非标螺纹加工及测量

非标螺纹加工及测量

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摘要由于光学零件的特殊要求，非标螺纹在光学零件中应用越来越多，同时由于螺纹为非标螺纹在加工和测量过程中均有其局限性，本文通过对螺纹的原理进行分析和推算，从而解决非标螺纹的加工与测量问题。

关键词非标螺纹三针螺纹导程

1序言

随差我公司加工光学零件和国外贸易零件越来越多，非标螺纹加工的种类越来越多，在开始时均是通过定制专用刀、量具来解决加工和测量问题，但随着品种越来越多以及交货进度的紧张，经常是刀、量具还没有采购回来，用户就在急切的等待产品的交付，该问题已成了制约公司的瓶颈。本文通过对螺纹的原理进行分析和推算，从而解决非标螺纹的加工与测量问题。

2 各类螺纹的计算

2.1 公制螺纹内径及中径的计算

公制螺纹的标准牙形如图1所示。

图1 螺纹牙形

图中t——螺距；

H——螺纹的理论高度；

h——工作高度；

d——螺纹公称直径（外径）；

d1——螺纹内径；

d2——螺纹中径。

螺纹牙形按标准规定，在外圆处削平1/8H

⨯，在内圆处削平1/4H

⨯。因此牙形处尺寸之间的关系可处图1中直角三角形ACD中计算出：

/230/21.732

H t ctg t

=︒=⨯

即H=0.866t （2-1）

螺纹工作高度

(/8/4)5/80.866

h H H H t

=-+=⨯

即h=0.5413t （2-2）

由此可计算出，螺纹内径为：

1

220.5413

d d h d t

=-=-⨯

即

1

1.0825

d d t

=-（2-3）

式2-3为螺纹内径公称尺寸的计算公式。

对于外螺纹，实际内径只允许小于公称尺寸；对于内螺纹，内径偏差为正值。因此在实际加工中，内

螺纹底孔直径'

1

d可按下列公式计算：

'

1

d d t

=-（2-4）

按公式2-4计算出的内径尺寸均在内螺纹内径最大极限尺寸之下。

螺纹除了外径（公称直径）d和内径d1之外，还有中径d2，如图1所示。中径不是外径和内径的平均直径。在中径处的牙形宽度和牙间宽度相等，即在三角形高1/2*H处的直径为中径。根据图1可计算出：2

2/82/23/4

d d H H d H

=+⨯-⨯=-⨯

由公式2-1可知H=0.866t，

因此

2

3/40.866

d d t

=-⨯

即

2

0.6495

d d t

=-（2-5）2.2 英制螺纹高度计算

图2为英制螺纹的牙形，图中设螺距为t，高度为h，牙形角为55°，由图2中三角形ABC中计算出：

图2 英制螺纹牙形

/227.5/21.921H t ctg t =︒=⨯

即 H=0.96605t （2-6） 螺纹高度为：

21/62/30.6905h H H t =-⨯=⨯

即 h=0.64t （2-7）

英制螺纹的螺距是以每英寸牙数n 来表示的，则

1/()25.4/()t n in n mm ==，将其代入公式2-7中得：

螺纹高度为：

h=16.257/n （mm ） （2-8） 螺纹内径为：

12 1.28d d h d t =-=- （2-9）

或 132.512/d d n =- （2-10） 英制螺纹由于牙顶和牙底削平高度相等，所以中

径为；

20.64d d h d t =-=- （2-11）

2.3 30°梯形螺纹宽度计算

图3所示为梯形螺纹的牙形，螺距为t ，中径上的齿厚为t/2，高度为h 1，工作高度为h ，间隙为Z ，牙顶宽为f 1，牙顶间为f 2，牙根宽g 2，牙根间g 1。

图3 梯形螺纹牙形

从图3分析可知，在三角形ABC 中，

15///4tg AB BC AB t ︒== 则 /4150.067A B t t g

t =⨯︒= 所以 1/220.366f t A B t =-= 2/220.634f t A B t =+= 从图3中三角形CDE 分析可知：

15//(/4)

t g D E C D A B t Z ︒==+ 因此 (/4)150.0670.267

D E t Z t g t Z =+︒=+ 所以 1/220.3660.536g t D E t Z =-=- 2/220.6340.536

g t D E t Z =+=+ 于是可计算出下列各式：

牙顶宽 10.366f t =或12f t f =- （2-12） 牙顶间 10.634f t =或21f t f =- （2-13） 牙根宽 20.6340.536g t Z =+

或21g t g =- （2-14） 牙根间 10.3660.536g t Z =-

或12g t g =- （2-15）

根所相关标准，t=2~4时取Z=0.25，则可计算出： 20.6340.134g t =+ （2-16） 10.3660.134g t =- （2-17） t=5~12时取Z=0.5，则可计算出：

20.6340.268g t =+ （2-18）

10.3660.268g t =-

（2-19）

2.4 螺纹升角和导程的计算

螺纹升角是螺旋线与圆柱端面之间的夹角。导程是一条螺旋线沿圆周上升一周的轴向距离。当螺纹是由一条螺旋线所形成时，导程等于螺距；当螺纹是由几条螺旋线形成时，导程等于螺距与螺纹头数的乘积。图4为螺纹的各个参数，左图是一周螺纹的展开图。它是一个直角三角形，斜边即为螺旋线，d 是所展开的圆柱面直径，α是升角，t 是螺距，n 是螺纹头数，s 是导程。

图4 螺纹的参数