楔形防松內螺紋的參數、 絲錐和量規

許麗華

（陜西航空宏峰精密機械工具有限責任公司， 陜西漢中 723007）

0 引言

在螺紋連接防松技術中，30°楔形防松螺紋正日益得到推廣。 這種防松螺紋采用在內螺紋牙底部形成一個獨特的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螺紋的這個30°楔形斜面上， 從而防止外螺紋相對內螺紋的軸向移動， 形成不需要其他外部輔助手段就能達到自身防松鎖緊的作用。

該防松螺紋經過研究及驗證， 現已發布為國家標準GB/T 37462—2019《30°楔形防松螺紋》。 此標準明確了楔形防松內螺紋的牙型、精度公差及各項參數要求。同時給出加工楔形內螺紋用的絲錐及檢驗內螺紋用的螺紋塞規的技術參數。

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， 因此對楔形防松內螺紋斜面角度和小徑的加工及檢測尤為重要。

1 楔形內螺紋參數

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

1.1 內螺紋中徑

與楔形防松內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）的規定。 此處的內螺紋中徑已經失去傳統螺紋的配合作用。 內、外螺紋旋合承載后， 外螺紋的牙頂頂在內螺紋牙底的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，內螺紋中徑已不是楔形防松螺紋的控制重點。 實際上，由于內螺紋牙底斜面小徑處于內螺紋中徑之下， 在內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準中刪除了內螺紋中徑參數尺寸， 同時說明了螺紋中徑與斜面位置（斜面大徑和斜面小徑）的關系。

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

1.2 內螺紋的牙底斜面傾斜角及斜面小徑

楔形防松內螺紋的突出特點是牙底引入30°傾斜角的斜面， 它與牙側面形成一個楔形螺紋獨有的螺紋參數——楔形牙底斜面小徑。 在其他螺紋參數相同情況下，斜面小徑越小對螺紋鎖緊性能越有利。 因此，楔形斜面小徑參數的加工及檢測技術是楔形螺紋產品質量控制的關鍵。

2 楔形內螺紋絲錐

楔形防松內螺紋加工一般采用專用刀具——楔形螺紋絲錐。根據被加工零件材料、攻絲設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；根據攻絲零件孔的狀態不同，可以選用直槽絲錐、螺尖絲錐、螺旋槽絲錐或螺母絲錐。 絲錐的具體結構型式尺寸要按照相應類型的標準執行。

內螺紋的加工精度及質量與絲錐的螺紋參數、 切削角度、 切削速度、 潤滑冷卻等因素密切相關。 國家標準GB/T 37462 資料性附錄B 給出了楔形絲錐的螺紋參數要求，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， 滿足不同精度內螺紋的要求。 H1 用于加工4H 內螺紋，H2 用于加工6H 內螺紋。絲錐螺紋的牙型與內螺紋牙型相同，如圖2 所示[1]。絲錐螺紋參數包括： 斜面大徑和斜面小徑及斜面傾斜角（30°），螺紋中徑、螺距和牙側角（30°）。 它比楔形內螺紋增加了中徑參數值。 雖然楔形內螺紋參數里中徑已不作為控制參數，但是為了便于安排絲錐制造工藝，在絲錐設計參數中增加了中徑極限尺寸。 但是它不作為絲錐的驗收參數。

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、螺距和牙側角合格。 螺紋參數可以采用普通螺紋（M）機用絲錐的測量方法。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部分起點進行檢查。在60°螺紋牙型磨削合格后，再單獨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 （都在絲錐的校準部分起點檢查）。 檢查儀器可以采用萬能工具顯微鏡。

絲錐的其他技術要求按照國家標準GB/T 969 執行。

3 楔形內螺紋檢驗用量規

為了方便、快捷地對楔形防松內螺紋尺寸進行判定，多采用楔形螺紋塞規對楔形內螺紋參數進行綜合檢驗，而內螺紋牙頂小徑則單獨采用光滑極限塞規進行綜合檢驗。由于螺紋塞規為綜合檢驗，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，可對斜面小徑參數進行專門的測量。 下面介紹綜合檢驗用的螺紋塞規和光滑塞規。

3.1 楔形螺紋塞規

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

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

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

楔形螺紋塞規的參數有：斜面小徑和斜面傾角、平頂大徑、中徑、螺距和牙側角。 雖然楔形內螺紋的中徑不作為控制重點， 但是在楔形螺紋塞規設計中要考慮螺紋塞規加工制造的工藝性，需要給出塞規中徑設計值，并將其作為控制參數。因此在國家標準中，楔形塞規中徑尺寸是驗收參數。通端螺紋塞規要檢驗內螺紋的最小牙槽寬度，而止端螺紋塞規不檢驗最小牙槽寬度， 其牙寬要小于通端塞規的牙寬。

在加工量規螺紋時， 首先將螺紋磨削成60°螺紋牙型，并要保證螺紋的中徑、螺距、牙側角合格。螺紋參數的檢查方法與普通螺紋量規相同， 螺紋中徑可以采用三針測量方法，準確測量出螺紋中徑值。楔形螺紋塞規的加工及測量難點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30°斜面磨削完成后，就無法采用三針測量方法對中徑進行測量[2]。 在早期，用戶對楔形螺紋塞規的檢測存在一定的局限性。 隨著檢測儀器的完善及發展， 目前用戶可以選用更適合的檢測儀器對楔形塞規進行準確測量。例如采用螺紋綜合掃描測量機，對楔形螺紋塞規牙型進行輪廓掃描， 測量機根據掃描數據運用內置測量程序， 可快速輸出塞規螺紋中徑和斜面小徑測量值及螺紋的其他相關參數。

楔形螺紋量規的其他要求按照GB/T 3934 執行。

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

3.2 楔形螺紋牙頂小徑塞規

內螺紋牙頂小徑采用光滑極限塞規進行綜合檢測，有通端塞規和止端塞規。 按照國家標準GB/T 37462 附錄A 圖A.3。

光滑通端螺紋塞規應通過工件內螺紋； 光滑止端塞規進入工件內螺紋的長度應不超過一個螺距。

4 結束語

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