NPT螺纹以及检测方法详解

1、一、目的：规范公司技术员，检验员，操作员对 NP碉纹的了解。二、适用范围：适用于公司任何NP碉纹类产品，参考资料为ANSI-ASMEB1.20.1-1983（R2013）通用管螺纹和国家标准 GB/T12716-2011。三、目录1、 NPT和NPT吩绍2、 螺纹技术参数参数讲解3、 NPT与NPT劭口工工艺4、 NPT和NPTF勺检测方法四、内容：4.1 NPT和NPTFF!纹介绍NPT是National （American） Pipe Thread的缩写，属於美国标准的 60度锥管密封螺纹，用於北美地区，美国标准为ANSI-ASMEB1.20.1-1983（R2013）通用管螺纹.国家标

2、准可查阅 GB/T12716-2011。NPTF 美制干密封圆锥管螺。NPTF= National Pipe Thread FineNPT螺纹称之为一般用途的锥管螺纹，这也是我们以前称之为的布氏锥螺纹。NPTFg纹称之为干密封式锥管螺纹，它连接密封的原理是在没有润滑剂或密封填料情况下完全依 靠螺纹自身形成密封，设计意图是使内、外螺纹牙的侧面、牙顶和牙底同时接触，来达 到密封的目的。它们两者的牙型角、斜度等指标都是相同的，关键是牙顶和牙底的削平高度不一样，所以，量规的设计也是不一样的。NPTFF密封管螺纹白牙形精度比 NPT螺纹高，旋合时不用任何填料，完全依靠螺纹自身形成密封，螺纹间无任何密封介

3、质。 干密封管螺纹规定有较为严格的公差，属精密型螺纹，仅用在特殊场合。这种螺纹有较 高的强度和良好的密封性，在具有薄截面的脆硬材料上采用此螺纹可以减少断裂现象。NPTF内、外螺纹牙顶与牙底间没有间隙，是过盈配合，而NPTg纹是过7g配合。NPTF螺纹主要用于高温高压对密封要求严格的场所。NPT内外螺纹均为圆锥，而NPTF外螺纹是圆锥，内螺纹则有圆锥、圆柱两种；NPT右旋也有左旋，NPTF只有右旋一种旋向。用NPTF丝锥在攻NPT®纹是可以接受的，但是NPT丝锥不能用于NPTFg纹，因为它生 产的螺纹会漏气。NPTt右旋和左旋两种螺纹，而 NPTF只有一种右旋螺纹。4.2 螺纹技术参数

4、讲解图1美国国家标准锥管螺纹（NPT）的基本形状NPT®纹参数：H=0.866025P =60°尖角螺纹的高度锥螺纹锥角0=1 ° 47"（单边），锥螺纹锥度比=1/16 （直径：长度）h=0.8p=产品螺纹高度fc=齿顶削平深度p=1/n=螺距（平行于轴测量）fr二 齿底削平深度n=每英寸螺纹数Fc=齿顶平面宽度a =300螺纹侧角Fr=齿底平面宽度螺纹截断面的基本最大深度h （见图1）,决定于加工中刀具的参数和锁紧连接的方式。 内螺纹和外螺纹的顶部和根部，削牙时可以平行于螺距线或平行于轴线。管螺纹的顶部和 根部被削平最少0.033p。这些管螺纹被削平

5、的最大深度可以在下表中找到。削平高度决定了外螺纹的大径和内螺纹的小径的公差俏。NPTg纹牙型基本信息（表1）螺纹数尖角螺纹螺纹高度（牙高）削牙图度范围f相应的削平宽度F/英寸 (n)高度(H)(mm)(h) (mm)最小最大最小最大最大最小公式公式公式公式270.8150.7530.6340.033p0.096p0.038p0.111p181.2221.1290.9740.088p0.102p141.5711.4511.2880.078p0.090p11.51.9131.7671.5900.073p0.084p对于NPTFS纹，它的牙顶和牙底的削平高度和 NPTg纹不一样，见表2。简单的讲，和

6、NPT螺纹比较，就是两者的中径一样，但 NPTF勺大径数值偏小，小径数值偏大。螺纹高度h=尖角螺纹高度$2*削牙高度f 0NPTFS纹牙型基本信息(表2)螺纹数/ 英寸(n)尖角螺纹高度(H) (mm)螺纹高度(牙高) (h)削牙高度fmin削牙高度fmax公式mm牙顶牙底牙顶牙底270.8150.678P0.6370.047P0.094P0.094P0.140P181.2220.710P1.0040.047P0.078P0.078P0.109P141.5710.746P1.3530.036P0.060P0.060P0.085P 111.51.9130.746P1.6490.040P0.060

