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第一章 螺纹量规的基本知识螺纹量规是检验螺纹尺寸是否符合规定的量规。螺纹塞规用于检验内螺纹。螺纹环规用于检验外螺纹。11 螺纹概述螺纹是一种重要的、常用的结构要素。螺纹主要用于结构联接、密封联接、传动、读数和承载等场合。从一般使用条件到恶劣条件（高温、高压、严重腐蚀），从粗糙级别到很精密，从日常生活用品到精密机械，总之应用广泛。螺纹按截形分，三角形（等边、等腰、锯齿等）和特形（如圆弧）螺纹。螺纹又分圆柱和圆锥螺纹。一、圆柱螺纹1、普通螺纹（又称米制或公制螺纹）轴向截形为等边三角形（基本牙型为平顶），牙型角60。内螺纹48 级，外螺纹39 级。2、美标统一螺纹（又称 60英制螺纹）轴向截形为等边三角形（基本牙型为平顶），牙型角60。它是美、英和加拿大制定的60英制系列螺纹。美国联邦标准FEDSTDH28 / 23、美国国家标准ANSI B1.1。它有UNC、UNF、UNEF、UN、UNS 系列(旧标分别为NC、NF、NEF、N、NS)。外螺纹级别1A3A，内螺纹级别1B3B。3 级最精密。常用2 级。3、非螺纹密封的管螺纹（旧标称圆柱管螺纹）。轴向截形为等腰三角形（基本牙型为圆顶圆底），牙型角55。为了避免英寸符号“”的出现，去掉它后只留下螺纹公称直径数值，并把它称为尺寸代号。对于所述管螺纹，其尺寸代号为英寸公称孔径。由于存在管壁厚度，因此管螺纹直径大于管螺纹公称直径。例如，尺寸代号1（11 牙/25.4mm）的管螺纹，大径33.249、中径31.77、小径30.291，这三个直径均大于管螺纹公称直径25.4。而统一螺纹和55英制螺纹不如此，它们的螺纹尺寸与公称直径直接相关。4、梯形螺纹轴向截形为等腰三角形（基本牙型为平顶平底），牙型角30。旧标分1、2 和3 级。内螺纹7H、8H 和9H，外螺纹7h、7e、8e、8c 和9c。美标梯形螺纹 FEDSTDH28/12 和短牙梯形螺纹FEDSTDH28/13（分别与美国国家标准ANSI B1.5和B1.8 对应）， 牙型角29。尺寸为英寸。一般用途的梯形螺纹有2G、3G 和4G 三个级别，对中梯形螺纹有2C、3C、4C、5C 和6C 五个级别。其中2G 和2C 公差最大。短牙梯形螺纹不分级。5、其它螺纹锯齿螺纹轴向截形为不对称三角形。美标圆柱管螺纹NPSM 和NPSL 轴向截形为等边三角形，牙形角60。气瓶专用螺纹PG80，轴向截形为等腰三角形（基本牙型为圆顶圆底），牙形角55。特形螺纹如滚珠丝杆和钎杆螺纹属圆弧形螺纹。二、圆锥螺纹1、用螺纹密封的管螺纹（旧称圆锥管螺纹或惠氏螺纹）轴向截形为三角形（基本牙型为圆顶圆底），牙型角55。锥度1：16。2、60圆锥管螺纹（旧称圆锥螺纹或布氏螺纹）轴向截形为三角形（基本牙型为平顶），牙型角60。锥度1：16。美标有NPT 和NPTF 两种。3、米制锥螺纹轴向截形为三角形（基本牙型为平顶），牙型角60。锥度1：16。4、石油专用螺纹石油专用螺纹包括钻杆、套管、油管和管线管等螺纹。钻杆接头螺纹的轴向截形为三角形（基本牙型为平顶），牙型角60。锥度1：6 或1：4。内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）三种接头、数字型（NC）。套管圆螺纹（CSG）的轴向截形为三角形（基本牙型为圆顶圆底），牙形角60，锥度1：16。套管偏梯形螺纹（BCSG）的轴向截形为（3+10）的特殊形状，锥度1：16 和1：12。油管螺纹的轴向截形为三角形（基本牙型为圆顶圆底），牙形角60，锥度1：16。有不加厚（TBG）和外加厚（UP TBG）两个尺寸系列。管线管螺纹的轴向截形为三角形（基本牙型为平顶），牙型角60。锥度1：16。它与NPT 类似。5、气瓶专用圆锥螺纹轴向截形为三角形（基本牙型为圆顶圆底），牙形角55，锥度3：25。螺纹牙形分角线垂直于中径线而不垂直于螺纹轴线，这与前述螺纹不同。螺距基本值沿中径线给出，而不是沿轴线给出，这与前述螺纹不同。12 螺纹量规概述螺纹量规根据使用性能分：工作规、验收规、校对规和基准规。工作规：制造和检验工件螺纹所用螺纹量规。验收规：检验部门或用户代表验收工件螺纹时所用的螺纹量规。校对规：制造和检验工作规所用的螺纹量规。对于圆柱螺纹，通常只有校对塞规，用于工作环规的检验。某些圆锥螺纹（如石油专用螺纹），有校对塞规和校对环规，分别用于检验工作环规和工作塞规。基准规：某些圆锥螺纹（如石油钻杆接头螺纹和NPT 螺纹）需要基准规，用于检验校对规。