Schroefdraad dilemma

Om bepaalde tap boren te berekenen moet de constante voor een bepaalde schroefdraad bekend  zijn. De constante is slechts de verhouding van de binnen draad hoogte en de spoed. Tijdens het zoeken naar de constante voor de Unified draad vorm (UNC en UNF), vond ik dat de meest genoemde 1,299 of 1,3 was. Op een van de on-line rekenmachines vond ik dat de constante 1,08254 was, en nu had ik een probleem. Maar één constante kan correct zijn. Bij 1,08254 ging er een belletje uit het midden van de jaren 60 rinkelen, toen ik, tijdens mijn opleiding, een test moest schrijven. 1,299 was totaal vreemd voor mij.
 
Ik begon te zoeken naar informatie over de schroefdraad vormen, zodat ik kon controleren of de ene of de andere constante juist was. Tijdens deze zoektocht ontdekte ik dat ISO, een inch schroefdraad standaard heeft, die precies voldoet aan de Unified draadvorm. Ik ontdekte ook dat ISO metrische schroefdraad, dezelfde vorm gebruikt als ISO inch schroefdraad. Dit betekent dat dezelfde constante werkt voor Unified, ISO inch en ISO metrische.
 
De Unified, ISO inch en ISO metrische schroefdraad vormen.   (A)NC en (A)NF is identiek, maar zonder de afgeronde bodem en zijn mechanisch uitwisselbaar. Dezelfde constante kan in alle gevallen gebruikt worden.
 
Bron
http://en.wikipedia.org/wiki/File:ISO_and_UTS_Thread_Dimensions.svg
 
Uitwisselbaarheid van Unified draad vormen en het American National draad vormen.
 
Verificatie
http://www.ring-plug-thread-gages.com/ti-N-vs-UN.htm
 

 
Laten we aannemen, een schroefdraad met een spoed van 1/8 inch.
(de hoogte van de 60 graden gelijkbenige driehoek wordt gevonden door de basis x 0.866)
 
H = P x 0.866 = 0.125 x 0.866 = 0.10825
Draad hoogte = Hoogte x 5/8 = 5 x 0.625 = 0.06765625
Constante = Draad hoogte / Spoed x 2 = 0.06765625

 
(vermenigvuldigd met 2 omdat we de dubbele draad diepte nodig hebben)
 
constante x 2 = 0.06765625 x 2 = 1.0825

Bereken de tap boor voor een draad van 1 inch,  8 gangen per inch met 75% draad contact.
De formule is Buiten Diameter - (Constante x spoed x procent / 100)
 
1 - (1.0825 * 0.125 * 75 / 100) = 0.898515625   (dichtst bijzijnde boor) = 29/32.
 
Bereken het draad contact voor een 29/32 boor.
Procent = ((Buiten diameter - Boor maat) / (Constante x Spoed)) x 100
 
((1 - 0.90625) / (1.0825 x 0.125)) x 100 = 69.28%
 


Sellers schroefdraad (Franklin Instituut) voor USS, SAE en USF
 
Bron
http://www.unionmillwright.com/2879.pdf
 
Verificatie
http://www.metalwebnews.org/mr-tools/screwthreads-gages.pdf
 
  
 
Laat ons weer uitgaan van een spoed van 1/8 inch.
(de hoogte van de 60 graden gelijkbenige driehoek wordt gevonden door de basis x 0.866)
 
Draad hoogte = Spoed x 0.649519 = 0.125 x 0.649519 = 0.081189875
Constante = Draad hoogte / Spoed x 2 = 0.081189875 / 0.125 x 2 = 1.299038
(vermenigvuldigd met 2 omdat we de dubbele draad diepte nodig hebben)

 
Bereken de tap boor voor een draad van 1 inch, 8 gangen per inch met 75% draad contact.
De formule is Buiten Diameter - (Constante x P x procent / 100)
 
1 - (1.299 x 0.125 x 75 / 100) = 0.8782151875 (dichtst bijzijnde boor) = 7/8.
 
