螺纹量规测量检测方法及公制、美制、英制螺纹标准应用

螺纹及量规

测量校准概述螺纹产品是制造业中应用最为广泛的一种产品，按用途可分为紧固螺纹、连接螺纹和传动螺纹。螺纹的设计人员、使用人员和测量人员对螺纹知识的关注点是不一样的，一般来讲，螺纹测量人员应熟悉螺纹的术语、螺纹的种类、螺纹的几何特征、螺纹的公差以及螺纹的测量方法。螺纹测量螺纹尺寸的测量1.螺纹单项参数测量。2.螺纹的综合检验螺纹单项参数测量普通螺纹的术语和定义测量方法及仪器测量仪器的校准一、普通螺纹的术语和定义螺旋线：沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点的轴向位移和相应的角位移成定比。一、普通螺纹的术语和定义螺纹：在圆柱或圆锥表面上，沿螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。（注：凸起是指螺纹两侧面间的实体部分，又称牙）。螺纹牙型：在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。一、普通螺纹的术语和定义螺纹原始三角形：两个连接着的其底边平行于螺纹轴线的三角形。原始三角形高度H原始三角形基本牙型截去原始三角形的顶部和底部所形成的螺纹牙型。该牙型具有螺纹的基本尺寸。基本中径削平高度削平高度基本大径基本小径螺纹牙型：在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。设计牙型：设计给定的牙型，该牙型相对于基本牙型规定出功能所需的各种间隙和圆弧半径。它是内、外螺纹基本偏差的起点。最大实体牙型：由设计牙型和各直径的基本偏差及公差所决定的最大实体状态下的螺纹牙型。最小实体牙型：由设计牙型和各直径的基本偏差及公差所决定的最小实体状态下的螺纹牙型。牙侧：连接牙顶和牙底的那部分螺纹的侧表面，在通过螺纹轴线的剖面上牙侧是直线。牙型角：在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。牙型半角：在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。牙侧角：在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角牙型高度：在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。牙顶高：在螺纹牙型上，中径线到牙顶之间垂直于螺纹轴线的距离牙底高：在螺纹牙型上，中径线到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。公称直径：代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺寸。中径：一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。该假想圆柱或圆锥称为中径圆柱或中径圆锥。单一中径:一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上沟槽宽度等于1/2基本螺距的地方。作用中径：在规定的旋合长度内，恰好包容实际螺纹的一个假想螺纹的中径，这个假想螺纹具有基本牙型的螺距、半角以及牙型高度，并另在牙顶和牙底处留有间隙。以保证不与实际螺纹的大、小径发生干涉。螺距：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程：同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。螺纹升角：在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。螺纹接触高度：两个相互配合螺纹的牙型上，牙侧重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。螺纹旋合长度：两个相互配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度。

螺距偏差：螺距的实际值与其基本值之差N个螺距偏差系指N牙螺距的实际值与基本值之差螺距累积误差：在规定的螺纹长度内，任意两同名牙侧与中径线交点的实际轴向距离与其基本值之差的最大绝对值螺距误差中径当量：将螺距误差换算成中径的数值牙侧角偏差：牙侧角的实际值与其基本值之差牙侧角误差中径当量：将牙侧角误差换算成中径的数值常用螺纹种类、特点及其应用普通螺纹：牙型角α=60°，按螺距大小分为粗牙和细牙螺纹，应用广泛，一般用于连接和紧固。

梯形螺纹：牙型角α=30°，牙根强度高，螺纹副精度高，轴向分力大。用于传递运动和动力。

锯齿形螺纹：工作面牙侧角α=3°，非工作面牙侧角α=30°，一般为大径定心，牙根强度高，螺纹副精度高，传动效率高，轴向分力大，用于单向受力的传力机构

55°圆柱管螺纹：牙型角α=55°公称直径近似为管子内径。(源于英制管螺纹)主要用于非密封管子的连接,与圆锥外螺纹配合可用于密封管子的连接

55°圆锥管螺纹：英制管螺纹，牙型角α=55°公称直径近似为管子内径，用于密封管子的连接

60°圆锥螺纹：与55°圆锥管螺纹相似但牙型角α=60°（(源于美制管螺纹)，用于密封管子的连接。二、普通螺纹的检验

普通螺纹有5个几何参数，即中径、大径、小径、螺距和牙侧角，其中，中径、螺距和牙侧角对螺纹的互换性和工作质量影响较大。一般来讲螺纹有两种检测方法，对于螺纹量规、螺纹刀具、测微螺纹等精密螺纹，是分别对中径、螺距和牙侧角给出公差并分项检查，对于广泛使用的紧固和连接用螺纹，是用螺纹量规对螺纹的单一中径和作用中径进行检查。1.普通螺纹的综合检验普通螺纹的综合检验是用螺纹量规对螺纹的单一中径和作用中径进行检查。螺纹量规分为以下三类:(1)

工作量规加工操作者在制造螺纹工件过程中所使用的螺纹量规(2)

验收量规检验部门或用户代表在验收螺纹工件时所使用的螺纹量规(3)