用圆柱螺纹量规检验螺纹时，通端螺纹量规应完全旋入通过，止端螺纹量规不应旋入或允许部分旋入，则被检螺纹合格。当发生争执时，按有关规定处理。用圆锥螺纹量规检验螺纹时，有下述情况：用极限量规检验被检螺纹测量面（内螺纹为大端，外螺纹为管端平面）位置是否在规定上、下限内；用标准式量规（如石油专用螺纹量规）检验被检螺纹测量面是否在规定范围内（石油专用螺纹检测紧密距是否合格）。对于石油专用螺纹还要检测螺纹单项要素是否合格。一、圆柱螺纹量规1、普通螺纹量规新标普通螺纹标志中径公差带代号和顶径公差带代号（若两者相同，只标前者）。而普通螺纹量规只标被检螺纹中径公差带代号。这是因为螺纹量规的直径是根据被检螺纹的中径公差带计算的，与被检螺纹的顶径公差带无关。螺纹公差带代号与螺纹量规的对应标志见表111 和表112。表111 内螺纹公差带与螺纹塞规标志螺纹公差带4H4H5H5G5H5H 6H6G6H7G7H8H塞规标志4H4H5G5H5H6G6H7G7H8H表112 外螺纹公差带与螺纹环规标志螺纹公差带3h4h4h5g6g5h4h5h6h6e6f6g6h7g6g环规标志3h4h5g5h5h6e6f6g6h7g表112 （续）螺纹公差带7h6h8g8h9g环规标志7h8g8h9g注：校对螺纹塞规按被检螺纹环规标志。螺纹中径合格性的判断原则：实际螺纹的作用中径不能超出最大实体牙型的中径，而实际螺纹上任何部位的单一中径不能超出最小实体牙型的中径。用螺纹圈数较多的全牙型的通端螺纹塞规或环规（标有字母T）检验工件螺纹的作用中径。用螺纹圈数较少的截短牙型的止端螺纹塞规或环规（标有字母Z）检验工件螺纹的单一中径。通端螺纹环规用校对螺纹塞规TT（通通）、TZ（通止）和TS（通损）检验。止端螺纹环规用校对螺纹塞规ZT（止通）、ZZ（止止）和ZS（止损）检验。其中TS 和ZS 用于检验环规磨损限。TT 和ZT 应完全旋入通过，其余四种不应旋入或旋入量不大于一个螺距（按完整牙计）。2、美标统一螺纹量规常用美标统一螺纹量规，其标准号H28/6 或ANSI B1.2。美标螺纹环规为可调式。中国一般采用固定式螺纹环规（T 和 Z），并配有相应的校对螺纹塞规TT、TZ、TS、ZT、ZZ 和ZS。3、非螺纹密封的管螺纹量规4、梯形螺纹量规梯形螺纹是传动螺纹，配合时保证大径和小径间间隙是重要的。因此，通端螺纹塞规和环规顶径设计时予以保证是恰当的。二、圆锥螺纹量规1、用螺纹密封的管螺纹量规2、60圆锥管螺纹量规NPT 量规传递：基准（塞、环）规校对（塞、环）规工作规工件螺纹。同时要求量规螺纹单项要素合格。3、米制锥螺纹量规4、石油专用螺纹量规钻杆接头螺纹量规有数字型、内平、贯眼和正规接头螺纹用螺纹量规。紧密距传递：原始规地区规校对规工作规工件螺纹。套管圆螺纹量规。紧密距传递：校对规工作规工件螺纹。套管偏梯形螺纹量规。紧密距传递：校对规工作规工件螺纹。油管圆螺纹量规有TBG 和UP TBG 两个螺纹尺寸系列用螺纹量规。紧密距传递：校对规工作规工件螺纹。管线管螺纹量规。紧密距传递：校对规工作规工件螺纹。石油专用螺纹量规（塞、环规）要求检测其圆锥螺纹各单项要素。三、螺纹和螺纹量规代号螺纹和螺纹量规代号见表1. 1. 3.。表1. 1. 3螺纹和螺纹量规代号螺 纹 名 称 螺 纹 代 号螺 纹 量 规 代 号普通螺纹M M非螺纹密封的管螺纹G G（1）梯形螺纹TrTr 镀前普通螺纹6G、 6H、 6D；6g、6f、 6e、 6d、 6c（2）6G、 6H、 6D；6g、6f、 6e、 6d、 6c（2）美标统一螺纹UNC、UNF、UNEF、UN、UNS UNC、UNF、UNEF、UN、UNS用螺纹密封的管螺纹R；RC 、 RP R（3）60圆锥管螺纹NPT、 NPTF （4）NPT、 NPTF米制锥螺纹 ZMZM石油钻杆接头螺纹NC、IF、FH、REGNC、IF、FH、REG石油套管螺纹CSG、BCSG CSG、BCSG石油管线管螺纹 LP LP气瓶专用螺纹 PZ、PGPZ、PG (1) 通规为平顶时，把标志T 改为标TB。(2) 所列为公差带代号。(3) 量规为平顶时，标RB。(4) GB/T 127162002 只有NPT。13 螺纹互换性互换性是组织成批、大量生产的技术基础。圆柱螺纹的互换性应保证内、外螺纹的旋合性和满足配合要素的要求。它应遵守泰勒原则。由作用中径控制最大实体牙型中径，由单一中径控制最小实体牙型中径。通常，用通端螺纹量规和止端螺纹量规分别控制。螺纹的单项要素（螺距、半角）一般不再检测。圆锥螺纹的旋合性一般不成问题。