Bereken het draad contact voor een 7/8 boor.
Procent = ((Buiten diameter - Boor maat) / (Constante x Spoed)) x 100
 
((1 - 0.875) / (1.299 x 0.125)) x 100 = 76.98%
 
Het is evident dat 1.0825 de juiste constante is voor Unified, ISO inch, ISO metrisch, (A)NC en (A)NF schroefdraad vormen.
Het is eveneens evident dat 1.299 de juiste constante is voor Sellers schroefdraad (Franklin Instituut) voor USS, SAE en USF schroefdraad vormen.


De verwarring is niet alleen voor inch draad, ze bestaat ook met metrische schroefdraad. Metrische schroefdraden waren meestal gestandaardiseerd in 1898, door het Internationale Congres van Zürich voor de standaardisatie van schroefdraad, die de nieuwe gedefinieerde internationale normen van metrische draad, met hetzelfde profiel als de Sellers schroefdraad, maar met metrische maten vast legde. Dus ook de constante voor de Sellers schroefdraad vorm.
 
Laten we aannemen, een schroefdraad 24 x 2 met 75% draad contact.
 
24 - (1.299 x 2 x 75 / 100) = 22.0515 (dichtst bijzijnde boor) = 22mm
 
En het procent contact met een 22 mm boor
 
((24 - 22) / (1.299 x 2)) x 100 = 76.98%
 
De metrische schroefdraad standaard die momenteel in gebruik is is goedgekeurd door ISO in 1947. Het profiel evenaart het Unified profiel en maakt gebruik van dezelfde constante als voor de Unified schroefdraad vorm.

Laten we aannemen, een ISO schroefdraad 24 x 2 met 75% draad contact.
 
24 - (1.0825 x 2 x 75 / 100) = 22.37625 (dichtst bijzijnde boor)) = 22.5mm
 
Het procent contact met een 22mm boor is.
 
((24 - 22.5) / (1.0825 x 2)) x 100 = 69.29%



Het lijkt erop dat voorboordiameter tabellen nog niet zijn bijgewerkt toen de standaard schroefdraad formulieren zijn vervangen. Een geval van -----. "Hebben we het altijd zo gedaan"? Een ander ding dat in gedachte komt is dat een USS of USF bout altijd past op een (A)NC - UNC of (A)NF - UNF moer. Ook een USS of USF moer met 75% draad contact past op een (A)NC - UNC of (A)NF - UNF bout. Hetzelfde senario geldt voor ISO metrische en de oudere internationale standaard metrische schroefdraad, diameter en spoed zijn gelijk.
 
Als de Sellers schroefdraad vorm wordt gebruikt buiten diameter - spoed geeft dit bijna 75% draad contact, maar als men de Unified- of ISO-draad vorm gebruikt krijgen we 92,38%. Dit geldt ook voor de ISO metrische en de internationale metrische schroefdraad norm. (Frankrijk en Duitsland gebruiken beide de internationale metrische schroefdraad standaard, maar de spoed verschilt voor een bepaalde draad diameter. Niet uitwisselbaar.)


Whitworth schroefdraad snijden op de draaibank

Whitworth-draad met de ronde draad top snijden is zeer moeilijk. Zodra de draad op diepte is gesneden moeten de draad toppen worden afgerond. Als je een draad snij kussen hebt is er geen probleem. De juiste manier om de draad toppen af te ronden is het gebruik van een draad kam.
 


Draad kam voor in de bijtelhouder, extern en intern.
 

Externe hand draad kam. (Een handvat wordt op het puntig einde geplaatst.)

Als je denkt dat de ronde draad toppen niet veel uit maken in verband met de draad sterkte. Maak dan de buiten diameter kleiner, genoeg om de afgeronde toppen te elimineren. Dit is bekend als aangepaste Whitworth draad. De top radius is
 
0.137329 x Spoed.
 
Met dit in gedachten, als je BSW en BSF kiest als de schroefdraad. Maak de voorgestelde buiten diameter op de maat dat je een gemodificeerde Whitworth-draad krijgt met vlakke bovenkant.