[發明專利]高精度螺紋及其制造工具

無效

• 申請號: 97112873.1
• 申請日: 1997-07-25
• 公開（公告）號: CN1071164C
• 公開（公告）日: 2001-09-19
• 發明（設計）人: 歐陽明
• 申請（專利權）人: 歐陽明
• 主分類號: B23G1/16
• 分類號: B23G1/16;F16B33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種螺紋，可以是外螺紋，也可以是內螺紋，特別是一種易實現高精度生產的螺紋及其制造工具。

如所周知，螺紋多用于緊固、密封、調節或承力。螺紋的制作過程不可避免會存在誤差，如尺寸誤差和形狀誤差。尺寸誤差主要表現于大小徑的誤差，形狀誤差主要表現在螺距誤差、牙形角誤差及其積累誤差，一種誤差的變化將引起其它誤差的變化，而誤差的大小，是衡量螺紋精度高低的依據。對以上各種誤差，傳統的方法是采用“中徑補償”來補救，即單獨用控制虛擬的中徑來補償各種誤差，使螺紋得以實現其基本功能，中徑成為普通螺紋最重要的功能參數。顯然，這種補償方法實際上是難以控制的，是以大幅度降低中徑的精度為代價的，并沒有直接減少或消除螺紋的制造誤差，使螺紋的綜合精度不但沒有提高，反而明顯下降。據《GB197普通螺紋公差與配合》與《GB1800公差與配合》兩項標準的對比，同等經濟精度，螺紋的公差值(即允許的制造誤差值)要比同等精度的標準公差值增大10至20倍，精度降低6至7個等級。舉例說，按照傳統普通螺紋技術及其標準(即GB197)生產出來的螺紋，若以GB1800標準來衡量，6級經濟精度的螺紋，其公差值約在標準公差的IT12至IT13級，與一般工廠規定的自由尺寸公差同一級別，也可以說，毫無精度可言，而要生產IT6級精度的螺紋，按現行做法，是不可能實現的事情，甚至連標準也沒有制定。

針對上述問題，本發明的目的在于提供新的螺紋廓線，方便用不同的、易于直接控制及測量的各種參數來生產各種不同用途的高精度螺紋。

本發明通過如下方式來實現目的，由于螺紋精度的提高在于在保證使用要求的前提下去減少徑向間隙和軸向間隙。本發明通過改變螺紋的廓線，將其設計成在普通螺紋理論廓線附近變化，在某些使用場合部分新廓線甚至可設計成遠偏離于理論廓線。對一般的非干涉配合螺紋副場合，新設計的廓線偏小，并被普通螺紋理論廓線所包絡，但兩廓線各對應段的距離不全恒為零，是否為零視螺紋實際使用環境而定；對于干涉配合狀態，可視設計需要，讓某部位廓線超出理論廓線范圍。并且新的廓線各線段不要求為直線段，可以由曲線段圓滑連接而成。新廓線的尺寸，甚至可以沿螺紋軸線和螺旋線方向連續變化。至于兩廓線的具體偏差量以及沿螺紋軸線和螺旋線方向的變化量，顯然還與螺紋制作材料及使用時的受力狀態相關，均存在一個最小值或最佳值。顯然上述各對應段距離全恒為零即為理論廓線。

采用這種螺紋廓線，可以方便地針對螺紋不同的應用場合，確定設計時控制廓線的不同的部位，可取得最高的精度和經濟精度，生產出滿足需要的螺紋。如本發明的廓線在理論牙頂(牙根)內廓處設計一凸(凹)臺，顯然控制好凸(凹)臺尺寸，就可有效地減少徑向間隙和軸向間隙，即能極大地消除大徑或小徑的誤差(直線度或者同軸度)、螺距誤差以及其積累誤差。而控制原牙形廓線的變形程度可控制牙形廓線的誤差及其積累誤差，如當螺紋用于單向受力時，可以僅控制一側的線段變化，即能滿足螺紋副的配合精度要求。通過上述廓線變化，可以獨立有效地控制或消除螺紋的非關鍵參數(如牙型角、螺距)誤差對關鍵的參數(如大徑或小徑)精度的影響，使螺紋功能參數的單項精度和綜合精度得到明顯的提高。

為制作高精度螺紋，本發明使用與所需牙型相匹配的形狀陰陽相對的內絲板或外絲錐，通過公知的方法滾壓、搓制、軋制或攻制而成。內絲板的形狀可以是圓形、板形或弧形。

現結合附圖作進一步的敘述：

圖1為本發明的螺紋廓線圖，其中3為凸(凹)臺，2為本發明廓線。

圖2為本發明的螺紋廓線圖及其與理論螺紋廓線關系，其中1為理論螺紋廓線，2為本發明的螺紋廓線，3為凸(凹)臺。

圖3為非干涉配合時，內外螺紋間的間隙分布圖，其中1為理論螺紋廓線，2為本發明的螺紋廓線。

圖4為一種非對稱螺紋與標準螺紋聯接時的受力圖。

圖5為一種非對稱螺紋廓線與標準螺紋廓線關系圖。其中，4、5為兩種廓線的不重合部分，5為本發明的新廓線(部分)，4為標準螺紋廓線(部分)，1和2為重合部分的廓線。

圖6為一種調節螺紋的間隙分布圖。

各圖中箭頭均表示力的方向。