Винтовая резьба — это винтовая структура, используемая для преобразования вращательного и линейного движения или силы. Винтовая резьба — это гребень, обернутый вокруг цилиндра или конуса в форме спирали, причем первый вариант называется прямой резьбой, а второй — конической резьбой. Винтовая резьба — это существенная особенность винта как простого механизма , а также как резьбового крепежа .
Механическое преимущество винтовой резьбы зависит от ее шага , который представляет собой линейное расстояние, которое винт проходит за один оборот. [1] В большинстве случаев шаг винтовой резьбы выбирается таким образом, чтобы трение было достаточным для предотвращения преобразования линейного движения во вращательное, то есть чтобы винт не проскальзывал даже при приложении линейной силы, пока не присутствует внешняя вращательная сила. Эта характеристика имеет важное значение для подавляющего большинства его применений. Затягивание винтовой резьбы крепежа сравнимо с забиванием клина в зазор до тех пор, пока он не застрянет за счет трения и небольшой упругой деформации .
Винтовая резьба имеет несколько применений:
Во всех этих применениях винтовая резьба выполняет две основные функции:
Каждая соответствующая пара резьб, внешняя и внутренняя , может быть описана как мужская и женская . Вообще говоря, резьба на внешней поверхности считается мужской, а на внутренней — женской. Например, винт имеет наружную резьбу, а соответствующее ему отверстие (будь то в гайке или подложке) — внутреннюю резьбу. Это свойство называется родом . Сборка крепежа с наружной резьбой с крепежом с внутренней резьбой называется сопряжением .
Спираль нити может закручиваться в двух возможных направлениях, что известно как хандость . Большинство нитей ориентированы таким образом, что резьбовой элемент, если смотреть с точки зрения на ось, проходящую через центр спирали, движется от наблюдателя, когда он поворачивается по часовой стрелке, и движется к наблюдателю, когда он поворачивается против часовой стрелки. Это известно как правая резьба ( RH ), потому что она следует правилу правого захвата . Нити, ориентированные в противоположном направлении, известны как левые ( LH ).
По общепринятому соглашению, правосторонность является правосторонностью для винтовой резьбы по умолчанию. Поэтому большинство резьбовых деталей и крепежных элементов имеют правую резьбу. Применения левой резьбы включают:
Форма поперечного сечения резьбы часто называется ее формой или формой резьбы (также пишется как форма резьбы ). Она может быть квадратной , треугольной , трапециевидной или иметь другие формы. Термины форма и форма резьбы иногда относятся ко всем аспектам конструкции, взятым вместе (форма поперечного сечения, шаг и диаметры), но обычно относятся к стандартизированной геометрии, используемой винтом. Основные категории резьб включают машинную резьбу, материальную резьбу и силовую резьбу.
Большинство треугольных форм резьбы основаны на равнобедренном треугольнике . Их обычно называют V-образными или V-образными резьбами из-за формы буквы V. Для 60° V-образных резьб равнобедренный треугольник является, точнее, равносторонним . Для опорных резьб треугольник является разносторонним.
Теоретический треугольник обычно усечен в разной степени (то есть, вершина треугольника укорочена). V-образная резьба, в которой нет усечения (или есть незначительная величина, считающаяся незначительной), называется острой V-образной резьбой . Усечение происходит (и кодифицировано в стандартах) по практическим причинам — резьбонарезной или резьбонарезной инструмент не может практически иметь идеально острую вершину, и усечение в любом случае желательно, потому что в противном случае:
В шариковых винтах пары «мужчина-женщина» имеют шарики подшипника между ними. Роликовые винты используют обычные формы резьбы и ролики с резьбой вместо шариков.
Характерный угол поперечного сечения часто называют углом резьбы . Для большинства V-образных резьб он стандартизирован как 60 градусов , но можно использовать любой угол. Поперечное сечение для измерения этого угла лежит на плоскости, которая включает ось цилиндра или конуса, на котором производится резьба.
Шаг ( / ˈ l iː d / ) и питч — тесно связанные понятия. Их можно спутать, поскольку они одинаковы для большинства винтов. Шаг — это расстояние вдоль оси винта, которое покрывается одним полным оборотом резьбы винта (360°). Шаг — это расстояние от вершины одного витка резьбы до следующего в той же точке.
