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公制螺紋規格

文章日期：2009-04-05 19:39





由於一大堆的高職用書都把公制螺紋的牙深定為0.6495*p，但實則不然，

公制螺紋的算法是這樣 ：

如果是牙刀是採用標準牙刀
公牙工件的牙深h = 0.6134*p (標準外牙刀的牙尖圓弧半徑r = 0.144338*p)
母牙工件的牙深h = 0.577351*p(標準內牙刀的牙尖圓弧半徑r = 0.072169*p)

如果是通用牙刀(通用牙刀尖圓弧半徑r要看刀盒上的標示)
公牙工件的牙深h = 0.75777*P - r
母牙工件的牙深h = 0.64952*P - r


底下文章講解公制公螺紋規格與切削法
公制螺紋的標註
 


  

設公螺紋牙底圓弧半徑為r，全牙深(假想牙深, 將牙的頭部跟底端都假想成尖頭尖底所得之牙深)為H，牙距為p，牙深為h，則對於公制外羅紋有下列關係式:

1.  全牙深H = 0.866*p
2.  牙底圓弧半徑r = H/6 =  0.144338*p (母牙則為0.072169*p)
3.  牙深h = 0.6134*p
切削公制公螺紋時，若照標準規定來看，牙底圓弧半徑r = 0.144338*p，但是，除了量產件或是精密件會照這個規定來準備牙刀，一般師傅為了方便，大都會使用通用刀片來車牙，也因此而用了不合規定的牙底半徑之牙刀來車牙，進而便會使得牙深h = 0.6134*p這個關係式發生變化，以p1-p3的通用牙刀片來說，它是以p1的牙底圓為主，若要車p3的牙，則需將牙深加大，如下圖所示，牙刀已車至牙底，但牙的螺旋面仍未達標準寬度，得將牙深加大才行


因此，很多人會覺得牙深公式用h = 0.6495*p
也似乎行得通的樣子，老實說，這是瞎打誤撞的 ，這個h = 0.6495*p公式是古老的美國螺紋的公式，說到美國螺紋很多人把它想成英制螺紋，其實不然，美國螺紋是NC(粗牙) 、NF(細牙) 、NEF(特細牙), 後來美國跟英國還有加拿大合成為統一螺紋UNC、UNF、UNEF，簡單來講，字首有個U(United)的就是統一螺紋，這兩者螺紋最主要的差別在於內螺紋的牙峰平面寬度，美國螺紋的內牙牙峰平面寬度是P/8，而統一螺紋的內牙牙峰平面寬度是P/4，因此在外螺紋的牙深方面也有造成一些差距，統一螺紋後來發展成ISO螺紋，所以統一螺紋跟ISO螺紋在牙肉方面的規定是一樣的…


到底公制螺紋的牙深公式會因為牙刀刀鼻的大小(R)的不同而有甚麼變化呢?其公式如下 :

外牙牙深=0.75777*P - R，內牙牙深= 0.64952*P - R ，
切記此R必需小於或等於0.144338*p才行，否則車出來的牙若是配得進去一定是太鬆的配合，
 
公螺紋切削法：已知：欲車之公螺紋之牙距為p，外徑牙刀之刀底圓弧半徑為R，且 R <  r(牙底圓弧半徑)

由於公螺紋牙底圓弧半徑r = 0.144338*p，反推回去，則p=6.92818*r，若牙刀底圓弧半徑R，則依此公式可推知此牙刀應是車削牙距pw=6.92818*R之螺紋，但是以牙底圓弧半徑R之牙刀來車削牙距為p之螺紋、其螺紋車削的方法有二：一是往下切深法，二是左右擴切法。


往下切深法：
由於外牙的深度從0.6134*p 變化成為0.75777*P - R，所以加深的值就是兩者的差，如下圖所示，此法一般是搭配G76來車牙，牙刀的刀鼻半徑不對沒關係，牙車深一點就好了，其實牙車深了就是代表車牙的刀數要增多，但是也無傷大雅，多車幾刀也要多不了幾秒，不會有人質疑，不過牙深了也代表牙的強度也減弱了，若是遇到挑惕的買家，可能會血本無歸 。






