一种检测盲螺纹攻丝深度的检具设计

王旭 李晓杰 伍永辉

摘 要：目前盲螺纹连接方式是汽车行业内零部件使用的最基本的连接途径之一 盲螺纹的丝孔深度是产品特性的一个关键组成。文章论述了通过盲螺纹深度基本尺寸和公差带 阐述了一种可判定盲螺纹深度是否合格的检具设计方案。

关键词：盲螺纹深度;检具;设计

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：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

螺紋结构是机械行业应用最基本的结构之一 尤其普通螺纹是一种使用量最大的紧固连接螺纹。它规格多、公差带种类多、旋合性好、易于加工连接牢靠、适用范围广 按其在母体中所处的位置主要分为外螺纹和内螺纹 其中内螺纹根据其底孔在母体结构中不同分为通孔螺纹和盲孔螺纹。

盲孔螺纹的基本特性包括了：公称直径、螺距和螺纹深度等相关产品特性 所有产品特征均与设计装配有很大关联 产品特征不合格均会对装配造成装配困难或者无法装配等现象。然而目前对于各零部件的螺纹孔检测多是螺纹孔的位置度、螺距、螺纹精度等相关项 螺纹孔的攻丝深度往往会被忽略。在生产过程中 生产单位（工人）一般只具有加工过程控制手段 如：在普通钻床上根据目测读数主轴深度刻度来实现技术文件要求的攻丝深度参数;在数控设备上 根据程序编制深度来控制攻丝深度参数。然而在长期的生产实践中 刀具的磨损、设备的老化、刻度的失准以及人工操作的误差都会导致螺纹孔的深度出现偏差 所以在过程生产手段保证后 辅助以相应的检测手段非常有必要。

由于螺纹深度是产品特性的一个关键组成 其直接决定了螺纹旋合长度 用于决定螺纹零件连接的可靠性 因此检测螺纹孔深度合格与否至关重要。

2 设计及使用过程

2.1 设计分析

在机械、零部件加工生产活动中 相关的国家标准、行业标准对普通螺纹的旋合长度有明确规定：对于符合中等旋合长度的螺纹一般在标记中不加任何说明符号 同时对于短组或长组旋合长度的螺纹 应在螺纹公差带代号后加注旋合长度组别代号“L”或“S” 如有需要时 可在组别代号上注明旋合长度的具体数值。目前在企业的实际生产中螺纹的旋合长度和螺纹孔攻丝深度多以标注具体数值的模式进行说明长度和深度 因此盲螺纹的攻丝深度基本尺寸（L）可查询或可在图纸直观读出。根据目前Q/SQ100201.1-2019企业标准 其中盲螺纹孔的攻丝深度公差是（L代表基本尺寸、P代表螺距 本文讨论P大于0.5mm的螺纹）。

螺纹孔的螺距检测是以螺纹配合进行检测 螺纹孔的攻丝深度也可以通过螺纹配合的形式辅助测量 将外螺纹进行旋入盲螺纹中 测量外螺纹的深入量来判断盲螺纹攻丝深度是否合格。

行业中螺纹使用频率较高的多为P=1、P=1.5、P=1.75、P=2等规格 本文讨论P≥0.5mm 那么2P≥1、多为2P=2、2P=3、2P=3.5、2P=4mm;因此螺纹中的螺距在实际使用过程中2倍的螺距代表的长度可用目测来辨别。

为了便于快速盲螺纹攻丝深度是否在的的公差带范围之内 在的上限和下限处进行沟槽标记 同时在槽深处以气雾喷涂的方式将红、绿色油漆喷涂于沟槽表面形成漆膜 通过观测两条线体的外露情况来判断盲螺纹攻丝深度是否合格。

同时根据检具的使用特性 为了更加方便的旋入旋出 设计了手柄。

2.2 设计原理

主体设计螺纹旋入结构和手柄结构。螺纹旋入结构是通过螺纹孔的螺旋啮合特点 制作孔径、螺距相匹配的外螺纹 将螺纹首牙进行平切处理 保证倒角后端头直径大于螺纹底径 使得螺纹拧紧时更好的接触到螺纹深度最底端的螺牙 方便更精确的检测到螺纹终止线。

