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管牙NPT(一)

文章日期：2009-08-02 21:24


本文旨在講解NPT錐度管牙
NPT是60度牙角的美制管用錐度螺紋。
PT則是55度牙角的英(國)制管用錐度螺紋，PT螺紋的切削請參考http://tw.myblog.yahoo.com/cu01joe/article?mid=2466&prev=2511&next=2449

  • 不論是PT還是NPT，他們的錐度值是1/16，
    換算成角度值是 2*tan-1(0.5/16)=3.57982度 = 3度34分47.356秒，
    3.57982度為什麼等於3度34分47.356分呢? 這是因為角度的單位換算是六十進位，3.5798212度後面的小數點0.5798212"度"要換算成""分"時，0.5798212度 = 0.57982*60分 = 34.789273分    ，而34.789273分後面的小數點0.789273分要換算成秒, 則0.789273*60秒 = 47.356秒，
  • 。
    此外，切記在車削錐牙時得採半錐角，也就是1度47分23.7秒。

NPT（美制管用錐度螺紋）

制定在ANSI/ASAM規格中，稱為美國標準管用錐度螺紋，計有 :
1.外螺紋MNPT(male (external) National Pipe Taper threads)。
2.內螺紋FNPT(female (internal) National Pipe Taper threads)。
NPT外螺紋不但對NPT內螺紋配合，有時也配合NPSC，這點類似PT。
螺紋峰與根切成同形，又因公差大，餘隙、緊密兩種配合都可用。
如用潤滑劑，則變成耐密用，耐密用者另有稱為乾封閉之如NPTF,NPSF等附有F之一群。

由於螺紋錐度部位的外徑不固定，故有
L1 : 手動接合之螺紋長度，其尺寸通常以螺紋線數當單位)的基準規定。
E1 : 於L1處所測量出來的節徑E稱為手動接合面節徑，NPT內、外螺紋手動接合之後，理應鎖至L1的位置，而公差則允許在L1的位置正負1圈行程之內。


L2 : 有效牙的螺紋長度，如果用CNC車床來車牙，則CNC程式裡牙部位之總長度為L2+S*P/1800，S是主軸的RPM(rev/min)，P是螺紋的導程(mm)。
L3 : 板手接合之螺紋長度。
L4 : 外螺紋總長，等於有效牙長L2+消失牙長V。
L5 : 完整螺紋長度，在此處的螺紋的牙峰會剛好跟管件外徑相接觸，越過此完整螺紋長度後，螺紋的牙峰將會高過管件外徑<=亦即螺紋高度會成不足，不在是完整螺紋。



此外，與L1-5相對的，還有E1-5，它們是L1-5位置上的節徑，請注意 : 沒有E4的存在，因為牙已經不存在了。


NPT錐度螺紋除了上述常見的尺寸之外，還有兩個重要尺寸，即:
1. 牙深h=0.8*P(牙距)
2. 螺管外徑D(要查表)
以3/4-14牙的MNPT來說，它的最大徑就是螺管外徑，尺寸是1.05"，
車削NPT錐度螺紋時必需按照它的標準來車，
除了某些加長型的螺牙可更改它的總螺紋長度之外，
其於的尺寸不能任意更改，否則會有不被承認或不能配合的問題，
下表是常見的NPT錐度螺紋規格。







下表是ANSI/ASME所制定的NPT錐度螺紋規格，此表更加詳細，它的最後一欄還規定了不完全牙(消失牙)的長度。



NPTF (National Pipe Thread Fuel)管牙鎖緊之後，牙根與牙峰處皆密合，產生金屬對金屬密封，但是NPT管牙鎖緊之後，牙根及牙峰處留有餘隙，如下圖所示，所以其鎖緊之處就得靠螺牙之兩側30度之面，至於圓柱螺紋，其鎖緊之處就只靠螺牙之單側30度之面，所以其防漏效果更差。
加工NPT時，牙刀要夠尖，切莫讓外牙牙峰與內牙牙根因干涉而影響到配合，在不考率公差的情況下，NPT的牙頂寬約0.0381*P，以NPT3/4-14牙的螺紋來說，0.0381*P=0.0381*25.4/14 = 0.0691mm，若不計公差，此值就是牙刀尖的平面寬度，大約是1根頭髮的直徑那麼小。
NPT管牙配合時由於牙底留有餘隙，故得要在螺牙裹上sealant(早期是棉紗裹黏土，後來是白色像膠帶的"貼布西錄tap seals"，現在則有止洩膠)才加以配合，以防止流體洩露。



                        防止洩露的填充物

NPT牙的檢測 : L1檢測


L1檢測是用來檢測基準長度是否合於規定，如下圖所示，若是用NPT-L1螺紋環規或是塞柱檢驗時，為了縮短檢驗時間，螺紋環規或塞規都會做的比較短，一般而言，螺紋環規或塞柱用於檢驗L1部位之長度大約等於3.5圈螺紋長度，螺紋環規或塞柱鎖到位(即所到基準面)之後，其軸向長度其公差在正負１圈之內，合於L1檢測則表示L1基準面的節徑是合於公差的(但是對於外牙牙峰及內牙牙底還有內牙牙峰及外牙牙底之間的公差則僅知尚無干涉)。









NPTF有兩個等級 : 即NPTF-1和NPTF-2，或寫成NPTF Class 1和NPTF Class2。

NPTF Class 1的檢測 : L1 + [  L2(環規) 或 L３(塞柱)  ]

NPTF Class 1除了必需做L1檢測以測出基準面的節徑是合於公差之外，還需測”板手接合之距”，以確保NPTF之內外牙配合時能達鎖緊的效果，用環規或是塞柱檢驗時，仍以手動接合，鎖緊之後對準基準面的誤差在正負1/2圈之內，如下圖所示。



NPTF Class 2的檢測 : L1 + {  L2(環規) 或 L３(塞柱)  } + 6 Step
NPTF Class 2除了必需做 NPTF Class 1所做的檢測之外，還需用6階環規或塞規來測量牙的最大徑與最小徑(環規用來檢測外牙牙峰及牙底，塞規用來檢測內牙牙峰及牙底)，以確保內外牙配合時能達密封的效果。







由於篇幅，所限請看下回分曉http://fgcamtaiwan.blogspot.tw/2013/09/npt-2009-08-29-2329-npt-npt-34-14-p-25.html
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留言

  1. Unknown2015年3月1日 下午6:34

    版主您好，我在CNC工業聚落提問，裡面的前輩介紹我來這跟您請教學習，我是新手，目前學的是CNC兩軸車床，遇到了一些問題，不知道可否在這裡留言跟您請教？

    回覆刪除
  2. Unknown2015年3月2日 下午4:57

    1.車床車牙，求牙底直徑=外俓-（單邊牙深×2），
    外俓牙1.1/4"-11.1/2NPS，外俓如何算？
    有什麼固定公式嗎？
    有各種車牙算式的工具書嗎？
    2.刀尖R角如無使用G41 G42補正，寫程式時什麼情況下要自己補正？
    3.倒角時路徑距離需要多大呢？怎麼計算？倒C角是1:1:2嗎？

    回覆刪除

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