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Jul 19, 2023

Lehren für Gewindeeinsätze (STI)

Bei Schraubgewindeeinsätzen (STI) muss das Gewindeloch vor dem Einsetzen des Gewindeeinsatzes oder der Spule überprüft werden. Die Abmessungen und Toleranzen für die Lehren, die zur Prüfung dieser Gewinde verwendet wurden, wurden festgelegt

Bei Schraubgewindeeinsätzen (STI) muss das Gewindeloch vor dem Einsetzen des Gewindeeinsatzes oder der Spule überprüft werden. Die Abmessungen und Toleranzen der zur Prüfung dieser Gewinde verwendeten Lehren waren in den letzten 30 Jahren etwas verwirrend. Diese Verwirrung hat sich auf Messlabore, Messgerätehersteller und Messgeräte-Endbenutzer ausgewirkt. Die Probleme drehten sich um die Toleranz für die Teilungsdurchmesser der Lehren und die Berechnung der No-Go-Hauptdurchmesser der Lehren. Ein kurzer Blick auf die Geschichte der geltenden Industriestandards hilft, die Probleme zu erklären.

Zuvor wurde der Mil-T-21309E-Standard aus dem Jahr 1975 zur Definition der Lehren für STI-Gewinde verwendet. Gemäß Absatz 3.3: „Die Lehren müssen geschliffen und geläppt sein und dem Handbuch H28 entsprechen, mit Ausnahme des Flankendurchmessers und des Hauptdurchmessers.“ Die Steigung und der Außendurchmesser müssen Tabelle III für die Gewindepassungsklasse 3B und Tabelle IV für die Gewindepassungsklasse 2B entsprechen.“ Jedes Messgerät muss mit „STI“ oder „Screw Thread Insert“ gekennzeichnet sein. Die Probleme treten beim Betrachten der zuvor genannten Tabellen und der darin angegebenen Toleranzen auf. In der „Anmerkung“ zu Tabelle III und IV heißt es: „Gewindelehren oberhalb der dicken Linie sind Lehren der Klasse „W“ und Gewindelehren unterhalb der dicken Linie sind Lehren der Klasse „X“ (siehe Handbuch H28). Hier wird es interessant.

Seit vielen Jahren bieten Messgerätehersteller Gewindelehrdorne der Toleranzklassen „X“ und „W“ als Optionen für STI-Gewindelehren an. Irgendwann wurde die Toleranzklasse „X“ zum Standard, unabhängig von der Größe. Die Klasse „W“ war verfügbar, galt jedoch als Sonder- oder Herstellungsartikel. Diese Vorgehensweise sorgte für einige Verwirrung beim Messgerätebenutzer und den unterstützenden Messlaboren hinsichtlich der „W“-Toleranzgrößen über der durchgezogenen Linie in den Tabellen III und IV von Mil-T-21309E. 1992 wurde die Mil-T-21309E gestrichen. Es wurde angegeben, dass zukünftige Anfragen für diesen Artikel sich auf AA-59158 beziehen sollten. Diese Norm enthält nur für einige Messgeräte Verweise auf NSN-Nummern. Die Luft- und Raumfahrtindustrie hat 2007 SAE AS59158 eingeführt, um STI-Gewinde in ihrer Branche zu berücksichtigen. SAE AS59158, Tabellen 2 und 3 innerhalb dieser Norm folgen der gleichen „W“-Toleranz oberhalb der Linie in beiden Tabellen wie Mil-T-21309E. Der Referenzstandard für andere Funktionen wurde auf ASME B1.2 aktualisiert.

Im Jahr 1993 wurde die Norm ASME B18.29.1 „Helical Coil Screw Thread Inserts – Free Running and Screw Locking (Inch Series)“ genehmigt. In Absatz 2.2 Lehren und Messen heißt es: „Die Akzeptanz der Gewindebohrung wird durch Messen mit STI GO, NOTGO (HI) und glatten zylindrischen Lehren bestimmt, die mit System 21 von ASME B1.3 entwickelt und angewendet wurden (siehe nicht verbindlicher Anhang C). .“ Anhang C gibt an, dass die Messgeräte einer Klasse-X-Toleranz gemäß ASME B1.2 unterliegen. Der ASME B18.29.1-Standard stellt besser dar, was ein Großteil der DMS-Industrie bereits als Standard-DMS der Klasse „X“ mit Toleranz lieferte. Dieser Anhang hilft auch bei der Berechnung des No-Go-Hauptdurchmessers für den Gewindelehrdorn, indem für alle anderen Lehrenabmessungen auf ASME B1.2 verwiesen wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass sich ASME B18.29.1 zwar auf ASME B1.2 und Toleranzen der Klasse „X“ für die Messgeräte bezieht, es sich jedoch lediglich um einen nicht verbindlichen Anhang handelt. Es ist nicht Teil des Standards. Es dient als Referenz und Orientierungshilfe.

Ein kurzer Blick auf ASME B1.2, Abschnitt 3.5 „Standard Thread Gage Tolerances“,

„(a) Die in Tabelle 7 aufgeführten W-Toleranzen stellen den höchsten kommerziellen Grad an Genauigkeit und Verarbeitung dar und werden für Gewindeeinstelllehren verwendet.