Поскольку подавляющее большинство резьбовых форм винтов являются однозаходными , их шаг и питч одинаковы. Однозаходный означает, что вокруг цилиндра корпуса винта обернут только один «гребень». Каждый раз, когда корпус винта поворачивается на один оборот (360°), он продвигается в осевом направлении на ширину одного гребня. «Двухзаходный» означает, что вокруг цилиндра корпуса винта обернуты два «гребня». [4] Каждый раз, когда корпус винта поворачивается на один оборот (360°), он продвигается в осевом направлении на ширину двух гребней. Другой способ выразить это заключается в том, что шаг и шаг параметрически связаны, и параметр, который их связывает, количество заходов, очень часто имеет значение 1, и в этом случае их отношение становится равным. В общем случае шаг равен шагу, умноженному на количество заходов.
В то время как метрические резьбы обычно определяются их шагом, то есть расстоянием на резьбу, стандарты на основе дюймов обычно используют обратную логику, то есть сколько ниток приходится на заданное расстояние. Таким образом, дюймовые резьбы определяются в терминах ниток на дюйм (TPI). Шаг и TPI описывают одно и то же основное физическое свойство — просто в разных терминах. Когда дюйм используется в качестве единицы измерения шага, TPI является обратной величиной шага и наоборот. Например, резьба 1 ⁄ 4 -20 имеет 20 TPI, что означает, что ее шаг составляет 1 ⁄ 20 дюйма (0,050 дюйма или 1,27 мм).
Как расстояние от гребня одной нити до другой, шаг можно сравнить с длиной волны . Другая волновая аналогия заключается в том, что шаг и TPI являются обратными друг другу величинами, подобно тому, как период и частота являются обратными друг другу величинами .
Крупная резьба — это резьба с большим шагом (меньше нитей на осевое расстояние), а мелкая резьба — это резьба с меньшим шагом (больше нитей на осевое расстояние). Крупная резьба имеет большую форму резьбы относительно диаметра винта, тогда как мелкая резьба имеет меньшую форму резьбы относительно диаметра винта. Это различие аналогично различию между крупными и мелкими зубьями на пиле или напильнике или между грубой и мелкой зернистостью наждачной бумаги .
Общие стандарты V-образной резьбы ( ISO 261 и Unified Thread Standard ) включают крупный шаг и мелкий шаг для каждого основного диаметра. Например, 1 ⁄ 2 -13 принадлежит к серии UNC (Unified National Coarse), а 1 ⁄ 2 -20 принадлежит к серии UNF (Unified National Fine). Аналогично, M10 (номинальный наружный диаметр 10 мм) согласно ISO 261 имеет версию крупной резьбы с шагом 1,5 мм и версию мелкой резьбы с шагом 1,25 мм.
Термин «грубый» здесь не означает более низкого качества, а термин « тонкий » не означает более высокого качества. Термины, используемые в отношении шага резьбы винта, не имеют ничего общего с используемыми допусками (степенью точности) или объемом мастерства, качества или стоимости. Они просто относятся к размеру резьбы относительно диаметра винта.
Крупные резьбы более устойчивы к срыву и перекосу, поскольку имеют большее зацепление по бокам. Крупные резьбы устанавливаются намного быстрее, поскольку требуют меньше витков на единицу длины. Более мелкие резьбы прочнее, поскольку имеют большую площадь напряжения для резьбы того же диаметра. Мелкие резьбы менее склонны к ослаблению вибрацией, поскольку имеют меньший угол наклона винтовой линии и допускают более тонкую регулировку. Более мелкие резьбы создают большую предварительную нагрузку при меньшем моменте затяжки. [5]
Существует три характерных диаметра ( ⌀ ) резьбы: основной диаметр , вспомогательный диаметр и диаметр шага : отраслевые стандарты определяют минимальные (мин.) и максимальные (макс.) пределы для каждого из них для всех признанных размеров резьбы. Минимальные пределы для внешних (или болтовых , в терминологии ISO) и максимальные пределы для внутренних ( гайковых ) размеров резьбы существуют для того, чтобы гарантировать, что резьба не сорвется при предельных значениях прочности на растяжение для основного материала. Минимальные пределы для внутренних и максимальные пределы для внешних резьб существуют для того, чтобы гарантировать, что резьбы подходят друг к другу.
