工及測(cè)量及計(jì)算

1、非標(biāo)螺紋加工及測(cè)量計(jì)算摘要 由于光學(xué)零件的特殊要求，非標(biāo)螺紋在光學(xué)零件中應(yīng)用越來(lái)越多，同時(shí)由于螺紋為非標(biāo)螺紋在加工和測(cè)量過(guò)程中均有其局限性，本文通過(guò)對(duì)螺紋的原理進(jìn)行分析和推算，從而解決非標(biāo)螺紋的加工與測(cè)量問(wèn)題。關(guān)鍵詞 非標(biāo)螺紋 三針 螺紋導(dǎo)程1序言隨差我公司加工光學(xué)零件和國(guó)外貿(mào)易零件越來(lái)越多，非標(biāo)螺紋加工的種類越來(lái)越多，在開始時(shí)均是通過(guò)定制專用刀、量具來(lái)解決加工和測(cè)量問(wèn)題，但隨著品種越來(lái)越多以及交貨進(jìn)度的緊張，經(jīng)常是刀、量具還沒(méi)有采購(gòu)回來(lái)，用戶就在急切的等待產(chǎn)品的交付，該問(wèn)題已成了制約公司的瓶頸。本文通過(guò)對(duì)螺紋的原理進(jìn)行分析和推算，從而解決非標(biāo)螺紋的加工與測(cè)量問(wèn)題。2 各類螺紋的計(jì)算2.1 公

2、制螺紋內(nèi)徑及中徑的計(jì)算 公制螺紋的標(biāo)準(zhǔn)牙形如圖1所示。圖1 螺紋牙形 圖中 t螺距； H螺紋的理論高度； h工作高度； d螺紋公稱直徑（外徑）； d1螺紋內(nèi)徑； d2螺紋中徑。螺紋牙形按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在外圓處削平，在內(nèi)圓處削平。因此牙形處尺寸之間的關(guān)系可處圖1中直角三角形ACD中計(jì)算出：即 H=0.866t （2-1）螺紋工作高度即 h=0.5413t （2-2）由此可計(jì)算出，螺紋內(nèi)徑為：即 （2-3）式2-3為螺紋內(nèi)徑公稱尺寸的計(jì)算公式。對(duì)于外螺紋，實(shí)際內(nèi)徑只允許小于公稱尺寸；對(duì)于內(nèi)螺紋，內(nèi)徑偏差為正值。因此在實(shí)際加工中，內(nèi)螺紋底孔直徑可按下列公式計(jì)算： （2-4）按公式2-4計(jì)算出的內(nèi)徑尺寸均

3、在內(nèi)螺紋內(nèi)徑最大極限尺寸之下。螺紋除了外徑（公稱直徑）d和內(nèi)徑d1之外，還有中徑d2，如圖1所示。中徑不是外徑和內(nèi)徑的平均直徑。在中徑處的牙形寬度和牙間寬度相等，即在三角形高處的直徑為中徑。根據(jù)圖1可計(jì)算出：由公式2-1可知H=0.866t，因此 即 （2-5）2.2 英制螺紋高度計(jì)算圖2為英制螺紋的牙形，圖中設(shè)螺距為t，高度為h，牙形角為55°，由圖2中三角形ABC中計(jì)算出：圖2 英制螺紋牙形即 H=0.96605t （2-6）螺紋高度為：即 h=0.64t （2-7）英制螺紋的螺距是以每英寸牙數(shù)n來(lái)表示的，則，將其代入公式2-7中得：螺紋高度為：h=16.257/n（mm） （2

4、-8）螺紋內(nèi)徑為： （2-9）或 （2-10）英制螺紋由于牙頂和牙底削平高度相等，所以中徑為； （2-11）2.3 30°梯形螺紋寬度計(jì)算圖3所示為梯形螺紋的牙形，螺距為t，中徑上的齒厚為t/2，高度為h1，工作高度為h，間隙為Z，牙頂寬為f1，牙頂間為f2，牙根寬g2，牙根間g1。圖3 梯形螺紋牙形從圖3分析可知，在三角形ABC中，則 所以 從圖3中三角形CDE分析可知：因此 所以 于是可計(jì)算出下列各式：牙頂寬 或 （2-12）牙頂間 或 （2-13）牙根寬 或 （2-14）牙根間 或 （2-15）根所相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，t=24時(shí)取Z=0.25，則可計(jì)算出： （2-16） （2-17） t

5、=512時(shí)取Z=0.5，則可計(jì)算出： （2-18） （2-19）2.4 螺紋升角和導(dǎo)程的計(jì)算螺紋升角是螺旋線與圓柱端面之間的夾角。導(dǎo)程是一條螺旋線沿圓周上升一周的軸向距離。當(dāng)螺紋是由一條螺旋線所形成時(shí)，導(dǎo)程等于螺距；當(dāng)螺紋是由幾條螺旋線形成時(shí)，導(dǎo)程等于螺距與螺紋頭數(shù)的乘積。圖4為螺紋的各個(gè)參數(shù)，左圖是一周螺紋的展開圖。它是一個(gè)直角三角形，斜邊即為螺旋線，d是所展開的圓柱面直徑，是升角，t是螺距，n是螺紋頭數(shù)，s是導(dǎo)程。圖4 螺紋的參數(shù)（1）螺紋升角由圖4所示的直角三角形可知： （2-20）式中 s導(dǎo)程，即s=nt。 由2-20可知，不同的直徑d就有不同的升角，因此，螺紋的外徑、中徑和內(nèi)徑的升角