手柄设计根据男性单手握紧舒适程度设计手柄长度T= 135mm（如有空间局限性可根据实际过程进行调整） 并且便于更好的进行操作 对手柄进行滚花处理 增加使用过程的舒适感和安全性。手柄与外螺纹主体连接时由于其无相关尺寸要求需保证光滑、牢靠连接因此采用焊接模式将外螺纹主体和手柄采用二保焊环绕焊接。

螺杆尺寸的设计准则以外螺纹和盲螺纹的螺纹配合为检测主体确定外螺纹的公称直径D和螺距P 根据盲螺纹深度L的不同确定其螺纹的有效长度N和螺杆长度M。当检测的盲螺纹攻丝深度L小于等于20mm时：检具的外螺纹N取L/2且N≥2P;（当盲螺纹攻丝深度要求较小时 检具中外螺纹的长度以能够拧入时晃动较小（不少于3扣）为原则进行设计）;当L大于20mm时：N取15mm 当螺纹攻丝深度较大时 外螺纹长度为固定值15mm可满足其检测;

当检测的盲螺纹攻丝深度L小于20时：检具螺杆长度M取100mm;当L大于20mm时：M取L+80mm。

同时为了检具高效便捷的使用 根据盲螺纹的攻丝深度公差是 特在检具中设计1×1沟槽 在沟槽中喷涂红、绿色油漆。其中红色区域的上端代表螺纹深度的下公差 即L-2P;绿色区域的上端代表螺纹深度的上公差 即L;检测时 如果盲螺纹攻丝深度不够 即攻丝深度小于下公差则检具深入后可看见红颜色线体;如果盲螺纹攻丝深度过大 超过上公差 则检具在旋入后看不见绿线;如果螺纹深度在L-2P至L之间 那么检具旋入后 可看见绿颜色线 看不见红颜色的线体。

3 使用原理

在实际生产中检具是我们用来判断产品合格与否的重要工具之一 许多无法用量具检测的尺寸或用量具检测比较困难的尺寸都需要依靠檢具来检测 因此 检具能否正常使用直接关系到生产产品的品质。为确保检具能正常使用 使用前 首先检查检具规格型号和工件图样 其应和产品相匹配 避免错用检具;其次检查检具的红绿色标记线 标记线应清晰明了易于分辨;同时检具表面（尤其是外螺纹处）应保持清洁 不能有杂物、油污等。

检验时工件放置平稳 并且对盲螺纹进行清理 清理干净后 将检具端头外螺纹和产品丝孔进行螺纹配合 用手柄持续拧入 直至检具不能旋转进入为止 此时检具的深入距离可表示盲螺纹的攻丝深度。可通过目测检具红绿线的标注来判定产品攻丝深度是够合格 读线时 应平视检具和盲螺纹端面 观察红线与绿线位置。

为了加深工人判断的熟练度 辅以红绿色标记后特此编制了一则使用判定的口诀：检测深度有规律、工人检验要牢记;两线外露攻丝浅 不见两线攻太深;只见绿线没红线、深度合格再继续。

4 结语

盲螺纹的攻丝深度检测是对螺纹质量过程检测的一项重要特性验证手段 通过分析关于盲螺纹的攻丝深度要求及特性 在实践中采用检具的形式检测盲螺纹深度合格与否的检测方法 便于检验过程中操作者和检验员能够高效快速的检测螺纹孔的攻丝深度 避免盲螺纹因攻丝深度不良造成的质量事故 有较强的应用性和推广性。

参考文献

[1] 吴宗泽.机械设计师手册[M].机械工业出版社.

[2] 陈宏均.使用机械加工工艺手册[M].机械工业出版社.

[3] 李新勇.螺纹实用手册[M].机械工业出版社.

[4] 王德发.简明金属切削手册[M].上海科学技术出版社.

[5] 佚名.螺纹标记标准及应用[J].机械工业标准化与质量.