(b) Die in Tabelle 6 aufgeführten X-Toleranzen sind größer als die W-Toleranzen und werden für Produktinspektionslehren verwendet.

Sofern nicht anders angegeben, müssen alle Gewindelehren und Messkontakte, die das Produktgewinde direkt prüfen, eine X-Toleranz haben.“

Die Unterschiede zwischen Gewindetoleranzklassen „X“ und „W“ betreffen nicht nur den Flankendurchmesser oder den Außendurchmesser. In ASME B1.2, Tabellen 6 und 7 sind „X“ und „W“ einschließlich der folgenden Attribute aufgeführt: Steigung, Halbwinkel, Hauptdurchmesser und Teilungsdurchmesser. Die „W“-Toleranz beträgt mindestens die Hälfte oder mehr (enger) als die Klasse „X“-Toleranz. (Siehe Abbildungen 1-3, Beispiele im Spezifikationsblatt für die STI-Messgeräte „X“ und „W“.)

Für den Messgerätebenutzer ist es wichtig zu beachten, dass es höchst unwahrscheinlich ist, dass Sie bei der Inspektion Ihrer Gewindeteile den Unterschied zwischen einem Gewindelehrdorn mit einer Toleranzklasse „X“ und einer Toleranzklasse „W“ spüren werden . Der No-Go (HI)-Hauptdurchmesser berührt den Hauptdurchmesser Ihres Produkts unabhängig vom Standard nicht. Konstruktionsbedingt prüft der No-Go-Messdorn (HI) nur den maximalen Teilungsdurchmesser. Alle anderen Dimensionen werden gelöscht. Der Hauptdurchmesser des No-Go-Messgeräts (HI) muss kleiner sein als der Hauptdurchmesser des Go-Messgeräts. Beide Varianten haben erhebliche Auswirkungen auf den Messgerätehersteller und das Messlabor.

Sowohl für den Messgerätehersteller als auch für das Messlabor ist es von entscheidender Bedeutung, den Industriestandard für die hergestellten oder kalibrierten Messgeräte zu kennen. Wenn der Standard nicht angegeben ist, verwenden beide standardmäßig das, was sie als Standard festgelegt haben. Der Hersteller kann sich standardmäßig an ASME B18.29.1 halten und die Messgeräte mit einer Toleranz der Klasse X herstellen. Die No-Go-Hauptdurchmesser- und -Dichtetoleranzen werden gemäß ASME B1.2 berechnet. ASME B1.2 wird einen größeren No-Go-Major erzeugen als der Mil-T-21309E. Wenn das Messlabor das Messgerät erhält und nur über das Mil-T-21309E verfügt, wird es das No-Go-Messgerät nicht bestehen, weil es beim No-Go-Major überdimensioniert ist. Es kann auch sein, dass sie die Messgeräte nicht bestehen, weil sie die Toleranz der Klasse W für den Flankendurchmesser nicht einhalten.

Abbildung 1 zeigt die berechneten Messgerätabmessungen und -toleranzen gemäß ASME B18.29.1 für die Flankendurchmesser und ASME B1.2 für alle anderen Abmessungen und Toleranzen der Klasse X.

Abbildung 2 ist ein Beispiel für die Abmessungen nach Mil-T-21309E mit einer auf Klasse

Abbildung 3 zeigt die Messgerätabmessungen und -toleranzen vollständig gemäß Mil-T-21309E mit der W-Toleranz gemäß der Norm.

Wie Sie sehen, gibt es deutliche Unterschiede entweder bei den Abmessungen (No-Go-Hauptdurchmesser) oder bei den auf die Abmessungen angewendeten Toleranzen.

Die wichtige Lektion hier ist, dass alle drei Messgeräteoptionen das Gewindeloch für den Spiraleinsatz oder die Spule funktionsfähig und genau prüfen. Es ist fraglich, ob ein Prüfer anhand der Messgeräte den Unterschied zwischen einer Toleranz der Klasse W von 0,0001 Zoll und der Toleranz der Klasse X von 0,0003 Zoll spüren kann, wie in unseren 20-TPI-Beispielen gezeigt. In allen drei Fällen ist der No-Go-Major kleiner als der Go-Major. Der No-Go-Hauptdurchmesser berührt niemals den Hauptdurchmesser des Produktgewindes, wenn die Go-Messlehre passt.

Die einfache Möglichkeit, all diese potenziellen Probleme zu vermeiden, besteht darin, die von der Branche, in der Sie tätig sind, oder vom Hersteller des Gewindeeinsatzes, den Sie verwenden, vorgegebene Norm anzugeben. Sowohl das Messlabor als auch der Messgerätehersteller sind verpflichtet, die vom Kunden festgelegten Industriestandards einzuhalten. Durch die Angabe des Standards bei der Bestellung oder beim Einsenden der Messgeräte zur Kalibrierung wird die Möglichkeit ausgeschlossen, dass Labor und Hersteller aufgrund unterschiedlicher Standards unterschiedlicher Meinung sind.Q

Mike Oddy ist technischer Vertriebsleiter bei Vermont Gage (Swanton, VT). Weitere Informationen erhalten Sie unter (802) 868-2701 Durchwahl. 1123, senden Sie eine E-Mail an [email protected] oder besuchen Sie www.vermontgage.com.