7、P0.060P0.090PNPT内螺纹尺寸详解（表3）尺寸 代号螺牙数 /英寸 螺距P（1 圈的长 度） （mm）基准面内的基本直径理论值（手动拧紧时的内外螺纹啮合处的最大值）倒角C （内螺纹的小径倒角）X45度（大径-小径）/2+0.2（mm）螺纹的有效长度L1+L3,可以再长 2-3牙基准距离L1（因为大端的小径倒角大于螺纹的大径，故螺 纹基准面为螺纹在大端的起牙点，不是工件的 大端面，但测量时可以借助工件的大端面）装配余量L3L1+L3 的理论和(mm)大径d=D（二小径+牙 iWj*2）（理 论值）（mm）中径 d2=D2 （理论 值）（mm）小径 d1=D1Min (理 论值) (m

8、m)小径MaX小 径最小值+ 牙型高度公差）（mm）标准圈数标准圈数对应的长度（mm）1/3圈数(mm)1/2圈数 (mm)3圈（牙）（mm）1/16270.9417.8957.1426.3896.5080.9534.324.0640.3140.4702.8226.8861/8270.94110.2429.4898.7378.8560.9534.364.1020.3140.4702.8226.9241/4181.41113.61612.48711.35811.5131.3294.15.7860.4700.7064.23310.0193/8181.41117.05515.92614.79714.

9、9521.3294.326.0960.4700.7064.23310.3291/2141.81421.22419.77218.32118.4841.6524.488.1280.6050.9075.44313.5713/4141.81426.56925.11723.66623.8291.6524.758.6180.6050.9075.44314.061111.52.20933.22831.46129.69429.8711.9674.610.1600.7361.1046.62616.7861-1/411.52.20941.98540.21838.45138.6281.9674.8310.6680.

10、7361.1046.62617.2941-1/211.52.20948.05446.28744.5244.6971.9674.8310.6680.7361.1046.62617.294211.52.20960.09258.32556.55856.7351.9675.0111.0660.7361.1046.62617.692NPT外螺纹尺寸详解（表4）尺寸 代号 （管子通 经）螺牙 数/ 英寸 （n）螺距P（1圈 的长 度） （mm）螺纹基准面内的基本直径小端的尺寸（螺纹基准面尺寸-L1/16）倒角C（外螺纹的大 径倒角）X45度（大径- 小径） /2+0.2）（mm）螺纹的有效长度L1+L3,

11、可以再长2-3牙基准距离L1（小端参考面距离螺纹基准面的 距离，不管小端的倒角大小，工件殄巧面为小端端面 ）装配余量L3（国标为3 圈，美标在3 圈左右。现统为3圈）L1+L3 的理论 和(mm)大径d=D （=小径+ 牙高*2 ）（理 论值）（mm）中径 d2=D2 （理论 值） （mm）小径d1=D1 Max (理 论值)(mm)小径Min （小 径最大 值-牙 型高度 公差）（mm）大径d=D （=小径+ 牙高*2 ）（理 论值）（mm）中径 d2=D2 （理论 值） （mm）小径d1=D1 Max (理 论值)(mm)小径Min （小 径最大 值-牙 型高度 公差）（mm）标准 圈数标

12、准圈 数对应 的长度（mm）1/3圈 数(mm)1/2圈 数 (mm)3 圈(mn)1/16270.9417.8957.1426.3896.2707.6416.8886.1356.0160.9534.324.0640.3140.4702.8226.8861/8270.94110.2429.4898.7378.6189.9869.2338.4818.3620.9534.364.1020.3140.4702.8226.9241/4181.41113.61612.48711.35811.20313.25412.12510.99610.8411.3294.15.7860.4700.7064.23310

13、.0193/8181.41117.05515.92614.79714.64216.67415.54514.41614.2611.3294.326.0960.4700.7064.23310.3291/2141.81421.22419.77218.32118.15820.71619.26417.81317.6501.6524.488.1280.6050.9075.44313.5713/4141.81426.56925.11723.66623.50326.03024.57823.12722.9641.6524.758.6180.6050.9075.44314.061111.52.20933.2283

14、1.46129.69429.51732.59330.82629.05928.8821.9674.610.1600.7361.1046.62616.7861-1/411.52.20941.98540.21838.45138.27441.31839.55137.78437.6081.9674.8310.6680.7361.1046.62617.2941-1/211.52.20948.05446.28744.5244.34347.38745.62043.85343.6771.9674.8310.6680.7361.1046.62617.294211.52.20960.09258.32556.5585