配合要素的满足可由旋合引起的轴向相对位置调节。也就是说，配合的松紧程度可用相对旋转从而改变轴向相对位置来适应。所以，不必遵守泰勒原则。圆锥螺纹的互换性是保证测量平面（一般为基面）轴向位置的正确性。用螺纹量规综合检验指定平面的轴向位置，保证螺纹旋紧余量。由此，保证圆锥螺纹联接的密封性能。有些圆锥螺纹（如石油专用螺纹）规定要检验螺纹单项要素（螺距、牙型角、牙高、锥度）。有些圆锥螺纹（如用螺纹密封的管螺纹）未规定单项要素检验。一、圆柱螺纹的互换性圆柱螺纹的互换性由在规定范围内的作用中径和单一中径保证。1、作用中径、单一中径和中径作用中径是内外螺纹在给定旋合长度上旋合（包括工件旋合、量规与工件旋合、量规间旋合）时，实际起作用的直径。在估算时，内、外螺纹的作用中径分别计算。对于外螺纹，其作用中径是在旋合长度上与实际外螺纹外包容的最小理想内螺纹的中径。对于内螺纹，其作用中径是在旋合长度上与实际内螺纹内包容的最大理想外螺纹的中径。单一中径是螺纹的实际尺寸，它是螺纹槽宽等于基本螺距一半的假想圆直径。因此，单一中径与螺距误差无关。而中径则是螺纹的槽宽和牙厚相等的假想圆直径。因此，中径与螺距误差有关。作用中径、单一中径和中径都是假想圆直径。单一中径和中径存在于单件螺纹上，一般而言，它们的数值随螺纹轴向位置和径向相位而变。作用中径是只有旋合时才起作用，且受实际螺纹限制的理想配对件的中径，它是单一值。作用中径与配对旋合长度有关。只有在没有螺距误差、半角误差和圆柱度误差情况下，三者（作用中径、单一中径和中径）才相等。当存在螺距误差时，单一中径与中径不相等。一般而言，外螺纹作用中径大于其单一中径，内螺纹作用中径小于其单一中径。2、作用中径的估算在剔除大径干涉和小径干涉情况下，作用中径除受螺纹单一中径影响外，还受螺距误差、牙侧角误差（对称螺纹为半角误差，下同）、螺旋线误差、单一中径圆柱度误差、牙侧直线度误差、边牙肥大或歪斜、毛刺等影响。估算作用中径时，一般只计及单一中径、螺距和半角误差的影响。1）螺距误差的作用中径当量fp令P 为螺纹旋合长度范围内，任两扣（牙和槽）间在中径线上对应两点的距离偏差的的最大绝对值。以mm 计。1 和2 分别表示左和右牙侧角（对称螺纹1=2=/2，下同）。螺距误差的作用中径当量fp 见表1-3-1。2）牙侧角误差的作用中径当量f（对称螺纹为 f/ 2 ，下同）令hc和hr分别表示内外螺纹旋合的有效牙顶高和牙根高。1 和2 分别表示左和右牙侧角偏差的绝对值。在f计算式中，与左和右牙侧角偏差符号对应的牙高hx1和hx 2 见表1-3-2。牙侧角误差的作用中径当量f（或f/ 2）见表1-3-3。大家知道，顶径是指外螺纹大径和内螺纹小径，底径是指外螺纹小径和内螺纹大径。牙顶高是顶径与中径之差的绝对值的一半。牙根高是底径与中径之差的绝对值的一半。有效牙顶高和有效牙根高是指配对旋合时的实际值，计算时也可用可能值。这对某些情况（如用校止通检验止端螺纹环规）是相当重要的。因为这时，有效牙顶高和有效牙根高已不同于常规。配对旋和时，可能产生大径或小径干涉。内螺纹有效大径小于外螺纹大径，不能旋合，产生大径干涉。内螺纹小径小于外螺纹有效小径，不能旋合，产生小径干涉。大或小径干涉也可能由于螺纹轴线与大径轴线或小径轴线不同轴引起。表 131 螺距 误 差 的 作 用 中 径 当 量 fp螺 纹螺 距 误 差 的 作 用 中 径 当 量 fp=圆柱螺纹1、2 2P /（tg1+tg2）1=2=/2 P / tg（/2）/2=30P/2=27301.921P/2=15 3.732P圆锥螺纹1、2、 2P (1+tg1tg)(1-tg2tg)/( tg1+ tg2)1=2=/2、P 1-tg 2tg 2(/2 ) / tg(/2 )/2=30、K=1/16 1.731P ( NPT 按圆柱螺纹计算 )/2=2730、K=1/16 1.92P/2=30、K=1/6 1.728P/2=30、K=1/4 1.723P1=(/2)+、2=(/2)-P / tg(/2)cos2/2=2730、K=3/251.928P表 132 与 牙 侧 角 偏 差 对 应 的 牙 高牙 侧 角 偏 差hx1 hx2-1、-2h ch c-1、+2h ch r+1、+2h rh r+1、-2h rh c外螺纹作用中径d2按下式估计d2= d2 + fp + f （1-3-1）式中 d2旋合长度范围内的最大单一中径内螺纹作用中径D2按下式估算D2= D2 -（fp+ f） (1-3-2)式中 D2旋合长度范围内的最小单一中径在间隙配合时，应满足D2-d20。