螺纹选择指南

HEATS

　　针对特定的使用条件，选择最佳螺纹时有三个因素需要考虑--螺纹牙型、螺纹系列和螺纹配合等级。

( |% z* `! P& ^5 E

　　螺纹牙型

+ D/ W# `" G4 d' u# J6 y( Q0 v ; }, r' \5 U- Q' y. S3 F/ K

　　螺纹牙型多种多样。但对于英制系列机械紧固件，只有三种最重要—UN、UNR和UNJ。它们都是60°对称螺纹。彼此之间的主要区别是外螺纹牙底轮廓。

　　1948年以前，美国国家螺纹是北美洲的螺纹标准。1948年，美国、加拿大和英国同意采用一种螺纹系统替代美国和加拿大用的美国螺纹以及英国的惠氏螺纹。他们称这一新螺纹系统为统一螺纹，这正是今天通行全球的英制紧固件螺纹标准。

1 w1 d2 Z" T! _' P9 a! ^ : \1 V- s3 v; _1 P

　　统一螺纹牙型实际上与已废除的美国国家螺纹的相同。按照两个标准生产的紧固件在功能上是可以互换的。

+ x) v+ g9 ~; M5 {" g. c1 m( R2 Q

　　UN螺纹

　　UN螺纹牙型，正像最初设计的那样，在外螺纹牙底处有平轮廓和圆形轮廓两种。每个国家可以根据本国的标准来选择。美国趋向于选择平牙底，虽然普遍认为如果将牙底做成圆角可以减少应力集中。但经济上会有所付出。滚丝牙板和刀具都很昂贵，如果用圆牙顶的模具来生产紧固件螺纹的圆牙底，无疑会多多少少增加成本。另外，也有争论说，新刀具会磨损，加工几百个工件后，牙顶便会被磨圆，再加工出的螺纹便会开始接近理想的牙型轮廓。

　　UNR螺纹

/ b( s8 i* D7 I; t: ^; q/ T4 G4 ? 3 d/ \* u) y& f, z- I) a

　　20世纪50年代，紧固件性能的要求急剧提高，尤其是在容易产生疲劳载荷的场合，紧固件的安全性是关键因素。提高紧固件的抗疲劳性能势在必行。一个显而易见的方法就是要求外螺纹牙底轮廓做成规定的圆弧。这便导致设计和引入了一套改进的螺纹牙型--UNR，它与UN唯一的不同在于其强制性地要求最小圆弧半径(极限值0.108—0.144倍的螺距)。最小半径(0.108P)是能够与UN牙型配合而不超出外螺纹最小实体牙型的最宽半径。最大半径(0.144P)是指在最大实体牙型下能够容纳而不产生与内螺纹的理论间隙的最宽半径。

　　初次接触时，要特别注明是UNR螺纹，以确保交货时紧固件为圆弧牙底。但是如今，无论是否标明是UNR，事实上公称尺寸为lin和更小的紧固件，100%都是UNR螺纹。这是因为这类尺寸的紧固件通常采用滚压螺纹，现在的标准规定滚丝板为圆牙顶。对于较大尺寸紧固件，除滚丝外，螺纹可以车削加工。如果需要圆弧牙底，必须特别指出是UNR，否则供货很可能是UN螺纹。

8 l, J* G/ }7 c" a6 H 6 J) n7 I$ ~6 u7 n

　　UNK螺纹

- d$ W# u- o* W" `% {/ ]- ^/ b

　　UNR螺纹出现后不久，又经过了进一步修改，定义为UNK。

) E; H! G- ^) i7 [5 ~$ Y$ [

　　UNK螺纹只是比NUR更精密，牙型和牙底圆弧半径极限值与NUR完全相同。其区别在于外螺纹的小径有偏差，必须检查牙底，以确保圆弧半径在规定的极限值范围内。UNK螺纹已用于圆柱头内六角螺丝和沉头螺丝标准。

. L/ t: X1 O; ^5 N$ E& y' i # m8 h1 y, V4 g0 L

　　1979年螺纹通止量规系统(见A-63页ASME B1.3M)建立后，UNK螺纹开始被淘汰。原因是用量规系统22检测UNR螺纹(与通止量规系统的目的是相同的)可以代替UNK螺纹。

# K$ h; C% r+ ~5 P4 `" D+ J# K

　　UNJ螺纹

7 E& D6 a2 R" u8 p. w2 \, p

　　UNJ螺纹的设计来源于优化螺纹牙型的研究--即在不损失静强度特性的条件下具有超常的抗疲劳性能。换句话说，牙底圆弧的作用能发挥多大？

　　其结果是一种新的牙型诞生，定义为UNJ，牙底圆弧半径极限值0.150-0.180倍的螺距。具有这种增大圆弧，外螺纹小径就会增大并超出UN及UNR螺纹的基本牙型。结果，为避免配合螺纹间出现过盈，UNJ内螺纹的小径不得不随着增大。这意味着UNJ螺纹的螺纹接触高度会稍微缩短。但是，通过采用3A/3B级螺纹公差(UNJ螺纹所用标准公差)可以补偿此强度损失。这一公差标准可以使内、外螺纹的最小实体牙型优化。

! g" {' n/ C$ ], B# M* o7 y1 P

　　UNJ螺纹现在是航空紧固件标准，在高度专业化的工业应用中有时也有使用。 【MechNet】

' R# y9 S; t+ q/ l8 ?4 E4 b5 @0 Q