本文原刊登于第44期金蜘蛛《紧固件》季刊，作者为林仲岳和任赤兵两位专家。关于紧固件的螺纹和螺纹如何检验，相信本文会让你收获不少，好技术文章记得收藏与分享~
紧固件螺纹
1三种紧固件螺纹紧固件生产的普通螺纹按计量单位和发明国可分为三种螺纹：米制、美制和英制螺纹。
表1三种螺纹的主要差异
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2螺纹基本齿型3螺纹的配合和差异表2螺纹配合
4螺纹检验的争议由于螺纹检测领域存在许多检验误区和方法的不统一性，在螺纹验收合格性的判定时，有较多的质量争议，在生产过程中也经常发生对同一紧固件螺纹检验用新旧螺纹量规的“打架”现象。一直以来，螺纹各要素的检验和测量，作用在螺纹量规上用多大的力，判定螺纹的合格性，争议是比较大的，各国标准规定得也不太明确。
为从根本上扭转这种被动局面，美国在螺纹检测方面进行了大量技术研究，完善了紧固件螺纹检测体系标准和螺纹量规测量的不确定度的理论基础上，发布ASMEB1.2-(R)《统一英寸制螺纹的量规和测量》、ASMEB1.3-(R)《用于英寸制和公制螺纹(UN、UNR、UNJ、M和MJ)合格性的螺纹测量方法》和IFI--《损伤螺纹的验收规程》三个标准，明确了相关的技术要求和规则，这在国际上是比较先进和完善的一套螺纹量规和螺纹检验方法的标准。
5螺纹检验目的工程和工业应用上紧固件螺纹配合均存在两个问题。
a.内、外螺纹能否顺利装配？（互换性或适配性）
b.装配后的螺纹能否承受一定负荷？（机械强度）
除以上两点之外，其它均是次要的。如果所用紧固件的内、外螺纹不能配合，就不能组装零件；如果装配后的螺纹不能承受一定负荷，或组装后早期就毁坏，就失去螺纹紧固的作用。所以螺纹的精度也确定了螺纹能否承载规定的强度。
6美国规定螺纹检验的三种方法影响螺纹的装配，是由螺纹大径、中径、小径、牙侧角、导程角、螺距等各种螺纹参数相互的作用，直接反映到螺纹的作用中径上，即配合尺寸。
为规范统一螺纹的检验测试方法，美国首先颁布了ANSI／ASMEB1.3《螺纹尺寸接收检验方法》标准（在IFI-9版（R）又重新确认），较好地解决统一了这个问题，该标准规定了螺纹三种测量方法，即“21”方法、“22”方法和“23”方法,具体内容是：
——方法“21”：为确保螺纹在规定的旋合长度范围内的互换性，通规检验螺纹的最大实体尺寸，止规LO或HI检查螺纹作用中径和螺纹大小径。
——方法“22”：为确保螺纹在规定的旋合长度范围内的互换性，通规检验螺纹的最大实体尺寸时，也要控制螺纹全长的最小实体尺寸，同时检验螺纹齿型，其它要素不检验。
——方法“23”：为确保螺纹在规定的旋合长度范围内的互换性，除用通规检验螺纹的最大实体尺寸，还要控制螺纹全长的最小实体尺寸和其它所有螺纹要素：如导程角、半角、椭圆度、锥度等。螺纹检验体系从“21”体系至“23”体系，螺纹的质量保证水平和检测项目在逐渐地提高，检验的成本也随着增加。
表3螺纹检验体系的选择
外螺纹检验标记方式：
即用2A螺纹环规GO通规综合检验1/4—20—UNC螺纹各个要素的最大实体尺寸；用2ALO止规检查螺纹作用中径，还检查螺纹大径，作出合格与否的定性判断。
内螺纹检验标记方式：
即用螺纹塞规的2BGO通规综合检验1/4—20—UNC内螺纹各个要素的最大实体尺寸；2BHI止规检查螺纹作用中径，还检查螺纹小径，作出合格与否的定性判断。
7量规的使用原则7.1工作量规和验收量规
在螺纹的日常检验中,经常出现对使用量规的争议。也就是说，检验螺纹时，在用新量规和旧量规检验同一工件的螺纹所出现不同的检验结论。这在出厂检验和日常出口贸易中是经常发生的，是争议最多的一项检验事件。