作用中径对开始阶段的旋合影响是显著的。但由于fp 和f（或f/ 2）导致的牙面实际接触区域较小，故在多次旋合或加压旋合后，当量数值可能减少，从而作用中径更接近单一中径。二、圆锥螺纹互换性简述前面说到：圆锥螺纹互换性是保证给定测量平面（一般为基面）轴向位置的正确性。例如，石油专用螺纹是在螺纹单项要素合格情况下检验紧密距值是否合格。圆锥螺纹作用中径估算通常除计及螺纹单一中径误差、螺距误差和牙侧角误差的影响外，还应计及锥度误差影响（当内螺纹斜度偏差为负，外螺纹为正时不计及此影响）。实际使用时，要把估算值换算为轴向当量（它等于前者除以圆锥度K，见式（133）。中径和锥度误差对轴向位置的影响与光面圆锥直径和锥度误差对其配合影响类似。半角和螺距误差对轴向位置的影响，可类似于圆柱螺纹求得螺距和半角误差的作用中径当量(见表1-3-1、表1-3-2 和表1-3-3)，再按中径误差对轴向位置影响处理。 hx1、hx2、f（或f/ 2）单位mm。1、2或(1/2)、(2/2)单位为分。 圆锥螺纹牙侧短边角度为1。轴向位置偏移量（即轴向当量，下同）A 可按下式估算A=(d2 + f p+ f+ fk ) / K （1-3-3）式中 K中径锥度值d2 基面中径偏差外螺纹取“”号，内螺纹取“”号fk锥度误差的作用中径当量（注）圆锥螺纹在保证联接的密封性方面比圆柱螺纹方便和有效。圆柱螺纹中径控制要遵守泰勒原则，且为了密封，在螺纹牙面间缠涂填料。而圆锥螺纹配合要素可用旋合产生轴向位移来调整，获得密封所需过盈量。因此，从圆锥螺纹的使用要求及应用特点可知，圆锥螺纹用具有完整牙型的圆锥螺纹量规检验是合理的、适用的，而没有再用截短牙型量规检验的必要。这已为长期且广泛的实践所证实。当然，不排除这种可能性，工件螺纹的半角、螺距和锥度中某一项或多项不合格，而用圆锥螺纹量规检验合格，可能影响制件螺纹联接的密封性能（这对高温、高压等恶劣环境下工作的工件是重要的）。为了避免这种情况，规定检验工件螺纹单项要素有时是必要的。例如，石油专用螺纹规定要进行单项要素检验。注：令内外螺纹旋合长度为l，斜度误差为，在螺纹规定长度L 上的允许锥度误差为。对于内螺纹，当斜度偏差为时，锥度误差的作用中径当量fk 为 fk= (l / L)对于斜度偏差为的外螺纹fk 亦按上式计算。在这两种情况下，螺纹在圆锥小端接触。对于斜度偏差为的内螺纹，或斜度偏差为的外螺纹，fk=0。此时，螺纹在圆锥大端接触。这就是通常圆锥螺纹环规锥度偏差取负值，圆锥螺纹塞规锥度偏差取正值的原因。14 争议的产生与处理一、验收螺纹环规的两种主要争议检查和验收螺纹环规时，对合格与否的争议，主要有两种情况：测试与校对规检验结果发生争议、校对规和校对规之间检验结果发生争议。GB/T 39342003 规定：“螺纹环规的验收应以校对螺纹塞规为准。有争议时按1.6 条处理。如果制造者和用户双方一致同意采用其它的测量方法，则螺纹环规的中径尺寸和表4、表5 中的公差是有效的。”“1.6 当检验中发生争议时，若判断工件螺纹为合格的螺纹量规是符合本标准规定的，则该工件螺纹应作为合格处理。”因此，对于非特殊定货，当测试与校对规检验结果发生争议时，螺纹环规的验收应以校对螺纹塞规为准。当校对规和校对规之间检验结果发生争议时，应按1.6 条处理。既若判断螺纹环规为合格的校对螺纹塞规是符合本标准规定的，则该螺纹环规应作为合格处理，于是其它合格的校对螺纹塞规判断该螺纹环规不合格无效。出现上述两种争议并给予相应处理，不容易被人心悦诚服地接受。这种局面的产生原因在于标准不完善和测试不完善。1、标准不完善检验工件外螺纹用的螺纹环规和螺纹环规用的校对螺纹塞规中径公差带，见图1-4-1。量规公差和位置要素见表1-4-1。图141 螺纹环规和校对规中径公差带表141 量规公差和位置要素 m TD2 Td2TRTCPmZRWGOWNG24 508610- 4107508010712- 212980125148152161212520018918821152003152312221225.519.5315500301527203325500670381833284131根据上述图和表可得螺纹环规和校对规公差带间最小距离，见表142。在此，只讨论环规和校对规间关系。表142 环规和校对规公差带最小距离 mTD2 Td2m - (TR+Tcp) / 2WGO - (TR/2+Tcp)WNG (TR/2+Tcp)24 5030-350803.50-38012541-31252004.53-32003154.52-43155004.53-550067054-6由图1-4-1 和表1-4-2 可知：T 和TT、Z 和ZT 公差带中心距m 值相同，这不完善。