Наибольший диаметр резьбы — это больший из двух крайних диаметров, ограничивающих высоту профиля резьбы, поскольку поперечное сечение берется в плоскости, содержащей ось резьбы. Для винта это его наружный диаметр (OD). Наибольший диаметр гайки нельзя измерить напрямую (так как он перекрыт самой резьбой), но его можно проверить с помощью калибров «проход/непроход».
Основной диаметр наружной резьбы обычно меньше основного диаметра внутренней резьбы, если резьба предназначена для соединения. Но это требование само по себе не гарантирует, что болт и гайка с одинаковым шагом будут соединены: то же самое требование должно быть отдельно предъявлено для внутреннего и основного диаметров резьбы. Помимо обеспечения зазора между вершиной резьбы болта и основанием резьбы гайки, необходимо также обеспечить, чтобы зазоры не были настолько чрезмерными, чтобы привести к выходу крепежа из строя.
Малый диаметр — это нижний предельный диаметр резьбы. Большой диаметр минус малый диаметр, деленный на два, равен высоте резьбы. Малый диаметр гайки — это ее внутренний диаметр. Малый диаметр болта можно измерить с помощью калибров «проход/непроход» или, напрямую, с помощью оптического компаратора .
Как показано на рисунке справа, резьбы с одинаковым шагом и углом, которые имеют совпадающие малые диаметры, с разными большими и средними диаметрами, могут казаться плотно прилегающими, но только радиально; резьбы, которые имеют совпадающие только большие диаметры (не показаны), также могут визуализироваться как не допускающие радиального перемещения. Сниженное состояние материала из-за неиспользуемых пространств между резьбами должно быть сведено к минимуму, чтобы не ослаблять крепежные элементы слишком сильно.
Чтобы вставить наружную резьбу в соответствующую внутреннюю резьбу, внутренний большой и малый диаметры должны быть немного больше, чем внешний большой и малый диаметры. Однако это превышение обычно не отображается в таблицах размеров. Штангенциркули измеряют внутренний малый диаметр (внутренний диаметр, ID), который меньше измерения штангенциркулем наружного большого диаметра (наружного диаметра, OD). Например, таблицы измерений штангенциркулем показывают внутренний внутренний диаметр 0,69 и наружный внешний диаметр 0,75 для стандартов резьбы "3/4 SAE J512" и "3/4-14 UNF JIS SAE-J514 ISO 8434-2". [6] Обратите внимание, что внутренняя резьба идентифицируется соответствующим внешним большим диаметром (3/4 дюйма), а не фактическим измерением внутренней резьбы.
Диаметр шага (PD или D 2 ) конкретной резьбы, внутренней или внешней, представляет собой диаметр цилиндрической поверхности, аксиально концентричной резьбе, которая пересекает боковые поверхности резьбы в равноудаленных точках. При просмотре в плоскости поперечного сечения, содержащей ось резьбы, расстояние между этими точками составляет ровно половину расстояния шага. Эквивалентно, линия, проходящая параллельно оси и на расстоянии D 2 от нее, «линия PD», разрезает острую V-образную форму резьбы, имея боковые поверхности, совпадающие с боковыми поверхностями испытываемой резьбы, ровно на 50% ее высоты. Мы предположили, что боковые поверхности имеют надлежащую форму, угол и шаг для указанного стандарта резьбы. Он, как правило, не связан с большим ( D ) и меньшим ( D 1 ) диаметрами, особенно если усечения вершины и основания острой V-образной формы на этих диаметрах неизвестны. Все остальное было бы идеальным, D 2 , D , и D 1 , вместе, полностью описали бы форму резьбы. Знание PD определяет положение формы резьбы с острым V, стороны которой совпадают с прямыми сторонами боковых поверхностей резьбы: например, вершина внешней резьбы усекла бы эти стороны на радиальное смещение D − D 2 от положения линии PD.