15、6.38159.40057.63355.86655.6901.9675.0111.0660.7361.1046.62617.6924.3 NPT和NPTFi纹的力口工工艺螺纹轴或孔在车牙前必须要倒角。倒角的目的在于引导车牙，去毛刺，引导孔或轴的装配。螺纹孔如果没有倒角， 螺纹连接在受力过程中根据应力分布发生的变形， 还有可能会造成内螺纹孔口的凸起变形，这对于压紧面需要贴合的场合，就不一定能满足。无论是内螺纹还是外螺纹， 尽量要求装配时接触面多， 所以对于外螺纹就是要求环规能多旋进一些， 大径偏向中下差，偏小些；对于内螺纹就是要求塞规可以多旋进一些，小径偏向中上差，偏大些。注意，NPTS纹刀和n

16、ptFS纹刀片不一样，不可通用。不过两者的工艺类似。下面的例子 中的尺寸针对的是npTS纹。4.3.1 外螺纹工艺为：车外径和倒角六步环规控制大径和锥度 NPT8纹刀车牙六步环规确认大径和锥度，L1 规检测中径。外螺纹基准面：不管外螺纹小端的倒角如何， 其基准面皆为小端的端面。 一般要求小端的倒角不小于小端的小径（底径），具体数值可以定为C（大径-小径）/2+0.2）*45 o,也就是倒角的最低点比小径 还小0.2mm （单边）o加工时，根据基准面内的基准尺寸和基准距离L1,推算或查表得出小端的大径，中径和小径，然后根据小端的尺寸和锥度比16（长度：直径）计算出小端到锥度和工件的圆柱面交接处的

17、长度。外螺纹的有效距离为不小于其基准距离的实际尺寸（ L1）加装配余量（L3）。根据国家标准不管是内牙还是外牙都可以将装配余量L3 统一为 3 牙，不过如果客户指定为ANSI-ASMEB1.20.1标准，按照客户的要求做或和客户协商。加工后，尽量使得螺纹环规L1处于Basic ,或Basic和Max之间；六部规要处于 B和BT问，或Mx和Mxt问。4.3.2 内螺纹工艺为：车内径和倒角 六步塞规控制小径和锥度 NPTS纹刀车牙 六步塞规确认小径和锥度，L1 规检测中径.倒角最大为（大端面的大径+0.6mm）*90q目前我们规定大端面处的倒角为C（大径-小径）/2+0.2）*45 o,也就是倒角

18、的最高点比大径还大0.2mm （单边）。内螺纹基准面：如果倒角小于螺纹大径，则基准面为大端面；如果大端处的小径倒角大于该处的螺纹大径 （底径） ， 故基准面为该螺纹在底孔上的起牙点。根据我们的规定，NPT内螺纹的倒角为C（大径-小径）/2+0.2）*45 o,也就是表明内螺纹的基准面为从该工件螺纹底孔的大端面往里（往螺纹的小端面）偏 0.206mm加工时，根据基准面内的基准尺寸和基准距离L1,推算出小端的大径，中径和小径。内螺纹的有效距离为不小于其基准平面的实际偏差（根据我们倒角的定义，这个偏差为0.2mvm加基准距离白基本尺寸（L1）加装配余量（L3）。螺纹塞规L1尽量处于Basic,或 B

19、asic和Max之间，对应的六部规要处于 B和BT问，或Mx和Mxt问。对于一般的金属材质，工件在从机床上取下前和取下后，工件的螺纹底孔和螺纹变化不大， 主要注意的是卡爪对工件的夹持压力要控制好，谨防工件有椭圆变形。对于PVCD尼龙，特氟龙材料，我们一般是购买长棒料，在机床上是做好一个切下一个， 毛坯材料的总长=（订单数量+1） X （3.5+工件成品宽度）+40mn夹持余量）。注意工件在从 机床上测量的结果和切下后测量的结果不一定相同。一般是取下后工件的内螺纹和底孔变大，所以做首件时，尽量做的偏小，让内螺纹和底孔处于下差，即L1测量时，工件的参考面处于L1的Min处（小1牙），六步规处于 M

20、n和Mnt之间。然后根据实际测量的偏差决定， 工件在机床上测量时量具的位置。 一样要注意切下的工件掉头车时卡盘卡爪的压力控制，谨防工件夹伤和有椭圆变形。注意：当内螺纹的基准面处于圆柱面时，我们规定底孔孔口的倒角的参考点为圆柱面上底 孔的低点，也就是孔口的倒角比圆柱面与螺纹底孔交叉所得曲线的低点处的大径还 大 0.4mni当判断内螺纹基准面比较困难时，也可以参考螺纹规旋入的圈数来判断螺纹是否符 合要求，比规定的标准圈数多1圈或少1圈都符合要求，但是尽可能的做到符合要 求的标准圈数或多一圈。4.4 NPT和NPTF1纹的检验1)2)3)4)5)对于一般的圆柱螺纹的检测一般使用通止规来确认螺纹中径是