校对量规制造工作量规时和检验使用中的工作量规磨损情况时所使用的螺纹量规螺纹量规的名称、代号、功能和使用规则螺纹量规名称代号功能特征使用规则通端螺纹塞规T检查工件内螺纹的作用中径和大径具有完整的外螺纹牙型应与工件内螺纹旋合通过止端螺纹塞规Z检查工件内螺纹的单一中径具有截短的外螺纹牙型允许与工件内螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过两个螺距，对于三个或少于三个螺距的工件内螺纹，不应完全旋合通过通端螺纹环规T检查工件外螺纹的作用中径和小径完整的内螺纹牙型应与工件外螺纹旋合通过止端螺纹环规Z检查工件外螺纹的单一中径截短的内螺纹牙型允许与工件外螺纹两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过两个螺距，对于三个或少于三个螺距的工件外螺纹，不应完全旋合通过校通-通螺纹塞规TT检查新的通端螺纹环规的作用中径完整的外螺纹牙型应与新的通端螺纹环规旋合通过校通-止螺纹塞规TZ检查新的通端螺纹环规的单一中径截短的外螺纹牙型允许与新的通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，旋合量应不超过一个螺距螺纹量规的名称、代号、功能和使用规则校通-损螺纹塞规TS检查使用中通端螺纹环规的单一中径截短的外螺纹牙型允许与通端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，但旋合量应不超过一个螺距校止-通螺纹塞规ZT检查新的止端螺纹环规的单一中径完整的外螺纹牙型应与新的止端螺纹环规旋合通过校止-止螺纹塞规ZZ检查新的止端螺纹环规的单一中径完整的外螺纹牙型允许与新的止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，但旋合量应不超过一个螺距校止-损螺纹塞规ZS检查使用中止端螺纹环规的单一中径完整的外螺纹牙型允许与止端螺纹环规两端的螺纹部分旋合，但旋合量应不超过一个螺距光滑极限量规的名称、代号、功能和使用规则量规名称代号功能特征使用规则通端光滑塞规T检查内螺纹小径外圆柱面应通过内螺纹小径止端光滑塞规Z检查内螺纹小径外圆柱面可以进入内螺纹小径的两端，但进入量不应超过一个螺距通端光滑环规或卡规T检查外螺纹大径内圆柱面或平行的两个平面应通过外螺纹大径止端光滑环规或卡规Z检查外螺纹大径内圆柱面或平行的两个平面不应通过外螺纹大径螺纹量规的中径公差Td2—工件外螺纹中径公差TR—通端和止端螺纹环规中径的公差ZR—通端螺纹环规中径公差带的中心线到工件外螺纹中径上偏的距离m—通端或止端螺纹环规中径公差带中心线到“TT”或“ZT”校对螺纹塞规中径公差带中心线的距离WGO—通端螺纹环规中径公差带中心线到其磨损极限（TS）之间的距离WNG—止端螺纹环规中径公差带中心线到其磨损极限（ZS）之间的距离TCP—校对螺纹塞规的中径公差TD2—工件内螺纹中径公差TPL—通端和止端螺纹工作塞规的中径公差ZPL—通端螺纹塞规中径公差带的中心线到工件内螺纹中径下偏差的距离WGO(WNG)—T(Z)塞规中径公差带中心线到其磨损极限的距离2.螺纹单项参数的光学测量方法螺纹中径的光学测量方法主要是在万能工具显微镜上用影像法、轴切法和干涉法进行测量。螺距P是相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离，因此测量螺距时应沿螺纹的中径线位置测量。目前常用的方法是在万能工具显微镜上采用影像法、R目镜法、光学灵敏杠杆法、轴切法和干涉法等。牙侧角可以在万能工具显微镜上使用影像法、轴切法和干涉法测量。三针法测量外螺纹单一中径Ｍ——千分尺测得的数值，mm。d0

——量针直径，mm。P——螺距，mm。α——牙型半角，(°)。三针法测量外螺纹单一中径最佳三针计算公式螺纹牙型角α/(°)简化计算公式60d0=0.577P55d0=0.564P30d0=0.518P40d0=0.533P29d0=0.516P

各参数的偏差对中径的影响(60°)

用三针法测量测量螺纹示例用三针法测量M101.5螺纹塞规单一中径，已知:塞规中径d2max=9.041mm;d2mix=9.031mm测量三针直径名义值d0=0.866mm，实际值d01=d02=d03=0.8651实测数据如下：P=1.5002mm/2=2953'M实测=10.3323mm测量力F=3N试判断该螺纹量规中径是否合格解:(1)

验证最佳三针直径根据公式d0=0.577P=0.8655mm，选用0.866mm的量针是正确的.(2)计算中径实际值的公式中径实际值等于其实测值加上其修正值即：(3)

量针直径制造误差对中径测量值的修正值f(△d0)-1.5×(-1.8)=2.7μmd2实际=（M实测-3d0+0.866P）+f(△d0)+f(△P)+f(△α/2)+f(ψ)+f(F)(4)被测螺纹的螺距偏差对中径测量值的修正值=0.866×0.2≈0.2μm

(5)被测螺纹的牙侧角偏差对中径测量值的修正值=(0.5×0.866-0.3×1.5)×(-7)≈0.1(m)(6)螺纹螺旋升