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標準件螺紋標準的過去、現在和將來

來自: · 2014-12-29 13:55:48

 一、螺紋標準件的過去:
1、螺紋標準件的產生:古代,螺紋為人類早發明的機械之一。人們用它提升重物、壓榨農作物、固定盔甲和測量距離。18世紀末,英國機器制造業興起,英國發明了絲杠車床、絲錐、板牙和泰勒螺紋量規,為螺紋制造奠定了技術基礎。19世紀中期,英國和美國發布了寸制螺紋國家標準(英國的惠氏螺紋W;美國的國家螺紋N和布氏螺紋);19世紀末,以法國為首的歐洲五國聯合提出了米制螺紋標準件(普通螺紋M)。從此,螺紋標準件進入了英制、美制和米制螺紋三家抗衡時代。但就螺紋標準件的技術體系而言,它們基本上都采用了英國惠氏螺紋的技術體系,英國的惠氏螺紋是世界各種螺紋的祖先。
第 二次世界大戰結束,1947年國際標準化組織(ISO)成立。它成立的第 一個標準化技術委員會(ISO/TC1)就是螺紋委員會。另外,以美國為首的二戰同盟國將螺紋標準件的統一看成直接影響戰爭進程的重要因素,各國國防部直接參與螺紋標準件的統一工作。螺紋標準件化進入到國際化時代。
2、螺紋標準件種類:世界上螺紋有幾百種。按標準來源,主要分為英制、美制和米制螺紋三種;按螺紋用途,可以分為緊固螺紋、管螺紋、傳動螺紋和專用螺紋。為解決各種螺紋辨別難的問題,英國ROBERTSON公司和德國DIN協會編制了世界螺紋檢索手冊。



二、螺紋標準件的現在:
1、現代國外螺紋加工技術:從二十世紀末開始,國外工業發達國家的螺紋加工技術已發生了根本性的飛躍,螺紋的加工質量有了顯著提高。具體體現在如下幾個方面:
1)機床調整技術:由于采用了螺紋指示量規和螺紋單項要素誤差分離技術(差式測量),國外可以將機床調整到加工出接近理論正確尺寸的螺紋。這樣,一方面使加工螺紋的質量水平大大提高;另一方面,使機床和刃具的受力減少,從而磨損減少,機床和刃具的壽命增加。
2)加工過程技術參數控制技術:為了監控高速運行的每個螺紋加工過程,國外在刃具支持機構內安裝了測量受力大小的傳感器,繪制出每個螺紋加工過程的受力變化曲線。以加工出接近理論正確尺寸螺紋的受力曲線為基準,規定受力允許變化的大幅度。當受力超出規定范圍時,設備自動停機,等待技術人員分析事故原因后設備重新調整。這種受力監控儀已有專門廠家生產,螺紋加工企業可以對沒有安裝監控儀的現有設備進行改裝。另外,為了及早發現刃具異常,有些設備上還裝有高頻測聲儀,從而可以避免刃具崩齒現象的發生。
國外有些企業利用SPC技術,在加工過程中測量螺紋尺寸,監控螺紋參數變化過程,并將螺紋的加工誤差控制在產品規定公差的60%以內。
3)100%測量技術:利用激光照相技術,可以對每個螺紋件進行檢測,及時挑出不合格產品。
4)數控機床及計算機信息化管理:為了應對小批量、多品種和供貨時間短的市場要求,國外企業開始使用數控機床及計算機信息化管理技術加工螺紋產品。數控機床可以記憶以前加工相同螺紋的調整位置,使調整機床的時間大大減少。
計算機管理技術可以實現生產過程的全程高 效管理,提高生產效率。
注:對一家企業,它可能僅采用了上述的一、二個方面,不一定同時采用所有措施。
2、現代國際螺紋產品市場競爭的手段:國外為了應對中國大量出口產品的沖擊,利用標準和市場準入兩張王牌構筑技術壁壘。例如,歐洲利用ISO7標準的控制權,將亞洲和北美洲大量生產和使用的密封管螺紋產品排除在ISO標準之外;美國利用緊固件質量行動的市場準入制度,阻礙中國緊固件產品進入美國;德國人花費13年的時間,強行按DIN標準修改ISO的普通螺紋標準件。
3、中國螺紋產品的狀況:中國已經是世界第三貿易大國,中國螺紋緊固件出口量已經位居世界第 一,中國螺紋管件每年也有大批出口。雖然中國出口量大,但中國螺紋的質量水平不高,被人家稱為粗糙螺紋生產大國。中國目前螺紋加工水平與二十世紀中期的國外水平相當。這些都嚴重地影響到我國機械產品的質量等級和出口創匯的利潤。中國螺紋產品應該逐步地由數量型向質量型轉變。
4、中國螺紋標準件化存在的問題:1)螺紋標準件化工作沒有從標準出版利潤中獲得支持;2)承擔螺紋標準件化秘書處單位沒有獲得國家事業單位的優惠政策支持;3)螺紋委員會沒有控制螺紋量規標準的制訂,而螺紋量規標準直接關系到螺紋標準件的技術要求能否得 到實施,直接關系到螺紋產品質量水平的高低。這三個不利因素,直接影響著中國螺紋標準件化事業的成與敗。
5、中國技術人員的兩個認識誤區:
1)螺紋檢驗的公差帶原則:在螺紋標準件中,有沿螺紋牙型分布的公差帶圖和各直徑公差數值表。中國絕大多數的技術人員認為螺紋量規檢驗合格的產品,其螺紋牙型應該落在螺紋標準件所規定的公差帶范圍內,螺紋質量應該沒有問題。當發現合格產品的螺紋質量非常差時,他們不知所措,不知道問題出在那里。實際上,螺紋是一個復雜的幾何體,它有許多技術參數。如果要完 全控制螺紋在質量(采用公差帶原則),則需要對螺紋的所有參數進行測量,這要花費大量的時間和高額的檢測成本,這樣做在實際生產中是行不通的。而且在不同的場合,螺紋的各個參數作用不同,要求也不同,某些參數可以利用生產工藝進行保障,而無須單獨檢驗。目前,我國使用的螺紋通、止量規來源于1905年英國人發明的泰勒原則。它的優點是經濟性好、可以保證裝配;缺點是螺紋的質量保證水平偏低,存在許多技術漏洞。中國應該認真地研究和借鑒美國的螺紋檢驗體系技術(標準),提高我國螺紋的制造水平。
2)密封螺紋的量規檢驗與密封保證間的關系:中國絕大多數的技術人員認為螺紋量規檢驗合格的螺紋,其螺紋牙型應該落在螺紋標準件所規定的公差帶范圍內,螺紋的密封性應該沒有問題?蓪嶋H上,用量規所進行的螺紋檢驗與保障螺紋的密封性基本沒有多大關系,螺紋檢驗僅僅保證了內、外螺紋間的裝配位置關系。為保證螺紋的密封性,企業需要采取一定的內控措施。由于我國技術人員沒有認識到這點,機械產品經常出現泄露現象,出口產品經常有退貨發生,這些嚴重地影響了我國產品在國際市場的競爭能力。進入二十一世紀,ISO、歐洲和北美洲普遍增加了密封管螺紋的檢測量規數量,我國應該跟上國際的新變化,提高我國密封管螺紋的密封能力。
6、中國螺紋標準件的四次更新:
1)五十年代,我國仿照俄羅斯標準,制訂了螺紋的機械行業標準。
2)六十年代,我國制訂了螺紋國家標準(行業標準提升)。
3)八十年代,我國參照ISO標準(關鍵技術參數保持一致),修訂了螺紋國家標準(新公差體系);新制訂了管螺紋。
4)2000年至2004年,我國按照新ISO標準(標準章條要有對應性),修訂了螺紋國家標準。為推進新標準實施以及解決國外螺紋標準件查找困難難題,2004年5月,全國螺紋標準件委員會與中國計劃出版社聯合出版了《螺紋及其聯結》,與中國標準出版社聯合出版了《公制、美制和英制螺紋標準件手冊》。
三、螺紋標準件的將來:
1、緊固螺紋檢驗體系的建立:提高螺紋檢測水平是提高螺紋制造水平的基礎(發現問題)和動力(解決問題)。與國外的螺紋檢測技術相比,我國存在較大的差距。建立我國的螺紋檢測體系,是迅速提高我國螺紋加工水平的突破口.
2、密封螺紋檢驗手段的建立:普及密封管螺紋的內控參數確定技術,幫助企業建立密封管螺紋質量控制手段,解決長期困擾我國機械行業的泄露問題.
3、螺紋防松技術研究:現代設計對螺紋放松提出了更嚴格的要求,我國要認真研究各種螺紋放松技術的優缺點,提高螺紋聯結的可靠性.
4、螺紋疲勞強度研究:俄羅斯、美國和英國對螺紋單項參數與螺紋聯結疲勞強度的關系有較深入地研究;我國北京航空航天大學利用損傷力學理論,可以在計算機上再現螺紋疲勞裂紋的產生和擴展過程。螺紋委員會要注意總結相關的螺紋設計原則,提高我國螺紋件設計水平(可靠性和減重)。
5、全 面采用ISO螺紋標準件:基礎標準要全 面采用ISO標準,方便國際貿易。
6、ISO/TC1秘書處工作和中國螺紋標準件的國際影響:爭取承擔ISO/TC1秘書處工作,將中國標準推向世界。

 

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