因T 和TT 是完整牙型，旋合长度较长，因而半角误差和螺距误差对作用中径的影响较大（指fp 和f /2 较大）。而Z 是截短牙型，螺纹牙数较少，因而半角误差和螺距误差对作用中径的影响较小。所以两个m 值不应相同。此外，m 值的给定也值得研究。由表1-4-2 和图1-4-1 可知：ZS 和ZZ 公差带间最小距离WNG - (TR/2+TCP)为负,表示两公差带有部份重叠(参看图141 虚线图形)。这可能导致ZS 中径小于ZZ 中径，以致产生ZZ 能止住的Z 规，ZS 不能止住的不合理设计状况。TS 和TZ 公差最小距离WGO (TR/2+TCP)偏小，可能由于半角误差和螺距误差作用中径当量影响，产生TZ 能止住的T 规，TS 不能止住的不合理情况。也可能产生T 规并未显著磨损，TS 不能止住的情况。必须指出，尽管TZ、TS 和Z 是截短牙型，理论上用于控制单一中径。实际上，由于截短牙型有一定牙面高度以便于制造和使用，而且ZT 完全旋入Z、ZZ 和ZS 允许旋入一个螺距，因此，仍有fp 和f /2，所以仍是作用中径起作用，只是fp 和f /2 较小而已。我们以M206g 螺纹环规所用校对规为例说明标准不完善的情况。为了简化起见，假设螺纹环规T 和Z 处于理想状况，即没有误差，尽管这不符合实际。由GB/T 39342003 或普通螺纹量规设计手册可得TT d2=18.3125 - 0. 0 0 9 TZ d2=18.3395 - 0. 0 0 9TT 的T / 2=10，TP=0.005。取P= TP， 由表131 可得fp=0.005 3 =0.0087取校对规左、右半角偏差均为-10，即 -1= -2= -10，由表132 知h x1= h x2=hc，TT 牙顶高hc= P于是由表1-3-3 可得f / 2=0.00044P / 2=0.000442.510=0.011由式（1-3-1）得TT 的作用中径估算值d2=18.3125+0.0087+0.011=18.3322TZ 的最小中径18.3305此时，用其它校对规TT 检合格的T 环规，用此TT 可能检不合格，如果再出现边牙肥大，甚至可能不能旋入。TZ 是截短牙型。查表可得，T / 2=14。TZ 与Z 环规可能在TZ 的牙顶部分接触，见图1-4-2。取左、右半角偏差均为 14。接触牙顶高可按hc=0.1P 计算。于是，由表1-3-3， 可得f / 2=0.0047。考虑边牙和一个螺距误差，取p=0.002。由表1-3-1，可得p=0.0035。于是，由式（1-3-1）得TZ 作用中径估算值d2=18.3395+0.0035+0.0047 hr TZ=18.347718.347（T 规磨损极限）图142 TZ 和T 可能接触查手册可得T 环规d2=18.317 + 0. 0 1 8，磨损偏差+0.030，即磨损极限尺寸为18.347。也就是说，所求的TZ 作用中径大于T 环规磨损极限尺寸。在此，TZ 作用中径可达18.3477，而TZ 最小单一中径为18.3305，两者相差达0.0172。于是用前者能止住的T 规，用后者是止不住的。由于T 规最小单一中径为18.317，而TT 最小单一中径为18.3305，两者相差达0.0135。于是用TT 检合格的环规，可能该环规单一中径偏小而不合格。2、测试不完善目前环规螺距、半角和单一中径的精密测试困难。螺距、半角难于测试，尤其是公称直径较小的环规，实际上无法测试。环规单一中径通常可测公称直径12mm 以上环规，目前我厂可测公称直径4mm 以上环规，更小环规无法测量。用常用仪器测量环规单一中径时，存在显著的不完善之处。如用内测钩以量球法测量时，量球直径数仅5种远比三针直径数少，常不能找到最佳球径，而且测量适用范围限制（例如最小球径0.8，可用于测P=1mm 的T 环规，虽它远离最佳球径0.577，但不能用于测量P=1mm 的Z 环规）。测外螺纹单一中径用三针，要进行严格的入库和周期检定，并给出修正量。而量球则没有这些检定，当然无修正量。对测量结果影响很大的球度误差更未有效控制。用三针测量螺纹塞规单一中径时，必要时应考虑测力斜置综合修正量，而环规测量一般未考虑。用非最佳三针测量塞规单一中径时，要考虑牙型角误差影响，并给予修正，而环规测量一般不修正。因此，用常用测试仪器和方法所得环规单一中径并不足够精确。