螺纹等标准件分类及规格资料.pdf
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1、 专业知识篇 第 1 页 共 36 页 第一部分 基 础 知 识 第一章 度量 当今世界上长度计量单位主要有两种,一种为公制,计量单位为米(m) 、厘米(cm) 、毫米 (mm) 等, 在欧州、 我国及日本等东南亚地区使用较多, 另一种为英制, 计量单位主要为英寸 (inch) , 相当于我国旧制的市寸,在美国、英国等欧美国家使用较多。 1、公制计量: (10 进制) 1m =100 cm=1000 mm 1 cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mm 2、英制计量: (8 进制) 1 英寸=8 英分 1 英寸=25.4 mm 3/825.4 =9.52 1/16 3/16 5/
2、16 7/16 9/16 11/16 13/16 15/16 0 1/8 1/4 3/8 1/2 5/8 3/4 7/8 1 inch 3、1/4以下的产品用番号来表示其称呼径,如: 4#, 5#, 6#, 7#, 8#, 10#, 12# 第二章 螺 纹 一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上,有均匀螺旋线凸起的形状。根据其结构特点和用 途可分为三大类: (一) 、普通螺纹:牙形为三角形,用于连接或紧固零件。普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹 两种,细牙螺纹的连接强度较高。 (二) 、传动螺纹:牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。 (三) 、密封螺纹:用于密封连接,主要是管用螺纹、锥螺纹与锥
3、管螺纹。 二、螺纹配合等级: 螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小,配合的等级是作用在内外螺纹上偏差和公差的规 定组合。 (一) 、对统一英制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:1A、2A 和 3A 级,内螺纹有三种等级: 1B、2B 和 3B 级,全部都是间隙配合。等级数字越高,配合越紧。在英制螺纹中,偏差 仅规定 1A 和 2A 级,3A 级的偏差为零,而且 1A 和 2A 级的等级偏差是相等的。 专业知识篇 第 2 页 共 36 页 等级数目越大公差越小,如图所示: 1B 2B 3B 内螺纹 基本中径 3A 外螺纹 2A 1A 1、1A 和 1B 级,非常松的公差等级,其适用于内外螺纹的允差配合。
4、 2、2A 和 2B 级,是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。 3、3A 和 3B 级,旋合形成最紧的配合,适用于公差紧的紧固件,用于安全性的关键设计。 4、对外螺纹来说,1A 和 2A 级有一个配合公差,3A 级没有。1A 级公差比 2A 级公差大 50%,比 3A 级大 75%,对内螺纹来说,2B 级公差比 2A 公差大 30%。1B 级比 2B 级大 50%,比 3B 级大 75%。 (二) 、公制螺纹,外螺纹有三种螺纹等级:4h、6h 和 6g,内螺纹有三种螺纹等级:5H、6 H、 7H。 (日标螺纹精度等级分为 I、II、III 三级,通常状况下为 II 级)在公制螺纹中,
5、H 和 h 的基本偏差为零。G 的基本偏差为正值,e、f 和 g 的基本偏差为负值。如图所示: 公差 G H 内螺纹 偏差 基本中径 外螺纹 f g h e 1、 H 是内螺纹常用的公差带位置,一般不用作表面镀层,或用极薄的磷化层。G 位置基 本偏差用于特殊场合,如较厚的镀层,一般很少用。 2、g 常用来镀 6-9um 的薄镀层,如产品图纸要求是 6h 的螺栓,其镀前螺纹采用 6g 的公 差带。 3、螺纹配合最好组合成 H/g、H/h 或 G/h,对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹,标准 推荐采用 6H/6g 的配合。 (三) 、螺纹标记 M1015g 6g M1016H 顶径公差代号 中径和顶径