左右擴切法 : (總牙深不變，仍維持為 0.6134*p)
右擴牙的距離為 0.166667*p – 1.154699*R，這是FGcam目前採取的切削方法，當牙深已到達0.6134*p之後，牙刀便不再進深，改採左右修邊的方式來車牙，FGcam會根據牙刀的刀鼻半徑來算出要左右修多少邊，除了力求尺寸精確之外，也讓牙面的光度較優，同時也讓通用刀片發揮最大效用。


公制母螺紋規格與切削

設母螺紋牙底圓弧半徑為r，全牙深(尖頭尖底的牙深)為H，牙距為p，牙深為h
則有下列關係式:
1.  H = 0.866*p
2.  r = H/12 =  0.072169*p
3.  h = 0.577351*p
公制母螺紋牙底直徑的計算 : 舉M10X1.25為例，這個10在公螺紋來講是指外徑10mm，所以內螺紋的底徑要比這10mm還大一點點(配合用的餘隙) ，此餘隙的大小理論上是只要不造成內牙底徑與外牙牙頂間的干涉就好，  但實繼的應用則大約等於2*(0.577-0.541)*p=0.09(直徑式) ，所以車螺紋的最後一刀應以10.09mm，不過，這是採標準刀鼻及未計節徑公差下所計算出來的結果，如果刀鼻有變動，那牙底的計算方式也有改變...
母螺紋的切削方法如同公螺紋，故不再贅述，本文已接近尾聲了，剛在留言版也留下了幾篇議論：母螺紋的內孔直徑到底是多少呢?
如下圖所示，從公螺紋鎖進去的外徑位置往下算0.5413*p(單邊)，就可以得到內孔的標準尺寸，以M30X2的螺紋來說，也就是30-0.5413*2*p=30-1.0826*p=27.83，由於0.5413*2*p=1.0826*p，如果此值再減去公差，就大約是1個牙距了，故概算法就是把螺紋的公稱直徑減去1個牙距就算是內牙在車(攻)牙之前所要搪(鑽)孔的直徑，也有人會問，如果此搪(鑽)孔的直徑多減去一些，讓內孔更大行不行呢?如果尺寸沒要求或是減去得值很小，那就無傷大雅，只會造成內牙牙肉少掉一點，強度少一點，而且不大會影響配合的鬆緊度。



如果推廣至英制的母螺紋，由於英制規格不下十來種(常用的代號請參考http://tw.myblog.yahoo.com/cu01joe/article?mid=913&prev=1497&next=601&l=f&fid=18)，所以，若要取得內螺紋的內孔精確尺寸那就得要查它是屬於哪一種英制規格才能決定，至於概算法，則只要是60度的直牙就適用，也就是:螺紋的公稱直徑減去1個牙距，但英制的通常是標示牙數，例如UNC1/2-13，這表示此牙的公稱尺寸是1/2英吋(1/2 = 4/8 = 4*1/8 也就是所謂的4分牙)，且一英吋長的螺紋裡有13個牙，因此牙距就是1/13英吋，所以這內孔概算的直徑就是1/2 - 1/13 = 11/26英吋，換算成公制就是(11/26)*25.4=10.75mm。
也有人用幾分牙來算，以此例的4分牙來說，1分是3.175mm，4分就是3.175*4=12.7mm(也就是半英吋的意思)，而1/13英吋就是1.95mm，所以內孔的概算直徑為12.7-1.95=10.75mm。
以上所言的牙深及內孔直徑都是尚未加上配合時的公差尺寸，因此，對於公制公螺紋而言，它基本上是屬於公套，公差為負值，所以牙的外徑及牙深都還要再減去公差值，而對於公制母螺紋言，它基本上是屬於母套，公差為正值，所以牙的內孔直徑及牙深都還要再加上公差值，FGcam會根據刀鼻半徑與節徑公差來自動計算牙深，並自動調整精修方法，在兼顧牙的精度與光度之下，盡量以最小車削刀數來完成車牙，達到省刀省時的目的。

如何用CNC車床來車螺紋，請參考http://tw.myblog.yahoo.com/cu01joe/article?mid=1526&prev=2128&next=1497&l=f&fid=18
如何用CNC車床來攻牙，請參考http://tw.myblog.yahoo.com/cu01joe/article?mid=467&prev=601&l=f&fid=18
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