标准规定采用螺纹量规检验商品紧固件螺纹是唯一可最终判定验收与否的测量方法。即为定性判定螺纹的合格性。检查中使用螺纹量规和测量仪器时，如果紧固件的尺寸和性能均在规定的极限范围内，则不应决定拒收任何紧固件。如有争议，应使用直接测量。用螺纹量规检验螺纹的合格性是决定性的。
螺纹通规GO（环规）检查螺纹的最大实体尺寸，止规（HI塞规）或（LO环规）检查螺纹的最小实体尺寸。
用光滑环规或光滑塞规检查，也允许用指示量规（千分尺）检查内螺纹的小径和外螺纹的大径尺寸。
7.2量规的使用要求
因为螺纹量规的设计公差方向都在产品螺纹的极限尺寸之内。为解决在实际使用中因采用的新旧不同程度的量规,其量规螺纹实际极限（新与旧的磨损）不同而产生的争议，在美国标准ANSIB1.2《统一英寸制螺纹的量规和测量》标准中，也提出量规分工作量规和验收量规的两种量规（美制量规X正、W负偏差方向）。在实际使用上，推荐采用如下方法。
表4量规的适用性和方法
表5产品等级与螺纹精度
8螺纹验收合格性要求8.1检验用量规
1）检验螺纹合格性时，规定的项目均应检验。
2）检验外螺纹时，应使用校准的通端螺纹环规和止端螺纹环规，并用通端光滑环规和止端光滑卡规或千分尺检验螺纹大径，判定外螺纹合格性；
3)检验内螺纹时，应使用校准的通端螺纹塞规和止端螺纹塞规，并用通端光滑塞规和止端光滑塞规检验螺纹小径，判定内螺纹合格性；
4）螺纹产品的表面缺陷目测检验，如毛刺、伤痕、表面粗糙度等应符合标准规定。
8.2螺纹检验要素
1)螺纹通规：
用手将通规旋入，不允许借助任何工具与外力，不应用过大的力。应保证通规能自由、顺畅地旋入产品螺纹全长。
标准对损伤螺纹的检验，提出对螺纹表面磕碰伤的检验允许施加一定的扭矩值。
2）螺纹止规：
用手将止规旋入，同样也不允许用过大的力。然后根据止住后，旋退的牙（扣）数判定合格与否。
表6螺纹止规规定
3)光滑量规：检验外螺纹大径用光滑环规、检验内螺纹小径用光滑塞规。检验时，光滑通规应能自由、顺畅通过全部螺纹；光滑止规允许进入量：
（Z1+Z2）≤1／2H（或m）
式中：Z1、Z2—止规进入量；H（或m）—指螺母高度。
9损伤螺纹的验收在日常螺纹检验过程中，由于热处理生产工艺的螺纹变形、表面磕碰伤和搬运过程中不可避免地会引起螺纹末端或表面的磕碰伤、毛刺等缺陷，而导致螺纹通规不能自由通过，这在螺纹检验中是比较多的一个现象。
在表面涂镀层处理后，如电镀、达克罗处理，也会引起螺纹不能通过。有时施加一定的力环规能通过，这算合格吗？因此，要有一个正确的螺纹检验方法，来明确、指导、规范检验。检验时螺纹环规上可用多大的力？表面镀层后用什么量规，怎样检验才算合格？这是贸易双方、工检中争议最多的、也是需要统一的一个检验问题。
IFI-《损伤螺纹的验收规程》和ISO-3《紧固件表面缺陷-3螺栓、螺钉和螺柱的要求》标准中比较好地解决了这个问题。
9.1检验程序
在光身或有涂层紧固件的螺纹部位涂上一层薄薄的润滑油，用3AGO或6g通端螺纹环规拧入螺纹，并作用在螺纹环规上施加规定的扭矩值，能通过产品螺纹全长。
量规旋转的速度不大于30RPM。
检验示意图如下：
9.2GO通端螺纹环规允许最大扭矩值
表7作用在通端GO螺纹环规允许最大扭矩值
10紧固件表面涂镀层与螺纹检验在螺纹紧固件中，镀层得到了广泛的应用。镀层主要分为：薄镀层和厚镀层两种。薄镀层一般是指电镀和非电解锌片涂层（达克罗）等。厚镀层主要是指热镀锌和机械镀锌等。二者对紧固件螺纹尺寸的影响是不同，检验方法也有所不同。
10.1电镀锌螺纹验收和量规