6、公差代号(相同) 专业知识篇 第 3 页 共 36 页 中径公差代号 三、机械螺纹的主要几何参数: (一) 、大径/牙外径(D、d) :为外螺纹牙顶或内螺纹牙底重合的假想圆柱直径。螺纹大径基本 代表螺纹尺寸的公称直径。 (二) 、中径(D2、d2) :D2=d2=D(d)2x3H/8 ,式中 H 为原始三角形高: H=(3 /2)P=0.866025P(60O牙山角); H=0.960491P(55 O牙山角) (三) 、小径/牙底径(D1、d1) :为外螺纹牙顶或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。 (四) 、螺距(P) :为相邻牙在中径线上对应两点的轴向距离或相邻牙山或两相邻牙谷间的距离。
7、在英制中以每一英寸(25.4 mm)内的牙数来表明牙距(如下表) 。 牙 距 牙 数 规 格 粗牙 细牙 极细牙 规 格 称 呼粗 牙细 牙 韦氏牙 M3 0.5 0.35 4#2.94048 M4 0.7 0.5 6#3.53240 M5 0.8 0.5 8#4.23236 M6 1.0 0.75 10#4.82432 M7 1.0 0.75 12#5.52428 M8 1.25 1.0 0.751/46.352028 20 M10 1.5 1.25 1.05/167.941824 18 M12 1.75 1.5 1.253/89.531624 16 M14 2.0 1.5 1.07/161
8、1.111420 14 M16 2.0 1.5 1.01/212.71320 12 M18 2.5 2.0 1.59/1614.291218 12 M20 2.5 2.0 1.55/815.861118 11 M22 2.5 2.0 1.53/419.051016 10 M24 3.0 2.0 1.57/822.23914 9 M27 3.0 2.0 1.5125.40812 8 M30 3.5 3.0 2.0 (五) 、牙型半角(/2) :牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角,普通螺纹牙型半角为 60O/2,韦 氏牙(BSW)螺纹牙型半角为 55O/2 。一般木螺丝牙山角度为 60 O,尾尖角度 6
9、0O。 (六) 、螺纹旋合长度:为两相配合螺纹,沿螺纹轴方向相互旋合部分的长度。 四、自攻、自钻螺纹的主要几何参数: (一) 、大径/牙外径(d1) ,为螺纹牙顶重合的假想圆柱直径。螺纹大径基本代表螺纹尺寸的公 称直径。 (二) 、小径/牙底径(d2) :为螺纹牙底重合的假想圆柱直径。 (三) 、牙距(p) :为相邻牙在中经线上对应两点的轴向距离。在英制中以每一英寸(25.4 专业知识篇 第 4 页 共 36 页 mm)内的牙数来表明牙距。 下表列举常用规格的牙距(公制)牙数(英制) 1、公制自攻牙: 规格 S T 1.5 S T 1.9 S T 2.2 S T 2.6 S T 2.9 S T
10、 3.3 S T 3.5 S T 3.9 S T 4.2 S T 4.8 S T 5.5 S T 6.3 S T 8.0 S T 9.5 牙距 0.5 0.6 0.80.9 1.1 1.31.31.31.41.61.8 1.8 2.1 2.1 2、英制自攻牙: 规 格 4# 5# 6# 7# 8# 10# 12# 14# AB 牙 24 20 20 19 18 16 14 14 牙 数 A 牙 24 20 18 16 15 12 11 10 3、日标墙板钉: 规 格 6# 7#8#10# 牙数 9 998 粗牙 牙距 2.82 2.822.823.18 牙数 18 161512 细牙 牙距 1
11、.41 1.591.692.11 4、机械螺丝(机械牙) : 公制(牙距)英制(牙数) 规格 M2.5 M3 M3.5 M4 M5M6M84#5#6#8# 10# 12#1/4 粗牙 0.45 0.5 0.6 0.7 0.81.01.240403232 24 2420 细牙 0.35 0.35 0.35 0.5 0.50.751.048444036 32 2828 5、钻尾螺丝:钻尾螺丝有 CSD(机械牙) ,BSD(自攻 AB 牙)两种。其牙距或 牙数可分别参考机械螺丝(CSD 牙)和自攻螺丝(BSD 牙) 。 (四) 、牙山角度和尾尖角度:牙山角为牙侧与牙侧间的夹角、尾尖角为螺纹未端尖角。
