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螺纹类型:实用工程师指南

2021-11-30 阅读 5340

在制造设计的背景下,很少有针对螺纹的实用文章。你会发现,大多数文章都是关于零件的实际加工,并且是面向机械师的。本文旨在为工程师设计物理产品提供实用指南。


螺纹是由什么组成的?


螺纹可以是内螺纹,也可以是外螺纹,通常可以装配在一起。通过定义以下参数,可在技术图纸中显示(或指定)。


螺纹参数


螺纹系列:螺纹型材(如UN和公制)


螺纹类型:在螺纹系列中,您有不同类型的螺纹类型,例如UN的UNC和UNF,公制的M和MJ。


公称直径/大直径/螺纹尺寸:表示螺纹尺寸,指螺纹的大直径


小直径:应始终与钻头尺寸(孔尺寸)大致相同


螺距:一个点在一圈中线性移动(平行于轴)的距离


深度:螺纹进入孔的深度


公差:螺纹配合的允许公差


类配合/公差配合/公差:定义螺纹尺寸的公差范围,包括内螺纹或外螺纹零件的大、小和中径


钻孔尺寸:定义要攻丝的螺纹的钻孔尺寸。这是一个定义,您将在许多螺纹尺寸表中看到。它的尺寸基本上与小直径相同。




盲孔与通孔


有两种类型的孔中可以定义螺纹:盲孔和通孔。


通孔:一直贯穿表面的孔。因此,它的深度是特定墙壁的厚度。


盲孔:不能完全穿过表面的孔。因此,需要单独指定深度。




螺纹类型概述


有各种不同的螺纹类型可用,最常见的是公制和统一螺纹。


公制螺纹(M):公制螺纹是遵循ISO的公制国际标准。这是最常见的线程之一。


统一螺纹(UNC/UNF/UN/UNEF):英制标准,通常由粗(UNC)和细(UNF)螺纹组成。UN 用于具有统一或恒定每英寸螺纹数的一组特定螺纹系列。


管道螺纹(NPT/NPS/NPTF):通常用于螺纹管件。


多启动线程:多启动线程由两个或多个相互平行运行的交织线程组成。


英国标准管道 (BSPT):通常用于螺纹管件。


Thorlabs:品牌螺纹规格,用于为Thorlabs的光学设备创建适配器。


梯形螺纹:梯形螺纹的一种。


公制螺纹


作为标准,您可以通过简单地输入类型和尺寸(例如M10)来定义公制螺纹。如上所述,尺寸由螺纹的公称直径(大直径)确定。随后的螺距和深度将遵循通用公制通用标准(见下表)。


除非另有说明,否则所有公制螺纹均假定为通孔上的“直通”。必须始终指示盲孔的深度。


等级配合 - 公制螺纹


等级配合定义螺纹公差,有时也称为“公差”或“螺纹配合”。内螺纹公差始终用大写字母书写,外螺纹则用小写字母书写。内螺纹的标准螺纹公差为6H,内螺纹的标准螺纹公差为6g,如果您在图纸中未调用任何不同的公差,则供应商将默认使用该公差。如果您感兴趣,下面将深入探讨为什么会这样。


基于螺纹啮合长度,等级配合通常根据ISO 965-1定义。螺纹啮合长度对您很重要,因为它表示组件的长度,这对您的承载计算很有用,




考虑的默认螺纹啮合长度为 N,表示典型的螺钉/螺钉孔连接。因此,类适合默认为“中等”,即 6H(内螺纹)和 6g(外螺纹),如下突出显示。




公差位置决定了要使用的公差类型。主要的是g和h。


G(内部)或g(外部)公差定义了随中径变化的公差

H(内部)或h(外部)公差定义了不随中径变化的静态公差


有时,您会看到内部和外部螺纹都调用一个单独的螺纹。这表示装配配合,例如:

6H/6g


实践中的公制螺纹示例:


标准ISO螺纹:M10 x 1.5-6H至LH

标准ISO螺纹:M10


为什么这些呼出如此不同?


对于公制螺纹,您只需进行非常简单的调用即可,如在第二个示例中,您只需指示线螺纹系列(M)和尺寸(10)。在这种情况下,其余的将默认为标准。请记住,对于盲孔,您还必须指出螺纹的深度,因为没有可退回的标准(见下表)。





统一螺纹


请记住,配合等级定义了螺纹尺寸的公差范围,这始终与螺纹是外螺纹(B)还是内螺纹(A)相关联。适用于统一螺纹的类型有6种:


1A级和1B级——最宽松的公差,非常罕见。通常用于需要快速组装/拆卸时。

2A级和2B级——“中等”公差,这是最常见的配合。这是平衡螺纹性能和便利性的最佳选择。

3A级和3B级——非常严格的公差。当螺纹对最终产品服务的安全性至关重要时使用。


果未指示配合,则内螺纹的默认配合等级为2A,外螺纹的默认配合等级为2B。


设计技巧


1)保持普遍


当涉及到制造业时,一定会为你节省时间和金钱的一件事,那就是保持事物的通用性。


只有通过反复试验,经验丰富的工程师才意识到尽可能保持组件通用的重要性——即使在设计定制产品时也是如此。如果有现成的解决方案,不要把它复杂化。这也适用于螺纹,始终尽可能多地选择常用系列的螺纹和常用尺寸。


通用系列:UN(即UNC和UNF)和公制(即M)

常用尺寸:UN列表、公制列表


2)注意孔的大小


当我们制造包含螺纹的零件时,我们所看到的最常见的错误之一,是螺纹尺寸似乎与它们所称的孔尺寸不匹配。


这是一个问题,因为它会导致混淆螺纹尺寸是否正确,孔的直径是否错误,反之亦然。作为制造商,我们无法做出假设,这种混乱导致制造时间延迟(至少1-2天)。


3)标注盲孔螺纹深度


延迟的另一个原因是螺纹规范不完整。


盲孔是指不穿过零件整个壁厚的孔。如果你在盲孔上画出一条线,你必须指出线的深度。

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