由于电镀锌在紧固件螺纹表面有一层薄薄的镀层，同时受电镀过程的“屏蔽效应”的影响，内螺纹孔内的镀层比较薄，而且螺纹中间比两端还要薄一些；外螺纹螺栓头部和螺栓末端的镀层比中间还厚些，由此镀层的不规则性势必更要影响到螺纹的干涉与配合，同时由于镀层厚度在螺纹上对中径当量的影响是成4A倍的关系，所以不同镀层厚度对中径的影响要进行适当的调整。
由于g或A级螺纹已余留一定的间隙，一般镀层厚度（5~8um）的螺纹，不用预先调整螺纹尺寸，对再厚的镀层要进行适当的调整。
表8镀锌前后螺纹验收用通端、止端量规
电镀后螺纹检验上允许作用在螺纹量规上施加一定力矩，ISO/WD：《紧固件电镀》标准提出镀后由于螺纹的干部涉允许对螺纹环规旋加一定的矩值见表20，作用在3A、6h级通端GO螺纹环规允许最大扭矩值。
10.2非电解锌片涂层（达克罗）螺纹验收和量规
非电锌解片涂层（达克罗）表面有锌片底涂和有机或无机的面涂，一般底涂镀层厚6~12μm，面涂镀层厚约2~5μm，所以达克罗镀层厚度对螺纹中径的影响比电镀还要大些，即镀前螺纹的留间隙还应大些。
ISO：《紧固件非电解锌片涂层》和ASTMF：《紧固件非电解锌片涂层》标准规定，涂后要保证螺纹不超出螺纹零线（基准尺寸）时，检验外螺纹公差带位置为h或3A，检验内螺纹公差带位置为H或2B。检验涂覆前或后螺纹选用的米制或美标螺纹量规按下表执行。非电锌解片涂层后螺纹检验允许作用在螺纹量规上施加一定力矩。
表9非电锌解片涂层（达克罗）涂覆前后螺纹验收用螺纹量规
为确保镀后螺纹能互换，需要根据镀层厚度适当在镀前加大内螺纹的间隙量。美制ASTMF和ASTMF有个推荐数据。
ISO《紧固件非电锌解片涂层（达克罗）》标准提出镀后由于螺纹的干涉允许对螺纹环规旋加一定的矩值。
表10测量带涂层ISO米制螺纹的最大扭矩（略）
其他接收程序可能由供货商和购买者协商确定：
——对外螺纹，使用一个合适的螺母或原配紧固件；
——对内螺纹，使用一个合适的螺纹芯轴或原配紧固件。
10.3热浸镀锌螺纹与检验
热镀锌层由于厚度（平均值）为：0.～0.英寸（0.～0.毫米）。ISO标准规定厚度≥0.04mm，相当于电镀锌厚度的10倍多，同时热浸镀锌层的厚度不规则和不均匀性，往往给螺纹配合带来严重的干涉。因此必须调整外螺纹镀前或内螺纹镀后螺纹尺寸。
标准中规定了热浸镀锌紧固件螺纹有两种不同的调整方法，即内螺纹镀后扩孔（第一种方法或）和外螺纹镀前减小尺寸（第二种方法）。
表11热镀锌镀前外、内螺纹调整的二种方法
①按美国标准订货时（内螺纹扩大）
按ASTMF、A、ASMEA、ASTMA或ISO（6AZ）标准的规定，即镀前外螺纹中径不改变（美标2A、米制6g级），热浸镀锌后螺母螺纹应在镀后扩大攻丝尺寸，参照ASTMA（2B级螺纹加大扩孔，按F）或ISO（6AZ）
标准规定的数值。
热浸镀锌后螺栓的螺纹检验
——检验热浸镀锌后螺栓或螺柱螺纹时，用加大螺纹尺寸的螺母（尺寸尽量取加大上极限值）来检验，即适配检验。如有争议时，用加大（X公差，加大尺寸）的量规来验证。检验时在外螺纹上涂上一层薄薄的润滑油，用加大螺纹尺寸的螺母或量规验验。
热浸镀锌后螺母的螺纹检验
——热浸镀锌后内螺纹用加大尺寸的螺纹塞规检验螺纹。
②德国标准DIN-10《紧固件热镀锌技术条件》中规定（外螺纹缩坯）：
热浸镀锌前螺栓或螺柱在外螺纹6g的基础上减小螺纹大径、中径的规定值，以容纳热浸镀锌层厚度，内螺纹6H不变。
热浸镀锌的外螺纹减小尺寸标记：
DIN-10规定用字母“tZN”；
ISO热镀锌外螺纹缩坯（6az），规定用字母标记“U”。
③澳大利亚AS《螺纹零件热浸镀锌》标准规定（内螺纹扩大）：