При условии, что между корнем и вершиной противоположных витков резьбы имеются умеренные неотрицательные зазоры, а все остальное идеально, если диаметры шага винта и гайки точно совпадают, между ними не должно быть никакого люфта в собранном виде, даже при наличии положительных зазоров между корнем и вершиной. Это тот случай, когда боковые поверхности резьбы входят в тесный контакт друг с другом, прежде чем это сделают корни и вершины, если вообще когда-либо произойдет.
Однако это идеальное состояние на практике будет только приближенным и, как правило, потребует сборки с помощью гаечного ключа, что может привести к заеданию резьбы. По этой причине, как правило, необходимо предусмотреть некоторый допуск или минимальную разницу между PD внутренней и внешней резьбы, чтобы исключить возможность отклонений от идеальной формы резьбы, вызывающих помехи , и ускорить ручную сборку до длины зацепления. Такие допуски или фундаментальные отклонения , как их называют стандарты ISO, предусмотрены в различной степени в соответствующих классах посадки для диапазонов размеров резьбы. С одной стороны, класс не предусматривает допуск, но максимальный PD внешней резьбы указывается таким же, как минимальный PD внутренней резьбы, в пределах указанных допусков, гарантируя, что обе могут быть собраны, с некоторой свободой посадки, все еще возможной из-за запаса допуска. Класс, называемый посадкой с натягом, может даже предусматривать отрицательные допуски, где PD винта больше PD гайки, по крайней мере, на величину допуска.
Диаметр делительной окружности наружной резьбы измеряется различными методами:
Способ, которым мужская и женская части подходят друг другу, включая зазор и трение, классифицируется (категоризируется) в стандартах резьбы. Достижение определенного класса посадки требует возможности работать в пределах допусков для размера (размера) и обработки поверхности . Определение и достижение классов посадки важны для взаимозаменяемости . Классы включают 1, 2, 3 (от свободного до плотного); A (внешний) и B (внутренний); и различные системы, такие как пределы H и D.
Предел резьбы или предел диаметра шага — это стандарт, используемый для классификации допуска диаметра шага резьбы для метчиков . Для имперских единиц используются пределы H или L, которые обозначают, на сколько единиц в 0,0005 дюйма больше или меньше диаметр шага от его базового значения соответственно. Таким образом, метчик, обозначенный пределом H 3, обозначаемым H3 , будет иметь диаметр шага на 0,0005 × 3 = 0,0015 дюйма больше базового диаметра шага и, таким образом, приведет к нарезанию внутренней резьбы с более свободной посадкой, чем, скажем, метчик H2. Метрические единицы используют пределы D или DU, которые являются той же системой, что и имперские, но используют обозначения D или DU для большего и меньшего размера соответственно, и идут с единицами 0,013 мм (0,51 мил). [7] Обычно метчики имеют диапазон от H1 до H5 и редко L1.
Диаметр шага резьбы измеряется там, где радиальное поперечное сечение одинарной резьбы равно половине шага, например: 16-шаговая резьба = 1 ⁄ 16 дюйма = 0,0625 дюйма шага. Фактический диаметр шага резьбы измеряется там, где радиальное поперечное сечение равно 0,03125 дюйма.
Для достижения предсказуемо успешного сопряжения мужской и женской резьбы и гарантированной взаимозаменяемости между мужскими и женскими резьбами должны существовать и соблюдаться стандарты формы, размера и отделки. Стандартизация резьбы обсуждается ниже.
Резьба винта почти никогда не делается идеально острой (без усечения на вершине или в основании), а вместо этого усекается, давая окончательную глубину резьбы , которая может быть выражена как доля значения шага. Стандарты UTS и ISO кодифицируют величину усечения, включая диапазоны допусков.
Идеально острая 60° V-образная резьба будет иметь глубину резьбы («высоту» от основания до вершины), равную 0,866 шага. Этот факт является неотъемлемым для геометрии равностороннего треугольника — прямым результатом основных тригонометрических функций . Он не зависит от единиц измерения (дюйм против мм). Однако резьбы UTS и ISO не являются острыми резьбами. Большой и малый диаметры разграничивают усечения по обе стороны от острого V.