6、是不同的。螺紋升角一般是指中徑的升角而言，可用d2代入公式2-20中進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于模數(shù)制蝸桿，代入公式2-20中可計(jì)算出： （2-21）式中 分度圓直徑，mm；端面模數(shù)，mm。對(duì)于徑節(jié)制蝸桿，代入公式2-20中可計(jì)算出： （2-22）式中 分度圓直徑，in； P端面徑節(jié)，1/in。（2）螺紋導(dǎo)程螺旋線的導(dǎo)程一般是指外徑的導(dǎo)程而言，因此從公式2-20可計(jì)算出 （2-23）式中 d螺紋外徑。3 非標(biāo)螺紋加工過(guò)程中實(shí)例計(jì)算我公司在生產(chǎn)某型號(hào)紅外光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要，有一系列非標(biāo)螺紋的加工，本文以該型號(hào)中的M40×1.5內(nèi)螺紋的加工進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算其螺紋底孔的大小。根據(jù)公式（2-

7、3）計(jì)算：再用近似公式（2-4）計(jì)算：根據(jù)公式（2-3）、（2-4）計(jì)算出的結(jié)果均在公差內(nèi)，在實(shí)際工作中按公式（2-3）、（2-4）計(jì)算均可加工出合格產(chǎn)品。4 用三針測(cè)量螺紋中徑用三針測(cè)量是檢驗(yàn)螺紋中徑的一種比較精密的方法。測(cè)量時(shí)，在螺紋螺旋槽內(nèi)放置具有同樣直徑（2W）的三個(gè)量針，如圖5所示，然后用千分尺量出尺寸M，經(jīng)過(guò)計(jì)算就能得出中徑尺寸。通過(guò)與螺紋的中徑公差對(duì)照，來(lái)檢驗(yàn)是否在公差范圍之內(nèi)。圖5 三針測(cè)量螺紋中徑三針測(cè)量螺紋中徑原理如圖6所示，測(cè)量尺寸的計(jì)算過(guò)程如下：圖6 三針測(cè)量螺紋的計(jì)算圖由圖6所所示可知，螺紋中徑為：在圖6所示的直角三角形ABO中，從圖6所示可知，F(xiàn)點(diǎn)在螺紋中徑上，因此

8、，在直角三角形ADE中，。由此可知：因此 （4-1）式中 d2螺紋中徑； M測(cè)量讀數(shù)； t螺距；螺紋牙形角； DL=2W三針直徑。 將各種螺紋的牙形角代入公式4-1中，并可計(jì)算出中徑計(jì)算公式：普通螺紋 （4-2）梯形螺紋 （4-3）英制螺紋、管螺紋 （4-4）在采用三針測(cè)量時(shí)，三針的直徑不能隨意選用。理論上要求三針與牙形相切于中徑，由此可推導(dǎo)三針直徑（DL）的計(jì)算公式如下：從圖6所示，在直角三角形ABO中，因?yàn)?所以 （） 在直角三角形ADC中， （）比較（）（）兩式，可計(jì)算出：因此 （4-4）將各種螺紋的牙形角代入公式4-4中，并可計(jì)算出三針直徑的計(jì)算公式：普通螺紋 （4-5）梯形螺紋 （4

9、-6）英制螺紋、管螺紋 （4-7）由上列計(jì)算出三針直徑直徑的各個(gè)計(jì)算公式可以得出，其直徑是螺距的函數(shù)。為此我們可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各種螺距數(shù)值代入上列各式，得出其相應(yīng)的三針直徑。在測(cè)量時(shí)只要根據(jù)相關(guān)手冊(cè)查出相應(yīng)的三針直徑就可進(jìn)行測(cè)量。在生產(chǎn)過(guò)程中，除了采用三針測(cè)量外，有時(shí)不采用雙針測(cè)量或單針測(cè)量。對(duì)于大直徑大螺距的螺紋，如采用三針時(shí)千分尺不能同時(shí)接觸到量針的最高點(diǎn)，則可用雙針來(lái)測(cè)量螺紋中徑，如圖7所示。圖6 用雙針測(cè)量螺紋中徑當(dāng)螺紋為公制螺紋時(shí)，其中徑可按下列公式進(jìn)行計(jì)算： （4-8）有些螺紋，象多頭螺紋、多頭蝸桿等，為了使測(cè)量簡(jiǎn)便起見，也可用單針來(lái)測(cè)量，如圖8所示。圖中M也是利用千分尺量出的

10、尺寸。在測(cè)量時(shí)為了消除由于外徑及中徑的橢圓度與偏心對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，尺寸M應(yīng)在兩個(gè)相互垂直的軸向截面內(nèi)測(cè)量?jī)纱?。圖6 用單針測(cè)量螺紋中徑螺紋的中徑計(jì)算公式為： （4-9）式中 d2螺紋中徑； M兩次測(cè)量結(jié)果的平均值； d測(cè)出螺紋外徑實(shí)際尺寸； t螺距；螺紋牙形角； DL三針直徑。將各種螺紋的牙形角代入公式4-9中，并可計(jì)算出中徑計(jì)算公式：普通螺紋 （4-10）梯形螺紋 （4-11）英制螺紋、管螺紋 （4-12）例如：一多頭蝸桿，外徑d=34mm，模數(shù)m=2，壓力角=20°，頭數(shù)n=2，以直徑DL =3.106mm的一個(gè)量針，用千分尺第一次測(cè)得讀數(shù)M1=33.57mm，第二次在與上次相垂直的軸向截面上測(cè)得讀數(shù)M2=33.59mm，由此計(jì)算此蝸桿的分度圓直徑。先算出周節(jié)t：讀數(shù)的平均值為：根據(jù)公式4-9，蝸桿的分度圓直徑為： =29.987mm5 結(jié)束語(yǔ)在理