12、 1、自 攻 牙:牙山角度为 60O,尾尖角度为 45 O5 O。 2、墙 板 钉:牙山角度为 60O, (也可依客户要求生产,如 45 O5 O)尾尖角度为 25 O3O。 3、夹 板 钉: (Chip board screws)牙山角度为 40 O3 O,尾尖角度为 25O3 O 或 34O 3O(客户特殊要求) 。 4、钻尾螺丝:牙山角度为 60 O5 O,尾部针对不同规格的产品选用不同型号的夹 尾针,夹尾的主要几何参数为夹尾径和伸出量。 第 三 章 材 料 专业知识篇 第 5 页 共 36 页 一、目前市场上标准件主要有碳钢、不锈钢、铜三种材料。 (一)碳钢。我们以碳钢料中碳的含量区分
13、低碳钢,中碳钢和高碳钢以及合金钢。 1、低碳钢 C%0.25% 国内通常称为 A3 钢。国外基本称为 1008,1015,1018,1022 等。主 要用于 4.8 级螺栓及 4 级螺母、小螺丝等无硬度要求的产品。 (注:钻尾钉主要用 1022 材 料。 ) 2、中碳钢 0.25%0.45%。目前市场上基本没使用 4、合金钢:在普碳钢中加入合金元素,增加钢材的一些特殊性能:如 35、40 铬钼、SCM435, 10B38。芳生螺丝主要使用 SCM435 铬鉬合金钢,主要成分有 C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。 (二)不锈钢。性能等级:45,50,60,70,80 主要分奥氏体(18%Cr、
14、8%Ni)耐热性好,耐腐蚀性好,可焊性好。A1,A2,A4 马氏体、13%Cr 耐腐蚀性较差,强度高,耐磨性好。C1,C2,C4 铁素体不锈钢。18%Cr 镦锻性较好 ,耐腐蚀性强于马氏体。目前市场上进口材料主要是日本产品。按级别主要分 SUS302、SUS304、SUS316。 (三)铜。常用材料为黄铜锌铜合金。市场上主要用 H62、H65、H68 铜做标准件。 二、碳钢产品所使用的盘元: 序号 种 类可选用的材质 1 4.8 级六角螺栓 1008K 1010 1015K 2 6.8 级六角螺栓 1032 1035 1040 CH38F 1039 3 8.8 级六角螺栓 1035ACR(M1
15、0 以下)1040ACR(M12 以上)CH38F 1045ACR 1039 10B21 10B33 10B38 4 8.8 级内六角螺栓 CH38F 1039 10B21(M10-M12) 10B33 (M14)10B38 (M12-M24)10B21 5 10.9 级六角螺栓 1045ACR 10B38 6 8级螺帽 1008K 1010 7 8 级螺帽 1015(M16 16 全部 全部全部16-3916 全部 39 公称高度大于或等于 0.5D 而小于 0.8D 螺帽: 用于“O“及一个数字标记,其中数字表示用 专业知识篇 第 23 页 共 36 页 淬火硬芯棒测出的保证应力的 1/1
16、00,而“O”表示这种螺帽组合件的实际承载能力比数字 表示的承载能力低如“04、05 级。 (2) 、等级:公制螺帽机械性能等级可分为:04、05、4、5、6、8、9、10、12 级。 2、机械性能要求:依 GB3098.2 规定方法执行机械性能测试,符合下表相应要求:详见:螺 栓、螺钉、螺柱: 紧固件基础GB|T3098.22000,第 6181 页表 1 至表 16。母: 紧固件基础GB|T 3098.2-2000 第 83 页至 98 页表 1 至表 7。 3、通常在螺栓和螺帽配合使用件,可能发生以下几种失效形式:A、螺杆断裂。B、螺杆的螺纹 脱扣。C、螺帽的螺纹脱扣。D、螺帽和螺杆的螺
17、纹都脱扣。由于螺杆断裂是突然发生的。 比较容易发现,脱扣是逐渐发生的,很难发现,所以对螺纹连接的设计,总希望失效形成 是螺杆断裂。 (一) 、SAE J995(钢螺帽 STEEL NUTS) : 此标准涵盖了适合使用於汽车和相关工程用途之三个等级螺帽的机械性质和材质要求, 其 尺寸大小从 1/4 至 1 1/2in(含) 。 1、标记: 2 级螺帽不需要任何等级标识。 除非顾客有规定。 5 级、 和 8 级六角螺帽, 规格 1/4 至 1 1/2 英寸必须有等级识别标记。 2、机械性能要求:螺帽应按产品的类型等级,规格符合下表相应的机械性能要求: 安全负荷应力 PSI 等级 标记 公称尺寸直径
18、 (英寸) UNC 8UN UNF 12UN 和更细牙 洛氏硬度 等级识别标记 2 (1) 1/4-1 1/2 90,000 90,000 MAXHRC32 1/4-1(含) 120,000109,000 MAXHRC32 5 1-1 1/2 105,00094,000 MAXHRC32 1/4-5/8(含) HRC24-32 5/8-1(含) HRC26-34 8 1-1 1/2 150,000150,000 HRC26-36 注: (1) 、2 级通常仅适用于四方螺帽(SQUARE NUTS) ,而四方螺帽通常也仅用于 2 级。 (二) 、ASTM A563 (碳钢、合金钢螺帽) 此标准适