Номинальный диаметр метрической (например, M8) и унифицированной (например, 5 ⁄ 16 дюйма) резьбы — это теоретический большой диаметр наружной резьбы, который усечен (диаметрально) на 0,866 ⁄ 4 шага от размера над вершинами «фундаментальных» (остроугольных) треугольников. Получающиеся плоскости на вершинах наружной резьбы теоретически составляют одну восьмую ширины шага (выраженную обозначением 1 ⁄ 8 p или 0,125 p ), хотя фактическое определение геометрии имеет больше переменных, чем это. Полная (100%) резьба UTS или ISO имеет высоту около 0,65 p .
Резьбу можно (и часто так и бывает) укоротить немного больше, что даст глубину резьбы от 60% до 75% от значения 0,65 p . Например, резьба в 75% жертвует лишь небольшой частью прочности в обмен на значительное снижение силы, необходимой для нарезания резьбы. В результате снижается износ метчика и плашки , уменьшается вероятность поломки и часто можно использовать более высокие скорости резания.
Это дополнительное усечение достигается путем использования немного большего сверла-метчика в случае внутренней резьбы или путем небольшого уменьшения диаметра резьбовой области заготовки в случае наружной резьбы, последнее эффективно уменьшает главный диаметр резьбы. В случае внутренней резьбы таблицы сверл-метчиков обычно указывают размеры, которые дадут приблизительно 75% резьбы. 60% резьба может быть подходящей в случаях, когда не ожидается высокая растягивающая нагрузка. В обоих случаях диаметр шага не изменяется. Баланс усечения и прочности резьбы аналогичен многим инженерным решениям, включающим прочность, вес и стоимость материала, а также стоимость его обработки.
Коническая резьба используется на крепежных элементах и трубах. Распространенным примером крепежа с конической резьбой является шуруп по дереву .
Резьбовые трубы, используемые в некоторых сантехнических установках для подачи жидкостей под давлением, имеют слегка коническую резьбовую часть . Примерами являются серии NPT и BSP . Уплотнение, обеспечиваемое резьбовым соединением труб, создается, когда конический конец с наружной резьбой затягивается в конец с внутренней резьбой. Для большинства трубных соединений хорошее уплотнение требует нанесения отдельного герметика в соединение, например, ленты для уплотнения резьбы или жидкого или пастообразного герметика для труб, например, трубной смазки .
Концепция винтовой резьбы, по-видимому, впервые возникла у Архимеда , который кратко писал о спиралях, а также спроектировал несколько простых устройств, применяющих принцип винта. Леонардо да Винчи понял принцип винта и оставил чертежи, показывающие, как резьба может быть нарезана машиной. В 1500-х годах винты появились в немецких часах и использовались для крепления доспехов. В 1569 году Бессон изобрел токарно-винторезный станок , но этот метод не получил распространения, и винты продолжали изготавливаться в основном вручную еще 150 лет. В 1800-х годах производство винтов началось в Англии во время промышленной революции . В те времена не было такого понятия, как стандартизация. Болты, изготовленные одним производителем, не подходили к гайкам другого. [8]
Стандартизация резьбы винтов развивалась с начала девятнадцатого века для облегчения совместимости между различными производителями и пользователями. Процесс стандартизации все еще продолжается; в частности, все еще широко используются (в остальном идентичные) конкурирующие стандарты метрической и дюймовой резьбы. [9] Стандартные резьбы обычно идентифицируются короткими буквенными кодами (M, UNC и т. д.), которые также образуют префикс стандартизированных обозначений отдельных резьб.
Дополнительные стандарты на продукцию определяют предпочтительные размеры резьбы для винтов и гаек, а также соответствующие размеры головок болтов и гаек для облегчения совместимости гаечных ключей и других инструментов.
Наиболее распространенными видами резьбы являются метрическая резьба ISO (M) для большинства целей и резьба BSP (R, G) для труб.
Они были стандартизированы Международной организацией по стандартизации (ИСО) в 1947 году. Хотя метрическая резьба была в основном унифицирована в 1898 году Международным конгрессом по стандартизации резьбы, во Франции, Германии и Японии использовались отдельные стандарты метрической резьбы, а у швейцарцев был набор резьб для часов.
