公制內螺紋大徑極限偏差標準的研究

蔡銳東

摘 要：在生產過程中，公制內螺紋的加工精度主要是檢測中徑的精度，中徑的精度是由大徑的尺寸精度間接保證，然而，在現有的各項標準中，均沒有對公制內螺紋大徑極限偏差的表述和標定。為了使公制內螺紋的檢測更加規范、科學和嚴謹，文中對公制內螺紋大徑的極限偏差進行了探討和研究，希望可以對建立該項目的國家標準起到借鑒作用。

關鍵詞：公制內螺紋；大徑；中徑；小徑；極限偏差

中圖分類號：TG85 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）05-0180-03

Abstract： In the production process， the machining accuracy of metric thread is mainly the accuracy of the detection of the middle diameter， and the accuracy of the middle diameter is indirectly guaranteed by the size accuracy of the large diameter. However， in the existing standards， there is no expression and calibration of the maximum diameter error of the metric internal thread. In order to make the inspection of metric threads more standardized， scientific and rigorous， the paper discusses and studies the limit deviations of the diameter of metric internal threads， hoping it can play a referential role in establishing the national standard of the project.

Keywords： metric internal thread； large diameter； middle diameter； small diameter； limit deviation

在數控車工車削公制螺紋的加工中，經常會遇到螺紋參數的計算問題。在實際教學實踐和生產實際加工內螺紋的過程中，螺紋中徑是無法直接加工獲取的，通常是依靠加工內螺紋大徑尺寸來間接地保證螺紋中徑的尺寸精度，但是內螺紋大徑尺寸的精度（尺寸加工范圍）在相關的標準中卻不明確。為保證內螺紋中徑尺寸的精度要求，往往使用試切法，即當螺紋的通規不能通過時，再進給一個小尺寸的吃刀量ap試切一刀，反復試切，一直到內螺紋過規能順利旋入、止規不能旋入為止。

國家標準（GB/T197——2003）公制內螺紋的標記規定：普通螺紋的完整標記由螺紋代號、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。

螺紋公差代號是由表示其大小的公差等級數字和表示其基本偏差位置的字母所組成。例如：6H（內螺紋）、6g（外螺紋）等。

公差代號標注在螺紋代號之后，其間用“-”分開。如果螺紋的中徑公差帶與頂徑公差帶代號不同，則應分別注出。前者表示中徑公差帶，后者表示頂徑公差帶。如果兩者公差帶代號相同，則只標注一個代號。

說明：內螺紋的頂徑是小徑。

例如：M12-6H

符號說明：M：公制三角形螺紋；12：公稱直徑12mm；

6H：中徑和頂徑（小徑）公差帶代號（相同）。H表示中徑、頂徑（小徑）公差帶基本偏差為H，6表示6級尺寸精度。

上述的表達，說明公制內螺紋的公稱尺寸和螺距確定后，實際在加工中，螺紋的中徑和頂徑（小徑）的基本尺寸和極限偏差值都已經確定的。

公制內螺紋中徑D2和頂徑（小徑）D1的基本偏差部分如表1所示。

公制內螺紋頂徑（小徑）公差TD1（選摘）如表2所示。

公制內螺紋中徑公差TD2（選摘）如表3所示，用于檢驗螺紋。

普通公制螺紋的基本尺寸（GB/T196-2003）和螺紋各個參數如圖1所示。

從表1中可以看出，公制內螺紋的螺距雖然不同，但是常用的公制內螺紋中徑和頂徑（小徑）基本偏差為G、H，其基本偏差值均是≥0，即極限下偏差均是在零線（包含零）以上。

從表2中可以看出，螺距不同，公制內螺紋頂徑（小徑）公差TD1的范圍，可以順利計算出極限上偏差，但其數值均是>0。

從表3中可以看出，螺距不同，公制內螺紋中徑公差TD2的范圍，可以順利計算出中徑的極限上偏差，但其數值均是>0。

GB/T196-2003規定的公制螺紋牙型和直徑的關系見圖1所示。

在實際的螺紋應用中，螺紋中徑是檢測螺紋的重要指標，但是在車間生產實踐中，一般是先加工內螺紋的頂徑，然后加工大徑尺寸后才測量螺紋中徑，即是用加工內螺紋的大徑尺寸來間接保證內螺紋中徑的尺寸，從上述的表格中或計算公式中，唯獨沒有內螺紋大徑的極限偏差，用試切法間接確定尺寸，不規范、不科學和不嚴謹，費時費力，無形中增加生產成本，因此不論是在工程技術上，還是在實際生產中，確定公制內螺紋大徑的極限偏差都是非常有必要的，值得探討和研究。

如何求出公制內螺紋大徑的極限偏差呢？用以下方法證明內螺紋大徑的極限偏差的求出方法。

公制內螺紋的牙高用HD表示，頂徑（小徑）到中徑之間的高度用HD1表示、中徑到大徑之間的高度用HD2表示。則其關系如圖2所示。

下面介紹用幾何法計算公制內螺紋大徑的極限偏差。endprint

如圖3所示，過螺紋中徑線與牙型側面的交點M做一條與螺紋中徑垂直的輔助線O1-O1′，以螺紋中徑線為中徑基本偏差的零線，從M點沿O1-O1′線找出A點，使MA等于EID2（中徑的基本偏差值），從A點沿O1-O1′線使AB等于螺紋中徑的公差值，則MB等于中徑的極限上偏差ESD2。過A點做牙型側面的平行線AB1，與過B點做中徑的平行線BC相交于C點，則形成一個△ABC。

過螺紋大徑線與牙型側面的交點G做一條與螺紋小徑垂直的對稱線O2-O2′，AB1線與O2-O2′線相交于B1點，過B點做一條平行于AB1的線段與O2-O2′線相較于A1點，過B1點做一條平行于BC的線段與AB1相較于C1點，則形成一個△A1B1C1。

在平行四邊形ABA1B1中，AB=A1B1（對邊相等），∠A=∠A1（對角相等）。在△ABC和△A1B1C1中，∠ABC=∠A1B1C1（直角），則△ABC≌△A1B1C1，A1B1=AB=中徑的公差值。

在平行四邊形MAB1G中，MA=B1G（對邊相等），則MA=GB1=中徑的基本偏差。

故：GB1=MA=中徑的基本偏差、A1B1=AB=中徑的公差值，GB1為螺紋大徑的基本偏差，A1B1為螺紋大徑的公差，所以螺紋大徑的極限偏差值等于螺紋中徑的極限偏差值。

例如：加工M16-5G6G，計算其參數。

解：M16的螺距P=2，牙型角60°。

經過上述兩種方法的分析，在加工公制內螺紋時，雖然國家標準只規定了內螺紋頂徑（小徑）和內螺紋中徑的基本偏差和公差值，并由此可以計算出內螺紋頂徑（小徑）和內螺紋中徑的極限偏差，而沒有規定出內螺紋大徑的基本偏差和公差值；但是為了保證內螺紋中徑的尺寸精度，完全可以使用內螺紋大徑的基本偏差和公差值與內螺紋中徑完全相同的方法進行加工，通過保證內螺紋大徑尺寸精度的方式來保證內螺紋中徑的精度要求，使公制內螺紋的大徑的偏差數值及公差更加直觀、加工尺寸更加明確。

參考文獻：

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