而且可能由于测头和球径远离最佳值等原因，在测量结果中包含有显著的系统误差。综上所述，由于标准不完善和测试不完善常产生环规验收合格与否的争议。最后处理按标准规定执行是合理合法的。二、验收螺纹量规的其它争议验收螺纹量规时，由于其它原因引起的争议有多种。下面列出几种常见情况。1、测量条件不恰当产生的误判标准规定的数值是以标准的测量条件为准。即温度20C，测量力为零。螺纹终检应在恒温室中进行。生产现场不恒温，但用标准工件、比较仪对塞规螺纹进行比较测量。验收时，温度不恰当可能产生显著误差，导致误判。一般，塞规螺纹单一中径用三针测量，测力影响要酌情考虑。在万能测长仪上检标准工件和校对规，其测力为2.5 N。有的用户用杠杆卡规、杠杆千分尺，甚至光面千分尺以三针法检验塞规中径。它们的测力可达10 N，产生较大压陷量，使测值M 变小，应考虑由此所产生的系统测量误差。此外，这些量具的测量不确定度也较大，应予考虑。若不考虑这些影响，会导致误判。螺纹环规用校对规旋合检验时，通过校对规（TT 和ZT）牙面上沾有薄层润滑油，可用稍大的力反复拧旋，消除牙面毛刺、污物和个别凸出波峰对旋合的影响，但不得用过大的力以致使牙面产生永久变形。不通过校对规（TZ、TS、ZZ 和ZS）可稍用力拧旋，决不要用过大的力。必须注意，不通过校对规扣头螺牙有时很易磨损变小，而用三针测量却不能发现。2、用同一规格和级别塞规与环规相互旋合产生的误判有的用户，用同一规格和级别的环规与塞规相互旋合，错误的认为应能旋入，从而产生误判。以M106H/6h 为例，M106h T 塞规中径为9.0435-0.011，M106h T 环规中径为9.009+0.018。显然，环规中径小于塞规中径，不能旋入。这是由于螺纹塞规用于检验内螺 纹中径，螺纹环规用于检验外螺纹中径，内螺纹中径公差带在O 线上面，外螺纹中径公 T 环规差带在O 线下面，内大外小才能保证螺纹旋合（图143）。通端螺纹塞规制造公差带在内螺纹中径公差带内，通端螺纹环规制造 图143 T 规公差带在外螺纹中径公差带内。于是，通端螺纹塞规中径大于通端螺纹环规中径，塞规当然不能旋入环规中。止规情况更是如此。3、对标准未充分了解产生的误判普通螺纹标志中径和顶径公差带代号，而普通螺纹量规只标中径公差带代号（参看表111、112）。对此不了解可能产生误判。对管螺纹平顶量规和管螺纹圆顶量规检验工件的差异不了解，可能产生误判。在用量球测量Z 环规单一中径时，在产生图144 所示不正确测量接触情况下，根据测得值处理，产生误判。图a 是量球过大，接触于环规牙顶。接触点不是切点。图b 是量球过小，接触于环规间隙槽顶，接触点不是切点。正确的测量接触点应是螺纹牙侧面与量球的切点。最好它位于中径线上。但常不能满足这种要求。对新标威氏（即用螺纹密封的管螺纹）圆锥螺纹工作塞、环规的结构和尺寸特点不了解可能产生误判。这种工作规只有上限和下限两个台肩面。塞规中径比环规中径大得较多。塞规基面位于上、下限台阶面之间，且它与其小端距离未给确定值。最好不要采用与塞规旋合的办法验收环规。环规螺纹应用校对塞规检验。圆锥螺纹工作环、塞规相互旋合时，两基面一般不重合，其错位量随螺纹螺距误差、半角误差、锥度误差、单一中径误差和锥度比等因素确定。15 螺纹量规的检验JJG 888-1995圆柱螺纹量规检定规程本规程适用于直径200mm以下新制造和使用中的普通螺纹量规、圆柱管螺纹量规和梯形螺纹量规的检定。一概述 圆柱螺纹量规是用于对内、外圆柱螺纹制件进行综合检定的量具，它能控制螺纹制件的极限尺寸。螺纹量规按用途不同可分为三种:校对量规、工作量规和验收量规。二检定项目和检定条件检定项目和检定仪器见表1表1序号检定项目主要检定工具检定类别新制的使用中1外观目测+2硬度洛氏硬度计+-3表面粗糙度表面粗糙度样块+-4塞规中径(1)校对量规用卧式测长仪和0级三针(2)工作塞规和验收塞规用卧式测长仪和一级三针;(3) 100mm以上的用新四等量块比较测量+5环规小径万能工具显微镜+*6塞规半角万能工具显微镜+*7塞规大径万能工具显微镜+-8塞规小径万能工具显微镜+-9环规作用中径和大径螺纹校对规+10塞规螺距光滑极限量规+-注:表中“+”表示检定;“一”表示可不检定;“，”表示有原始记录的可不检定。2检定圆柱螺纹量规的室内温度和受检前放置室内达到温度平衡所需的时间应符合表2规定。