В определенных областях применения и в определенных регионах по-прежнему широко используются резьбы, отличные от метрической резьбы ISO, иногда из-за особых требований к применению, но в основном по причинам обратной совместимости :
Первая исторически важная внутрифирменная стандартизация резьбы винтов началась с Генри Модсли около 1800 года, когда современный токарно-винторезный станок сделал взаимозаменяемые винты с V-образной резьбой практичным товаром. [14] В течение следующих 40 лет стандартизация продолжала происходить на внутрифирменном и межфирменном уровнях. [15] Несомненно, многие механики той эпохи разделяли этот дух времени; Джозеф Клемент был одним из тех, кого история отметила.
В 1841 году Джозеф Уитворт создал конструкцию, которая, благодаря ее принятию многими британскими железнодорожными компаниями, стала стандартом для Соединенного Королевства и Британской империи под названием British Standard Whitworth . В течение 1840-х — 1860-х годов этот стандарт часто использовался также в Соединенных Штатах, в дополнение к множеству внутри- и межфирменных стандартов. В апреле 1864 года Уильям Селлерс представил доклад в Институт Франклина в Филадельфии , предложив новый стандарт для замены плохо стандартизированной практики резьбы винтов в США. Селлерс упростил конструкцию Уитворта, приняв профиль резьбы 60° и сплющенный кончик (в отличие от угла Уитворта 55° и закругленного кончика). [16] [17] Угол 60° уже был широко распространен в Америке, [18] но система Селлерса обещала сделать его и все другие детали формы резьбы единообразными.
Резьба Селлерса, более простая в изготовлении, стала важным стандартом в США в конце 1860-х и начале 1870-х годов, когда она была выбрана в качестве стандарта для работ, выполняемых по контрактам правительства США, и она также была принята в качестве стандарта весьма влиятельными корпорациями железнодорожной промышленности, такими как Baldwin Locomotive Works и Pennsylvania Railroad . Другие фирмы приняли ее, и вскоре она стала национальным стандартом для США, [18] позже став общеизвестной как резьба стандарта Соединенных Штатов (резьба USS). В течение следующих 30 лет стандарт был дополнительно определен и расширен и превратился в набор стандартов, включая National Coarse (NC), National Fine (NF) и National Pipe Taper (NPT).
Тем временем в Британии также разрабатывались и совершенствовались резьбы Британской ассоциации для небольших приборов и электрооборудования. Они основывались на метрической резьбе Тьюри , но, как и Уитворт и т. д., определялись с использованием имперских единиц .
В эту эпоху в континентальной Европе были хорошо известны британские и американские формы резьбы, но также развивались различные стандарты метрической резьбы, которые обычно использовали профили 60°. Некоторые из них превратились в национальные или квазинациональные стандарты. Они были в основном унифицированы в 1898 году Международным конгрессом по стандартизации резьбы винтов в Цюрихе , который определил новые международные стандарты метрической резьбы как имеющие тот же профиль, что и резьба Селлерса, но с метрическими размерами. В начале 20-го века были предприняты усилия, чтобы убедить правительства США, Великобритании и Канады принять эти международные стандарты резьбы и метрическую систему в целом, но они были отклонены аргументами о том, что капитальные затраты на необходимое переоснащение выведут некоторые фирмы из прибыли в убыток и затруднят экономику.
Где-то между 1912 и 1916 годами Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) создало «серию SAE» размеров резьбы винтов, отражающую происхождение от более ранних стандартов USS и Американского общества инженеров-механиков (ASME).
В конце 19-го и начале 20-го веков инженеры обнаружили, что обеспечение надежной взаимозаменяемости резьбы винта является многогранной и сложной задачей, которая не была такой простой, как просто стандартизация основного диаметра и шага для определенной резьбы. Именно в эту эпоху более сложные анализы прояснили важность таких переменных, как диаметр шага и отделка поверхности.
