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ASME B18.29.2M-2005 (2017)——螺旋线圈螺纹镶套：自由运转型与防松型（公制系列）
📏 ASME B18.29.2M-2005 是 ASME B18.29 子委员会在英制系列标准 ASME B18.29.1-1993 之后制定的公制系列螺旋线圈螺纹镶套标准，2017 年再次确认有效。标准规定了公制（M 制）螺旋线圈螺纹镶套及其安装螺纹孔（STI 孔）的尺寸、机械与性能要求，并附有镶套选型、STI 丝锥、安装与拆卸工具等附录。公制系列镶套沿用了上世纪 30 年代发明的螺旋线圈技术，在 20 世纪 50 年代由欧洲确立系列规格，60 年代在英制国家投入生产；如今在汽车、航空航天、工业机械等领域的螺纹增强与损坏修复中应用极为广泛。
💡 一个显著特点是：标准第 2 章专门说明，目前国际标准化组织（ISO）尚无公制螺旋线圈螺纹镶套标准，短期内也没有相应工作计划——因此本公制标准是这类产品全球最重要的规范依据之一。
一、适用范围与特点 📌
本标准规定了公制系列螺旋线圈螺纹镶套及其安装孔在尺寸、机械与性能方面的要求，涵盖自由运转型与防松型两类产品。与英制版相同，标准不保证所列尺寸均为常备库存规格，消费者应向制造商确认供货范围。标准引用了 ASME B1.13M（M 制螺纹）、ASME B1.16M（M 制螺纹量规）、ASME B1.21M（MJ 制螺纹）、ASME B18.12（紧固件术语）、ASME B18.18.1M（一般用途紧固件检验）以及 ASTM 系列材料试验标准等配套文件。
⚠️ 公制镶套与英制镶套的螺纹体系完全不同，二者不可互换使用。即使外径接近，M 制螺距、牙型与 STI 孔尺寸也与英制（UNC/UNF）体系不兼容。
二、STI 螺纹孔与公制镶套配合 🕳️
与英制版相同，公制镶套同样要求先将孔攻成放大的 STI 螺纹（表 1），再旋入镶套。图 1 给出了攻丝深度（tapping depths）的确定方法，盲孔安装时必须依据该图保证足够的攻深与底孔余量。表 3 给出镶套长度数据，表 4 给出镶套本体尺寸。常见公制规格的配合与典型应用如下：
| 公称螺纹（直径×螺距） | 镶套型式 | 常用长度（直径倍数） | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| M3 × 0.5 | 自由运转 / 防松 | 1D～3D | 电子设备、精密仪器 |
| M4 × 0.7 | 自由运转 / 防松 | 1D～3D | 家用电器、汽车电器 |
| M5 × 0.8 | 自由运转 / 防松 | 1D～3D | 通用机械、传动部件 |
| M6 × 1.0 | 自由运转 / 防松 | 1D～3D | 机床、发动机、液压 |
| M8 × 1.25 | 自由运转 / 防松 | 1D～3D | 动力设备、底盘部件 |
| M10 × 1.5 | 自由运转 / 防松 | 1D～2D | 重型机械、模具 |
| M12 × 1.75 | 自由运转 | 1D～2D | 大型设备、结构连接 |
| M16 × 2.0 及以上 | 自由运转 | 1D | 重型设备在役修复 |
💡 攻丝深度图（图 1）是盲孔安装的关键依据：孔深不足会使镶套无法完全落位甚至凸出，孔深过大则浪费加工并削弱基体。
三、材料、化学成分与机械性能 🔬
标准表 2 规定了镶套线材的化学成分要求，公制系列同样以 18-8 铬镍奥氏体不锈钢为主流，兼顾耐蚀性与成形性；线材弯曲成形按 ASTM E 290 验证，力学试验按 ASTM A 370 执行。当采用铝板/铝带等材料制造时，应符合 ASTM B 209M 的要求。所有尺寸单位为毫米（mm），除非另有说明均指镀前尺寸。
| 元素 | 含量要求（质量分数 %） |
|---|---|
| 碳 C | ≤ 0.15 |
| 锰 Mn | ≤ 2.00 |
| 硅 Si | ≤ 1.00 |
| 铬 Cr | 17.00 ～ 19.00 |
| 镍 Ni | 8.00 ～ 10.00 |
四、自由运转型与防松型及自锁转矩试验 🔩
自由运转型镶套内壁平滑连续，螺栓旋入无附加阻力，适合精确控制扭矩与频繁装拆的场合。防松型镶套设有锁紧结构，拧入后产生持续自锁转矩，可有效抗振防松，其转矩值按标准表 5 验收。为规范测量，标准图 3 给出了扭矩试验垫块（Torque Test Spacer）及其尺寸（表 6），自锁转矩试验须借助该垫块完成，以保证不同制造商产品的验收结果可比。
⚠️ 自锁转矩的验收须区分”首次装配”与”重复使用”两种状态，且必须使用标准规定的扭矩试验垫块与试验程序，测试结果才能用于判定产品是否符合标准。
五、工程实践要点 🛠️
- 🔧 安装流程：钻孔 → 用 STI 公制丝锥（附录 B）攻出放大螺纹 → 清理切屑 → 用安装工具旋入镶套并去除驱动凸耳 → 用标准量规验收成品内螺纹。
- 📐 深度控制：按图 1 计算攻丝深度；对通孔同样要防止镶套过度伸出。
- 🔍 质量控制：攻孔后可用 STI 螺纹塞规检查；镶套装入后按 ASME B1.16M 的公制螺纹量规系统验收。
- 🧰 拆卸更换：使用附录规定的拆卸工具取出旧镶套，清理基体螺纹后再行安装新镶套。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：公制螺旋线圈镶套为什么没有对应的 ISO 标准？
答：按标准第 2 章的说明，目前 ISO 尚无公制螺旋线圈螺纹镶套标准，且短期内没有工作计划。因此本公制标准与英制 B18.29.1 一起构成该产品最重要的国际规范依据。
答：按标准第 2 章的说明，目前 ISO 尚无公制螺旋线圈螺纹镶套标准，且短期内没有工作计划。因此本公制标准与英制 B18.29.1 一起构成该产品最重要的国际规范依据。
❓ 问：自锁转矩如何测试？
答：使用标准图 3 的扭矩试验垫块（表 6）配合扭矩测量装置，按表 5 的数值要求进行，并区分首次装配与重复使用状态。
答：使用标准图 3 的扭矩试验垫块（表 6）配合扭矩测量装置，按表 5 的数值要求进行，并区分首次装配与重复使用状态。
🔍 问：公制镶套能与英制镶套互换吗？
答：不能。公制镶套基于 M 制螺纹牙型与 STI 公制孔，英制镶套基于 UNC/UNF 牙型与 STI 英制孔，螺纹体系、尺寸与量规均不兼容，必须按原设计体系选用。
答：不能。公制镶套基于 M 制螺纹牙型与 STI 公制孔，英制镶套基于 UNC/UNF 牙型与 STI 英制孔，螺纹体系、尺寸与量规均不兼容，必须按原设计体系选用。
❓ 问：攻孔深度为什么重要？
答：攻丝深度决定镶套的落位深度与承载长度。盲孔过浅会导致镶套凸出、螺栓无法到位；过深则浪费加工并可能削弱基体强度，应严格按图 1 确定。
答：攻丝深度决定镶套的落位深度与承载长度。盲孔过浅会导致镶套凸出、螺栓无法到位；过深则浪费加工并可能削弱基体强度，应严格按图 1 确定。