螺纹量规直径d(mm)对检定场所的温度要求螺纹量规温度平衡仪器时间/h对20允许偏差/每小时允许温度变化/普通螺纹量规和管螺纹量规梯形螺纹量规置于金属板上置于木板上置于金属板上置于木板上塞规环规塞规环规塞规环规塞规环规d3080.810.71.51.5555.55.530d8040.421.52.52.566.577.580d15020.243.54.5488.599.5150d3001.50.1657.5611111212300d60010.195126141316142.1螺纹量规在检定前，螺牙和顶尖孔需用汽油涮洗，并用白府绸布擦净三技术要求和检定方法3外观3.1要求3.1.1螺纹量规的测量面不应有锈迹、毛刺、黑斑、划伤等明显影响外观和使用质量的缺陷，其它表面不应有锈蚀和裂纹。3.1.2螺纹塞规的测头与手柄联结应牢固可靠，在使用过程中不应松动脱落。螺纹量规的非工作面上应有螺纹代号和中径公差带代号、制造厂商标、出厂年月。对于公称直径小于14mm的螺纹塞规应在锥柄上标有螺纹代号和中径公差带代号，其手柄上应标有上述全部内容。3.2检定方法 目力观察。4硬度4.1要求:钢制螺纹量规测量面的硬度应为HRC5865，对于公称直径等于和小于3 mm的螺纹塞规为HRC5360。4.2 检定方法:用洛氏硬度计对新制造的量规进行抽样检定。5表面粗糙度5.1要求:螺纹量规测量面的粗糙度见表3。检定部位普通螺纹量规管螺纹量规梯形螺纹量规表面粗糙度不低于 Ra/m牙侧表面0.320.40.2校对规大径0.630.80.4通端塞规大径0.630.80.4止端塞规大径1.250.80.8通端塞规小径0.630.80.4止端塞规小径1.250.80.85.2检定方法:用表面粗糙度比较样块检定，对螺距0.5 mm以下的可借助于10以下放大镜观测;如有异议，可在仪器上检定。6塞规中径6.1要求:螺纹塞规中径应符合附录3, 4, 5中的规定。6.2检定方法6.2.1计量器具的选择见表I .o螺纹塞规通端的检定，应在螺纹工作段两端和中部三个直径截面且成90的两个直径方向共6个位置上进行检定;其止端的检定，应在两个直径截面且成90两个直径方向共四个位置上进行检定。距量规工作段两端不够整牙之内不检。所有测量值都应在规定的极限范围内。6.2.2塞规螺纹的单一中径测量单一中径是螺纹中仅受径向变动影响的实际尺寸。与轴向变动（即螺距误差）无关。单一中径是作用中径组成之一，因而影响螺纹的互换性。同时，普通螺纹中径是否合格是根据作用中径和单一中径是否超出中径公差带判断的。由此，单一中径的正确测量和计算很重要。外螺纹常用三针法测量单一中径，也可用测量球进行测量。测量时，量针实际倾斜放置（即量针轴线不垂直于螺纹轴线）。 将三根直径相同的最佳三针按图1所示放在螺纹牙槽中间。当采用非最佳三针时，三针与牙侧的接触点偏离中径不应超过1/8角边长，然后测出M值，通过换算求出中径d2。由图可知： （5-1）所以 （5-2）对于普通螺纹=60故 （5-3）公式（5-1）和（5-2）有一个前提条件，就是量针是在中径线上与螺纹牙侧接触的，这时量针直径与被测螺距保持一定关系即（=60） （5-4）公式 ： 是最佳三针直径计算公式。螺纹牙型角/()简化计算公式60d0=0.577P55d0=0.564P30d0=0.518P40d0=0.533P29d0=0.516P5.2误差分析三针测量法是一种间接测量方法,由式(5-2)可知,M、d0、/2、及P的误差都将影响d2的测量结果，对式(5-2)全微分可得如下近似系统误差关系式： （5-5）式中：MM的测得值与公称值之差 d0测针直径的制造偏差 P，被测螺纹的螺距偏差和牙侧角偏差 d2 被测螺纹单一中径偏差 P， 被测螺纹螺距与牙侧角的公称值 d0测针直径的公称值此外，螺纹螺旋升角和仪器测量力F也会引起螺纹中径的测量系统误差分别用L和LF表示，这样单一中径d2 总的系统误差为： （5-6）式中K0、K1、K2、K3 都是误差传递系数(1) M测量值的偏差M是测量仪器的测量误差误差传递系K0=1(2) 量针直径制造误差对中径测量值的修正值 （=60K1=3） （5-7）(3) 被测螺纹的螺距偏差对中径测量值的修正值 （=60） （5-8） (4) 被测螺纹的牙侧角偏差对中径测量值的修正值如果将改用角度（分）为单位（原式中为弧度，1=0.29110弧度）,P和d0以mm计算则 (mm) (5-9)(5) 螺纹螺旋升角对中径测量值的修正值 (5-10)(6) 仪器测量力F对中径测量值的修正值近似计算公式: (mm) (5-11)式中: F 实际测量力（N） K测量力为10N时的压陷量(mm)，K值可查表4-5表4-5 