④ISO《紧固件－热浸镀锌层》螺纹调整（内螺纹扩大和外螺纹减小两种方法）：
ISO标准规定：为规定需要的基本偏差（间隙或裕度），以使内外螺纹有良好的配合，有两种不同的螺纹调整方法：
第一种方法：镀后,用6AZ或6AX(加大攻丝尺寸)的丝锥对螺母进行攻丝,以满足与镀前螺纹公差带位置为g或h的螺栓或螺钉的配合要求。
第二种方法：镀前,用6az或6ax(减小螺纹尺寸)的螺栓或螺钉,以满足与镀后螺纹公差带位置为H或G的螺母的配合要求。
⑤热镀锌螺栓的螺纹配合检验
热镀锌螺栓的螺纹配合检验，标准推荐用加大螺纹的螺母进行适配检验。有争议时用加大的螺纹量规进行检验。检验时热镀锌螺纹表面涂上润滑油。
热镀锌螺母内螺纹用加大的螺纹塞规检验。
螺纹量规
1量规传递系统现测量2量规分类名称与使用螺纹量规根据使用性能分为：工作规、验收规、校对规和基准规。
工作规：制造和检验紧固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：在制造螺纹量规和检验使用中的工作螺纹量规是否合格，用螺纹校对螺纹环规校对检验（定性判定）。螺纹塞规用螺纹三针检验测量是否合格（定量判定）。
商品紧固件的螺纹检验中是以极限判定为主，所用的量规是环规（固定式和可调式）、塞规和千分尺量具，作合格性的定性判定。而指示量规在国外是一个发展趋势，一方面作定性判定，另一方面可测出定数值的大小。
表12米制螺纹量规的功能和检测
表13美制螺纹量规
3螺纹环规的校对和校验螺纹环规的检定校准方法有两种，一种主要是以测长仪、测长机及其配件（如内测钩、测球、校对环等）来进行测量，其测量过程较长、计算复杂，效率低，对操作人员的要求也很高。
为提高螺纹环规的检定、校准效率以及降低其检定、校准的复杂性，一般通用螺纹校对塞规对工作用螺纹环规进行检定、校准，是定性判定。
3.1螺纹环规的校对方法
●所有的螺纹环规，螺纹之间要干净，不允许有油污、杂质附在螺纹上。
●所有的螺纹环规，螺纹要保证完好，不允许有伤痕、缺损出现。
●拿与螺纹环规相对应校对塞规的通规端须顺畅旋入通规(环规)，但不能旋入止规(规环)。
●拿与螺纹环规相对应的校对塞规的止规端不能旋入通规(环规)，也不能旋入止规(环规)。
校对检验螺纹环规时，允许校对量规能进入环规的牙数参照表24。
●校对完毕，将校设备归位存放，以免损坏。
●用塞规用三针检验合格性，检验螺纹角度和牙距校验时，不能大力操作。
4螺纹塞规的三针测量螺纹塞规可用三针法进行检测，根据螺纹量规的P（螺距）、螺纹角（牙型角α）来选用最佳针径测量，螺纹塞规的合格性。
4.1最佳三针和中径测量计算公式
表14最佳三针直径
表15公制、美制螺纹三针
表16三针测量的计算公式d2
4.2测量步骤：
第一步：根据螺距，按最佳三针公式选三针。
第二步：选用合适的量具。
第三步：按三针测量的计算公式，计算A值。
第四步：测量和计算值与标准参数比较，得出结论。
4.3量规的使用与保养
●量规测量面不应有锈迹，污秽；
●量规与手柄要牢固；
●硬度HRC58~65；
●量规的公差尺寸符合标准要求；
●量规粗糙度达到0.32微米；
●根据使用情况进行周检：
◆塞规在工厂操作人员可用4~6个月要检查；
◆环规在工厂操作人员可用20天~1个月要检查。
●建立量规的使用权用台帐；
●分工作量规和验收量规。
作者：金蜘蛛紧固件网顾问专家任赤兵，林仲岳
本文原刊登于第44期金蜘蛛《紧固件》季刊，转载请注明来源于“金蜘蛛紧固件网”。
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