一種檢測盲螺紋攻絲深度的檢具設(shè)計(jì)

王旭 李曉杰 伍永輝

摘 要：目前盲螺紋連接方式是汽車行業(yè)內(nèi)零部件使用的最基本的連接途徑之一 盲螺紋的絲孔深度是產(chǎn)品特性的一個(gè)關(guān)鍵組成。文章論述了通過盲螺紋深度基本尺寸和公差帶 闡述了一種可判定盲螺紋深度是否合格的檢具設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：盲螺紋深度;檢具;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U463? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）18-75-03

Abstract： At present， the blind thread connection is one of the most basic connection ways for parts in the automobile industry. The depth of the holes in the blind thread is a key component of the product characteristics. Based on the basic dimension and tolerance zone of blind thread depth， this paper describes a design scheme of inspection tool which can determine whether the blind thread depth is qualified or not.

Keywords： Blind thread depth; Gauge; Design

CLC NO.： U463? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-75-03

1 引言

螺紋結(jié)構(gòu)是機(jī)械行業(yè)應(yīng)用最基本的結(jié)構(gòu)之一 尤其普通螺紋是一種使用量最大的緊固連接螺紋。它規(guī)格多、公差帶種類多、旋合性好、易于加工連接牢靠、適用范圍廣 按其在母體中所處的位置主要分為外螺紋和內(nèi)螺紋 其中內(nèi)螺紋根據(jù)其底孔在母體結(jié)構(gòu)中不同分為通孔螺紋和盲孔螺紋。

盲孔螺紋的基本特性包括了：公稱直徑、螺距和螺紋深度等相關(guān)產(chǎn)品特性 所有產(chǎn)品特征均與設(shè)計(jì)裝配有很大關(guān)聯(lián) 產(chǎn)品特征不合格均會(huì)對(duì)裝配造成裝配困難或者無法裝配等現(xiàn)象。然而目前對(duì)于各零部件的螺紋孔檢測多是螺紋孔的位置度、螺距、螺紋精度等相關(guān)項(xiàng) 螺紋孔的攻絲深度往往會(huì)被忽略。在生產(chǎn)過程中 生產(chǎn)單位（工人）一般只具有加工過程控制手段 如：在普通鉆床上根據(jù)目測讀數(shù)主軸深度刻度來實(shí)現(xiàn)技術(shù)文件要求的攻絲深度參數(shù);在數(shù)控設(shè)備上 根據(jù)程序編制深度來控制攻絲深度參數(shù)。然而在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中 刀具的磨損、設(shè)備的老化、刻度的失準(zhǔn)以及人工操作的誤差都會(huì)導(dǎo)致螺紋孔的深度出現(xiàn)偏差 所以在過程生產(chǎn)手段保證后 輔助以相應(yīng)的檢測手段非常有必要。

由于螺紋深度是產(chǎn)品特性的一個(gè)關(guān)鍵組成 其直接決定了螺紋旋合長度 用于決定螺紋零件連接的可靠性 因此檢測螺紋孔深度合格與否至關(guān)重要。

2 設(shè)計(jì)及使用過程

2.1 設(shè)計(jì)分析

在機(jī)械、零部件加工生產(chǎn)活動(dòng)中 相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)普通螺紋的旋合長度有明確規(guī)定：對(duì)于符合中等旋合長度的螺紋一般在標(biāo)記中不加任何說明符號(hào) 同時(shí)對(duì)于短組或長組旋合長度的螺紋 應(yīng)在螺紋公差帶代號(hào)后加注旋合長度組別代號(hào)“L”或“S” 如有需要時(shí) 可在組別代號(hào)上注明旋合長度的具體數(shù)值。目前在企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中螺紋的旋合長度和螺紋孔攻絲深度多以標(biāo)注具體數(shù)值的模式進(jìn)行說明長度和深度 因此盲螺紋的攻絲深度基本尺寸（L）可查詢或可在圖紙直觀讀出。根據(jù)目前Q/SQ100201.1-2019企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 其中盲螺紋孔的攻絲深度公差是（L代表基本尺寸、P代表螺距 本文討論P(yáng)大于0.5mm的螺紋）。

螺紋孔的螺距檢測是以螺紋配合進(jìn)行檢測 螺紋孔的攻絲深度也可以通過螺紋配合的形式輔助測量 將外螺紋進(jìn)行旋入盲螺紋中 測量外螺紋的深入量來判斷盲螺紋攻絲深度是否合格。

行業(yè)中螺紋使用頻率較高的多為P=1、P=1.5、P=1.75、P=2等規(guī)格 本文討論P(yáng)≥0.5mm 那么2P≥1、多為2P=2、2P=3、2P=3.5、2P=4mm;因此螺紋中的螺距在實(shí)際使用過程中2倍的螺距代表的長度可用目測來辨別。

為了便于快速盲螺紋攻絲深度是否在的的公差帶范圍之內(nèi) 在的上限和下限處進(jìn)行溝槽標(biāo)記 同時(shí)在槽深處以氣霧噴涂的方式將紅、綠色油漆噴涂于溝槽表面形成漆膜 通過觀測兩條線體的外露情況來判斷盲螺紋攻絲深度是否合格。