K值螺纹规格K值螺纹规格K值螺纹规格K值螺纹规格K值M10.25M1.20.25M1.40.3M1.60.35M20.4M2.20.45444333M2.50.45M30.5M3.50.6M40.7M4.50.75M50.8333322M61M81.25M101.5M121.75M142M162222222M182.5M202.5M222.5M243M273大于M303.5222111用三针法测量测量螺纹示例用三针法测量M101.5螺纹塞规单一中径，已知:塞规中径 d2max=9.041mm; d2mix=9.031mm测量三针直径名义值d0=0.866mm，实际值d01= d02 =d03=0.8651 实测数据如下： P=1.5002mm a/2=2953 M实测=10.3323mm 测量力 F=3N 试判断该螺纹量规中径是否合格解: (1) 验证最佳三针直径根据公式（5-4） d0=0.577P=0.8655mm，选用0.866mm的量针是正确的.(2) 计算中径实际值的公式中径实际值等于其实测值加上其修正值 即：d2实际= （）+(3) 量针直径制造误差对中径测量值的修正值 =-1.5(-1.8)=2.7m (4)被测螺纹的螺距偏差对中径测量值的修正值=0.8660.20.2m (5)被测螺纹的牙侧角偏差对中径测量值的修正值 =(0.50.866-0.31.5) (-7)0.1(mm) (6)螺纹螺旋升角对中径测量值的修正值 =-0.433(0.05)0.8661.732=-0.0016mm=-1.6 mm (7) 仪器测量力F对中径测量值的修正值 =20.45=1.5(mm)既：d2实际= （）+ =（10.3323-30.866+0.8661.5）+0.0027+0.0002+0.0001-0.0016+0.0015 =9.0364mm该螺纹量规合格.在JJG 888-1995中螺纹塞规的计算公式为：式中：C综合修正值，mm综合修正值C按下式求得： C=C1+C2+C3+C4+C5 式中:C1牙形角a实际偏差的修正值，只用于使用非最佳三针时，m; a牙形角偏差，()。需注意，梯形螺纹量规只能用等于或大于最佳直径的三针。 式中:C2螺距实际偏差P的修正值，m; P螺距偏差，m。 式中: C3三针直径实际偏差d针的修正值，m;a针1单针偏差，m;a针2，a针2双针偏差，m; 式中:C4螺旋升角引起的误差的修正值，mm n螺纹头数。当a=60或55时 当a=30时 式中:C5测量力作用下引起压陷变形的修正值，m; F-测力，N; d针三针直径，mm。在JJG 888-1995中规定：6.2.3也允许用满足公差要求的其它方法检定螺纹塞规中径。7塞规大径7.1要求:螺纹量规大径应符合附录3, 4, 5中的规定。7.2检定方法7.2.1计量器具的选择见表10通端塞规的大径至少要在垂直于轴线的两个截面上，且成90。两个直径方向共4个位置上进行检定。止端塞规的大径至少要在一个截面的两个互相垂直的方向上检定。7.2.2把被检的螺纹塞规置于万能工具显微镜顶针架上，用目镜的米字线沿被检牙顶连线相切，测出对径两读数之差即为大径。 也允许用满足公差要求的其它方法检定。8塞规小径8.1要求:螺纹量规的小径应符合附录3, 4, 5中的规定。8.2检定方法8.2.1把被检的螺纹塞规置于万能工具显微镜的顶针架上，用目镜米字线与被检螺纹塞规的牙侧末端连线重合，测出对径两读数之差即为小径。8.2.2如果所采用的检定工具测量范围不能满足需要，通过测量两边牙形高度，然后计算出小径尺寸。9塞规螺距9.1要求:螺纹量规的螺距应符合附录3, 4, 5中的规定。9.2检定方法9.2.1螺纹塞规的螺距在万能工具显微镜上用衍射干涉法或能满足公差要求的其它方法检定。 需注意，测量螺距时应在螺纹中径线上从螺纹头端全牙侧第一牙开始，直到测完全部螺牙，所有测得的单个螺距偏差及螺距累积偏差均应在附录3, 4, 5中规定的偏差内。9.2.2单个螺距偏差的结果处理 在螺纹牙凹轮廓的左侧上、下和右侧上、下各测一次，取同侧的算术平均值为测得结果。即式中:P实左实际测得牙凹左侧螺距值，mm式中:P实右实际测得牙凹右侧螺距值，mm 单左=P实左-P理式中: 单左左侧单个螺距偏差，mm P理螺距理论值，mm 单右=P实右-P理式中: 单右右侧单个螺距偏差，mm当直径小于3 mm时，取4次的算术平均值作为测量结果。即 9.2.3螺距累积偏差的结果处理 Pn实左=（Pn实左上+Pn实左下）/2式中: Pn实左左侧n个螺距实测值，mmPn实右=（Pn实右上+Pn实右下）/2式中: Pn实右右侧n个螺距实测值，mm Pn左=Pn实左Pn理式中: Pn左左侧n个