21、否合格，使用千分尺测量螺纹顶径（内螺纹小径，外螺纹大径）来控制螺纹顶径尺寸。防止出现螺纹通止规检测 合格，但螺纹顶径不符合要求，从而导致批量报废。一般说来，量规及零件的螺纹必须清洁、无毛刺。检验时，对螺纹规不可用力过大。不 方便目测，可以用卡尺，高度尺或百分表等辅助测量。对于NPTS纹，中径d2=D2=d （D） -0.8P ,其中d（D）为公差直径，P为螺距。小径为 D1=d1=d（D）-1.6P。中国和美国的螺纹规可能有些差异，具体检验使用的螺纹规请和客户统一意见。NPT和NPTFS纹的牙型由螺纹规检验。NPTS纹规一般由螺纹规（L1）和光规（Crest, 也叫六步规，直径与长度比为1:

22、16）组成。NPTFS纹和NPT螺纹的检测方式类似，只 是NPT醴纹规多了一个螺纹规（L2环规或L3塞规）,而NPT要使用L2环规或L3塞 规检测。注意：NPTS和NPTFB并不通用、NPTFg纹规可以测量 NPTffi NPTFB纹、但NPTg纹规只能测量NPT螺纹L1规是检验螺纹基面尺寸，控制 NPT螺纹的手动拧紧即可的基准距离 L1,类似公制螺 纹的通止规。L2环规或L3塞规检测的是靠扳手来拧紧的螺纹装配余量，对于内螺纹该余量一般为3牙，外螺纹为3牙左右，根据国家标准不管是内牙还是外牙可以将装配余 量L3统一为3牙，不过如果客户指定为ANSI-ASMEB1.20.1标准，按照客户的要求做

23、或 和客户协商。光规（Crest）,也叫六步规，是检验螺纹顶径锥度和尺寸是否符合要求， 类似测量公制外螺纹大径的环规或测量公制内螺纹的针规（PIN规）o6） L1规，无论是环规还是塞规，都是由 Min （最小），Basic（基准），Max （最大）三个台 阶组成，Min （最小）与Max（最大）之间的距离为2T （2个螺距）。将L1规手动旋入后， 被测螺纹端面应处在L1螺纹规的任意2个台阶之间，判定为合格；否则为不合格。如 果L1上没有Min, Max标识，只有一个平切口台阶，则该台阶为 L1螺纹规上基准面。 用L1规旋入，被测螺纹端面在与L1螺纹规基准平面相距一个螺距（土 1P）以内，判定

24、为合格，否则为不合格。一般要求螺纹基准面尽量处于螺纹规的Basic和Max之间，目的是增加装配时的螺纹接触面。注意：L1规检验合格的螺纹，还要使用六步规确认，只有六步规测量合格的NPT螺牙才是符合要求的。7）如果测量的是NPTFg纹，则还要用L2 （L3）螺纹规手动旋入螺纹，螺纹端面应处在 L2 螺纹环规或L3螺纹塞规任意2个台阶之间，或与L2（L3）螺纹规基准平面相距一个螺距（±1P）以内，并且以L1规的测量位置为基准，L2环规或L3规塞规测量的位置与L1 规的测量位置差异量应相距半个螺距（土 0.5P）内，判定合格；否则为不合格。8）注意：当内螺纹处于圆柱面上时， 我们规定底孔孔

25、口的倒的比圆柱面与螺纹底孔交叉所 得曲线的低点处的大径还大 0.4mni这说明该倒角为完整的。9）当判断内螺纹基准面比较困难时， 也可以参考螺纹规旋入的圈数来判断螺纹是否符合要 求，比规定的标准圈数多1圈或少1圈都符合要求，但是尽可能的做到符合要求的标准 圈数或多一圈。10） L3光规（Crest）由Mn和 Mnt, B和 BT, Mx和 Mxt六个台阶组成。a）端面倒角深度不超过内螺纹的大径时，工件的基准面为工件螺纹的大端面，端面倒 角深度大于超过内螺纹的大径时，螺纹基准面在螺纹底孔上的螺牙的起牙点。需要特别注意的是因为我们规定内螺纹大端面的倒角为（大径-小彳）/2+0.2）*45 o,也就是倒角的最高点比大径还大 0.2mm（单边），所以我们在测量 内螺纹的基准面到L1规的0位距离时、如果使用工件的大端面为测量参考点、即测量工件大端面到L1规的0位距离，必须将该测量值减去 0.206才是内螺纹的基准面