同時(shí)根據(jù)檢具的使用特性 為了更加方便的旋入旋出 設(shè)計(jì)了手柄。

2.2 設(shè)計(jì)原理

主體設(shè)計(jì)螺紋旋入結(jié)構(gòu)和手柄結(jié)構(gòu)。螺紋旋入結(jié)構(gòu)是通過螺紋孔的螺旋嚙合特點(diǎn) 制作孔徑、螺距相匹配的外螺紋 將螺紋首牙進(jìn)行平切處理 保證倒角后端頭直徑大于螺紋底徑 使得螺紋擰緊時(shí)更好的接觸到螺紋深度最底端的螺牙 方便更精確的檢測到螺紋終止線。

手柄設(shè)計(jì)根據(jù)男性單手握緊舒適程度設(shè)計(jì)手柄長度T= 135mm（如有空間局限性可根據(jù)實(shí)際過程進(jìn)行調(diào)整） 并且便于更好的進(jìn)行操作 對(duì)手柄進(jìn)行滾花處理 增加使用過程的舒適感和安全性。手柄與外螺紋主體連接時(shí)由于其無相關(guān)尺寸要求需保證光滑、牢靠連接因此采用焊接模式將外螺紋主體和手柄采用二保焊環(huán)繞焊接。

螺桿尺寸的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以外螺紋和盲螺紋的螺紋配合為檢測主體確定外螺紋的公稱直徑D和螺距P 根據(jù)盲螺紋深度L的不同確定其螺紋的有效長度N和螺桿長度M。當(dāng)檢測的盲螺紋攻絲深度L小于等于20mm時(shí)：檢具的外螺紋N取L/2且N≥2P;（當(dāng)盲螺紋攻絲深度要求較小時(shí) 檢具中外螺紋的長度以能夠擰入時(shí)晃動(dòng)較小（不少于3扣）為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)）;當(dāng)L大于20mm時(shí)：N取15mm 當(dāng)螺紋攻絲深度較大時(shí) 外螺紋長度為固定值15mm可滿足其檢測;

當(dāng)檢測的盲螺紋攻絲深度L小于20時(shí)：檢具螺桿長度M取100mm;當(dāng)L大于20mm時(shí)：M取L+80mm。

同時(shí)為了檢具高效便捷的使用 根據(jù)盲螺紋的攻絲深度公差是 特在檢具中設(shè)計(jì)1×1溝槽 在溝槽中噴涂紅、綠色油漆。其中紅色區(qū)域的上端代表螺紋深度的下公差 即L-2P;綠色區(qū)域的上端代表螺紋深度的上公差 即L;檢測時(shí) 如果盲螺紋攻絲深度不夠 即攻絲深度小于下公差則檢具深入后可看見紅顏色線體;如果盲螺紋攻絲深度過大 超過上公差 則檢具在旋入后看不見綠線;如果螺紋深度在L-2P至L之間 那么檢具旋入后 可看見綠顏色線 看不見紅顏色的線體。

3 使用原理

在實(shí)際生產(chǎn)中檢具是我們用來判斷產(chǎn)品合格與否的重要工具之一 許多無法用量具檢測的尺寸或用量具檢測比較困難的尺寸都需要依靠檢具來檢測 因此 檢具能否正常使用直接關(guān)系到生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)。為確保檢具能正常使用 使用前 首先檢查檢具規(guī)格型號(hào)和工件圖樣 其應(yīng)和產(chǎn)品相匹配 避免錯(cuò)用檢具;其次檢查檢具的紅綠色標(biāo)記線 標(biāo)記線應(yīng)清晰明了易于分辨;同時(shí)檢具表面（尤其是外螺紋處）應(yīng)保持清潔 不能有雜物、油污等。

檢驗(yàn)時(shí)工件放置平穩(wěn) 并且對(duì)盲螺紋進(jìn)行清理 清理干凈后 將檢具端頭外螺紋和產(chǎn)品絲孔進(jìn)行螺紋配合 用手柄持續(xù)擰入 直至檢具不能旋轉(zhuǎn)進(jìn)入為止 此時(shí)檢具的深入距離可表示盲螺紋的攻絲深度。可通過目測檢具紅綠線的標(biāo)注來判定產(chǎn)品攻絲深度是夠合格 讀線時(shí) 應(yīng)平視檢具和盲螺紋端面 觀察紅線與綠線位置。

為了加深工人判斷的熟練度 輔以紅綠色標(biāo)記后特此編制了一則使用判定的口訣：檢測深度有規(guī)律、工人檢驗(yàn)要牢記;兩線外露攻絲淺 不見兩線攻太深;只見綠線沒紅線、深度合格再繼續(xù)。

4 結(jié)語

盲螺紋的攻絲深度檢測是對(duì)螺紋質(zhì)量過程檢測的一項(xiàng)重要特性驗(yàn)證手段 通過分析關(guān)于盲螺紋的攻絲深度要求及特性 在實(shí)踐中采用檢具的形式檢測盲螺紋深度合格與否的檢測方法 便于檢驗(yàn)過程中操作者和檢驗(yàn)員能夠高效快速的檢測螺紋孔的攻絲深度 避免盲螺紋因攻絲深度不良造成的質(zhì)量事故 有較強(qiáng)的應(yīng)用性和推廣性。

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