19、用于一般结构用与机械用螺栓、螺柱和其它外螺纹组件使用的八种等级碳钢 与合金钢螺帽 1、 标记: (1) 、标记方法: 符合 O、A、B 级螺帽不需标记,除非订单特别要求。 其余等级螺帽标记详见下表。 专业知识篇 第 24 页 共 36 页 (2) 、等级:螺帽机械性质级可含为:O 级、A 级、B 级、C 级、C3级、D 级DH 级、DH3 级。 2、机械性能等级:产品依 ASTM A563 规定方法执行机械性能测试符合下合相应要求。 UNC、8UN UNF 12UN 与更细牙 安全负荷应力(KSI) 洛 氏 安全负荷应力(KSI) 洛 氏 等 级 螺帽 等级 公称尺寸 (英寸) 非镀锌 镀锌
20、硬 度 非镀锌 镀锌 硬 度 标识 O 69 52 B55-C32 A 方 头 90 68 B55-C32 O 69 52 B55-C32 65 49 B55-C32 A 90 68 B68-C32 80 60 B68-C32 B 120 90 B69-C32 109 82 B69-C32 B 105 79 B69-C32 94 70 B69-C32 D 135 135 B84-C38 135 135 B84-C38 DH 150 150 C24-C38 150 150 C24-C38 DH3 六 角 头 150 150 C24-C38 同下 A 100 75 B68-C32 90 68 B6
21、8-C32 B 133 100 B69-C32 120 90 B69-C32 B 116 87 B69-C32 105 79 B69-C32 无 C 144 144 B78-C38 C3 144 144 B78-C38 D 150 150 B84-C38 150 150 B84C-38 D DH 175 150 C24-C38 175 150 C24-C38 DH DH3 重 型 六 角 头 175 150 C24-C38 DH3 三、机械性质测试方法: (一) 、安全负荷:螺帽必须组合于测试螺栓或经硬化之螺纹轴杆上,螺帽所规定之安全负荷必须 以轴向施於螺帽。 (轴杆之硬度至少达洛氏硬度 C4
22、5,且螺纹必须为 3A 级公差,此外,其 外径必须为最小外径加 0.002in 之公差) 。 1、ISO898.1(GB3098.1)规定:试验时夹头的移动速度不应超过 3mm/min,并持续 15 秒钟。ASTM F606M 中规定:测试时夹头移动速率不应超过 1.0in/min(25mm/min) , 负荷持续时间为 10 秒。 2、试验时螺帽须能承受负荷而不应脱扣或断裂。当去除载荷后,应可用手或借助扳手松 开螺帽,但不得超过半扣。 (二) 、心部硬度:硬度测试应自螺帽高度一半位置横部,测量点应位于承受面上牙外径和一 角的中点,也可在对边的中心点距任一角三分之一的距离点,取 1800两对角
23、最少两个 硬度测试值的平均值作为该螺帽的硬度值。表面清理应去除任何氧化物,脱碳层、镀层及 其他表面杂物。 第四章 表面缺陷 在本节中主要叙述螺帽表面缺陷种类、名称、外观特征允许的最低极限以及验收检查方法。 我们以 D 代表螺帽的公称尺寸, DC代表凸缘直径(最大)S 代表公称(最大)对边宽度,D、 DC和 S 的单位为 inch。 专业知识篇 第 25 页 共 36 页 一、裂痕: (一) 、淬火裂痕: 1、 外观特征:裂痕是由晶粒横切或沿晶界,且会沿着外来杂质处产生明显裂开纹痕,裂痕 一般是因热处理或锻造或其它成型加工中过应力产生的。物件被施以重新,热处理裂痕 经常因有锈斑而变色。 2、允许
24、极限:不充许任何程度(深度、长度)及位置之裂痕。 (二) 、锻造裂痕和杂质裂痕 1、 外观特征:由于锻造或切断毛胚操作中,锻造裂痕在螺帽头顶面以及边缘角处产生。杂 质裂痕是固件金属杂质或异物原先就存在材料中而产生。 典型的锻造裂痕杂质裂痕型态。 2、允许极限:若不超过二条自孔至边缘的裂痕,无一条裂痕自孔至第一牙,且裂痕深度不 超过牙高的 0.5 倍,裂痕宽度不超过 0.02D 或 0.012IN,则在螺帽的顶面和底面上的锻造 裂痕和杂质裂痕是允许的。 (三) 、锁紧裂痕: 1、外观特征:扭力螺帽之锁紧端於成型加工中受压而产生,裂痕常显现在锁紧端附近部位, 也可能在内缘处或外侧处典型的锁紧端裂痕
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