Огромный объем инженерной работы был проделан в течение Первой мировой войны и в последующий межвоенный период в поисках надежной взаимозаменяемости. Были стандартизированы классы посадки, и были разработаны новые способы создания и проверки резьбы винтов (такие как производственные резьбошлифовальные станки и оптические компараторы ). Поэтому теоретически можно было бы ожидать, что к началу Второй мировой войны проблема взаимозаменяемости резьбы винтов уже будет полностью решена. К сожалению, это оказалось ложным. Внутринациональная взаимозаменяемость была широко распространена, но международная взаимозаменяемость была менее распространена. Проблемы с отсутствием взаимозаменяемости между американскими, канадскими и британскими деталями во время Второй мировой войны привели к попытке унифицировать дюймовые стандарты среди этих тесно связанных стран, и 18 ноября 1949 года в Вашингтоне, округ Колумбия , Комитетами по стандартизации резьбы винтов Канады, Соединенного Королевства и Соединенных Штатов был принят Унифицированный стандарт резьбы с надеждой, что они будут приняты повсеместно. (Оригинальный стандарт UTS можно найти в публикации ASA (теперь ANSI), том 1, 1949.) UTS состоит из Unified Coarse (UNC), Unified Fine (UNF), Unified Extra Fine (UNEF) и Unified Special (UNS). Стандарт был широко принят в Великобритании, хотя небольшое количество компаний продолжали использовать собственные британские стандарты Великобритании для микровинтов Whitworth (BSW), British Standard Fine (BSF) и British Association (BA).
Однако на международном уровне метрическая система затмевала единицы измерения на основе дюймов . В 1947 году была основана ISO; а в 1960 году была создана метрическая Международная система единиц (сокращенно SI от французского Système International ). Поскольку континентальная Европа и большая часть остального мира перешли на SI и метрическую резьбу ISO, Великобритания постепенно склонилась в том же направлении. Метрическая резьба ISO теперь является стандартом, принятым во всем мире, и медленно вытесняет все прежние стандарты, включая UTS. В США, где UTS по-прежнему распространен, более 40% продукции содержат по крайней мере некоторые метрические резьбы ISO. Великобритания полностью отказалась от своей приверженности UTS в пользу метрической резьбы ISO, а Канада находится посередине. Глобализация отраслей оказывает давление на рынок в пользу постепенного отказа от стандартов меньшинства. Хорошим примером является автомобильная промышленность ; Американские заводы по производству автозапчастей давно развили способность соответствовать стандартам ISO, и сегодня очень немногие детали для новых автомобилей сохраняют дюймовые размеры, независимо от того, производятся ли они в США.
Даже сегодня, спустя более полувека с тех пор, как UTS заменила серии USS и SAE, компании по-прежнему продают оборудование с обозначениями типа "USS" и "SAE", чтобы указать, что оно имеет дюймовые размеры, а не метрические. Большая часть этого оборудования на самом деле производится в соответствии с UTS, но терминология маркировки и каталогизации не всегда точна.
В американских инженерных чертежах ANSI Y14.6 определяет стандарты для обозначения резьбовых деталей. Детали обозначаются номинальным диаметром (номинальный большой диаметр резьбы винта), шагом (числом ниток на дюйм) и классом посадки для резьбы. Например, «.750-10 UNC-2A» — это наружная резьба (A) с номинальным большим диаметром 0,750 дюйма, 10 нитками на дюйм и посадкой класса 2; «.500-20 UNF-1B» — это внутренняя резьба (B) с номинальным большим диаметром 0,500 дюйма, 20 нитками на дюйм и посадкой класса 1. Стрелка указывает от этого обозначения на рассматриваемую поверхность. [19]
Существует множество способов создания винтовой резьбы, включая традиционные субтрактивные типы (например, различные виды резания [одноточечное, метчики и плашки, резьбонарезные головки, фрезерование]; формовка; литье [литье под давлением, литье в песчаные формы]; формовка и прокатка; шлифование; а иногда и притирка для выполнения других процессов); новые аддитивные технологии ; и их комбинации.
Другой распространенной точкой проверки является прямолинейность болта или винта. Эта тема часто возникает, когда возникают проблемы сборки с предварительно просверленными отверстиями, поскольку первой точкой устранения неполадок является определение того, что является неисправным: крепеж или отверстие. ASME B18.2.9 «Измерение прямолинейности и калибровка болтов и винтов» был разработан для решения этой проблемы. Согласно области действия стандарта, он описывает калибр и процедуру проверки прямолинейности болта и винта при максимальном состоянии материала (MMC) и устанавливает пределы по умолчанию, если они не указаны в применимом стандарте на продукцию.
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )