技術(shù)文章
我國標準件螺紋標準的歷程
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螺紋標準件的現(xiàn)在:
1、現(xiàn)代國外螺紋加工技術(shù):從二十世紀末開始,國外工業(yè)發(fā)達國家的螺紋加工技術(shù)已發(fā)生了根本性的飛躍,螺紋的加工質(zhì)量有了顯著提高。具體體現(xiàn)在如下幾個方面:
1)機床調(diào)整技術(shù):由于采用了螺紋指示量規(guī)和螺紋單項要素誤差分離技術(shù)(差式測量),國外可以將機床調(diào)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(zhì)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(shù)參數(shù)控制技術(shù):為了監(jiān)控高速運行的每個螺紋加工過程,國外在刃具支持機構(gòu)內(nèi)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(guī)定受力允許變化的zui大幅度。當受力超出規(guī)定范圍時,設(shè)備自動停機,等待技術(shù)人員分析事故原因后設(shè)備重新調(diào)整。這種受力監(jiān)控儀已有專門制造生產(chǎn),螺紋加工企業(yè)可以對沒有安裝監(jiān)控儀的現(xiàn)有設(shè)備進行改裝。另外,為了及早發(fā)現(xiàn)刃具異常,有些設(shè)備上還裝有高頻測聲儀,從而可以避免刃具崩齒現(xiàn)象的發(fā)生。
國外有些企業(yè)利用SPC技術(shù),在加工過程中測量螺紋尺寸,監(jiān)控螺紋參數(shù)變化過程,并將螺紋的加工誤差控制在產(chǎn)品規(guī)定公差的60%以內(nèi)。
3)100%測量技術(shù):利用激光照相技術(shù),可以對每個螺紋件進行檢測,及時挑出不合格產(chǎn)品。
4)數(shù)控機床及計算機信息化管理:為了應(yīng)對小批量、多品種和供貨時間短的市場要求,國外企業(yè)開始使用數(shù)控機床及計算機信息化管理技術(shù)加工螺紋產(chǎn)品。數(shù)控機床可以記憶以前加工相同螺紋的調(diào)整位置,使調(diào)整機床的時間大大減少。計算機管理技術(shù)可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程管理,提高生產(chǎn)效率。
注:對一家企業(yè),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(xiàn)代螺紋產(chǎn)品市場競爭的手段:國外為了應(yīng)對中國大量出口產(chǎn)品的沖擊,利用標準和市場準入兩張構(gòu)筑技術(shù)壁壘。例如,歐洲利用ISO 7標準的控制權(quán),將亞洲和北美洲大量生產(chǎn)和使用的密封管螺紋產(chǎn)品排除在ISO標準之外;美國利用“緊固件質(zhì)量行動”的市場準入制度,阻礙中國緊固件產(chǎn)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(chǎn)品的狀況:中國已經(jīng)是*三貿(mào)易大國,中國螺紋緊固件出口量已經(jīng)位居世界*,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(zhì)量水平不高,被人家稱為粗糙螺紋生產(chǎn)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(chǎn)品的質(zhì)量等級和出口創(chuàng)匯的利潤。中國螺紋產(chǎn)品應(yīng)該逐步地由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)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(dān)螺紋標準件化秘書處單位沒有獲得國家事業(yè)單位的優(yōu)惠政策支持;3)螺紋委員會沒有控制螺紋量規(guī)標準的制訂,而螺紋量規(guī)標準直接關(guān)系到螺紋標準?件的技術(shù)要求能否得到實施,直接關(guān)系到螺紋產(chǎn)品質(zhì)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(yè)的成與敗。
5、中國技術(shù)人員的兩個認識誤區(qū):
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(shù)值表。中國絕大多數(shù)的技術(shù)人員認為螺紋量規(guī)檢驗合格的產(chǎn)品,其螺紋牙型應(yīng)該落在螺紋標準?件所規(guī)定的公差帶范圍內(nèi),螺紋質(zhì)量應(yīng)該沒有問題。當發(fā)現(xiàn)合格產(chǎn)品的螺紋質(zhì)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(fù)雜的幾何體,它有許多技術(shù)參數(shù)。如果要*控制螺紋在質(zhì)量(采用公差帶原則),則需要對螺紋的所有參數(shù)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(chǎn)中是行不通的。而且在不同的場合,螺紋的各個參數(shù)作用不同,要求也不同,某些參數(shù)可以利用生產(chǎn)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(guī)來源于1905年英國人發(fā)明的泰勒原則。它的優(yōu)點是經(jīng)濟性好、可以保證裝配;缺點是螺紋的質(zhì)量保證水平偏低,存在許多技術(shù)漏洞。中國應(yīng)該認真地研究和借鑒美國的螺紋檢驗體系技術(shù)(標準),提高我國螺紋的制造水平。
2)密封螺紋的量規(guī)檢驗與密封保證間的關(guān)系:中國絕大多數(shù)的技術(shù)人員認為螺紋量規(guī)檢驗合格的螺紋,其螺紋牙型應(yīng)該落在螺紋標準?件所規(guī)定的公差帶范圍內(nèi),螺紋的密封性應(yīng)該沒有問題??蓪嶋H上,用量規(guī)所進行的螺紋檢驗與保障螺紋的密封性基本沒有多大關(guān)系,螺紋檢驗僅僅保證了內(nèi)、外螺紋間的裝配位置關(guān)系。為保證螺紋的密封性,企業(yè)必須采取一定的內(nèi)控措施。由于我國技術(shù)人員沒有認識到這點,機械產(chǎn)品經(jīng)常出現(xiàn)泄露現(xiàn)象,出口產(chǎn)品經(jīng)常有退貨發(fā)生,這些嚴重地影響了我品在市場的競爭能力。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(guī)數(shù)量,我國應(yīng)該跟上的變化,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(yè)標準。
2)六十年代,我國制訂了螺紋國家標準(行業(yè)標準提升)。
3)八十年代,我國參照ISO標準(關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)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ISO標準(標準章條要有對應(yīng)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(lián)合出版了《螺紋及其聯(lián)結(jié)》,與中國標準出版社聯(lián)合出版了《公制、美制和英制螺紋標準?件手冊》。
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(chǔ)(發(fā)現(xiàn)問題)和動力(解決問題)。與國外的螺紋檢測技術(shù)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(nèi)控參數(shù)確定技術(shù),幫助企業(yè)建立密封管螺紋質(zhì)量控制手段,解決長期困擾我國機械行業(yè)的泄露問題.
3、螺紋防松技術(shù)研究:現(xiàn)代設(shè)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(shù)的優(yōu)缺點,提高螺紋聯(lián)結(jié)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(shù)與螺紋聯(lián)結(jié)疲勞強度的關(guān)系有較深入地研究;我國北京航空航天大學(xué)利用損傷力學(xué)理論,可以在計算機上再現(xiàn)螺紋疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴展過程。螺紋委員會要注意總結(jié)相關(guān)的螺紋設(shè)計原則,提高我國螺紋件設(shè)計水平(可靠性和減重)。
5、全面采用ISO螺紋標準?件:基礎(chǔ)標準要全面采用ISO標準,方便貿(mào)易。
6、ISO/TC1秘書處工作和中國螺紋標準?件的影響:爭取承擔(dān)ISO/TC1秘書處工作,將中國標準推向世界。螺紋標準件的過去:
1、螺紋標準?件的產(chǎn)生:古代,螺紋為人類zui早發(fā)明的機械之一。人們用它提升重物、壓榨農(nóng)作物、固定盔甲和測量距離。18世紀末,英國機器制造業(yè)興起,英國發(fā)明了絲杠車床、絲錐、板牙和泰勒螺紋量規(guī),為螺紋制造奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。19世紀中期,英國和美國發(fā)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(lián)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(shù)體系而言,它們基本上都采用了英國惠氏螺紋的技術(shù)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(zhàn)結(jié)束,1947年標準化組織(ISO)成立。它成立的*個標準化技術(shù)委員會(ISO/TC1)就是螺紋委員會。另外,以美國為首的二戰(zhàn)同盟國將螺紋標準?件的統(tǒng)一看成直接影響戰(zhàn)爭進程的重要因素,各國國防部直接參與螺紋標準?件的統(tǒng)一工作。螺紋標準?件化進入到化時代。
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(xié)會編制了世界螺紋檢索手冊。
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