产品设计_螺丝

螺絲培訓教材2009/02/16螺丝有金属螺丝和塑胶螺丝两种,这里只介绍金属螺丝:■第一部分基础知识第一章螺纹一根据其结构特点和用途可分为三大类：1、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。2、传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。3、密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。二螺纹配合等级：对统一英制螺纹，外螺纹有三种等级：1A、2A和3A级，内螺纹有三种等级：1B、2B和3B级，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。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。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、6H、7H。（日标螺纹精度等级分为I、II、III三级，通常状况下为II级）三机械螺纹的主要几何参数：1、大径/牙外径（D、d）：2、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(55O牙山角)3、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。4、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。5、牙型半角（α/2）：6、螺纹旋合长度：四、自攻、自钻螺纹的主要几何参数：1、大径/牙外径（d1）2、小径/牙底径（d2）3、牙距（p）4、牙山角度和尾尖角度第二章选材一、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%C%≤0.45%国内通常称为35号、45号钢，国外基本称为1035，CH38F，1039，40ACR等。主要用于8级螺母、8.8级螺栓及8.8级内六角产品。3、高碳钢C%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、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：三、材料中各类元素对钢的性质的影响：1、碳（C）：提高钢件强度，尤其是其热处理性能，但随着含碳量的增加，塑性和韧性下降，并会影响到钢件的冷镦性能及焊接性能。2、锰（Mn）：提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性。即在淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰对延展性和可焊性不利。并会影响电镀时镀层的控制。3、镍（Ni）：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。4、铬（Cr）：能提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利于高温下保持强度。5、钼（Mo）：能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，对提高高温下的抗拉强度有很大影响。6、硼（B）：能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生预期的反应。7、矾（V）：细化奥氏体晶粒，改善韧性。8、硅（Si）：保证钢件的强度，适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。四、关于不锈钢材质之特性简介（304、316）(一)该三种材质均为300系列的奥氏体不锈钢，其化学成分如下：(二）主要化学成分与不锈钢性能之关系。1、碳C可增加硬度和强度，含量过高会降低其延展性和耐蚀性2、铬Cr可增加耐蚀性、抗氧化性，使品粒细化，增加强度，硬度和耐磨性3、镍Ni可增加高温强度、耐蚀性，降低冷加工硬化之速率4、钼Mo增加强度，对氧化物和海水的耐蚀性优良5、铜Cu利于冷加工成型，降低磁性（三）材质之其它性能1、以上材质正常状态无磁性。304M冷加工后略有磁性（1.6u-2.0u左右）；304HC磁性为（1.01u-1.6u左右）；316材质冷加工后磁性小于1.01u。2、各材质均有良好的延展性，易冷加工成型，抗拉强度、屈服强度、均可达到要求。（Ts抗拉强度min700N/mm,Ys屈服强度min450N/mm）（四）结论1、304M、304HC、316三种材质是目前300系列奥氏体不锈钢使用最广的材质之一。各材质明显差异为：冷加工后材质磁性为316304HC304M。316材质抗化学品腐蚀，抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及304HC要优良。2、总之，不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美观、卫生，但其强度、硬度正常情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度，且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量，亦不可施力过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。六角对边六角对角六角头厚度C螺纹倒角C0六角头倒角r过渡圆螺纹公称直径杆部直径L公称长度L0螺纹长度■第二部分大螺丝第一章产品分类一、产品大类（一）、六角螺栓（HEXAGONHEADBOLTS）英制螺栓参照标准为ANSI/ASMEB18.2.1，日标参照JISB1180（韦氏牙）。英制参照BSW916（韦氏牙）。(二）、马车螺丝/圆头方颈螺栓（CarriageBolts）：ANSI/ASMEB18.5；DIN603；ISO8677；GB12；GB14（三）、内六角螺栓（Hexagonsocket-headcapscrews）：DIN912；GB70；ISO4762；ANSI/ASMEB18.3（四）、六角木螺丝（HexagonHeadLagScrews）：ANSI/ASMEB18.2.1DIN571（五）、家俱螺丝（Furniturescrews）：依客户标准（六）、六角法兰螺栓(HexagonFlangeBolt)：IFI111GB5787DIN921\二、产品的识别（一）、螺栓各部位图示：（二）、螺栓的标识如M20-2.5X1505/16-18X3”称牙长称牙长呼呼径距度径数度三、标志、性能等级1）、标志。六角头螺栓和螺钉（螺纹直径≥5mm）。需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度等级标记代号由“·”隔开的两部分数字组成。标记代号中“·”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，如4.8级的“4”表示公称抗拉强度400N/MM2的1/100。标记代号中“·”和点后数字部分的含义表示屈强比，即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。如4.8级产品的屈服点为320N/mm2。不锈钢产品强度等级标志由“—”隔开的两部分组成。标志代号中“—”前符号表示材料。如：A2，A4等标志“—”后表示强度，如：A2-702）、等级。碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个性能等级。不锈钢分为60,70,80(奥氏体)；50,70,80,110(马氏体)；45,60（铁氏体）三类。第二章工艺流程一、生产流程盘元退火酸洗抽线打头辗牙热处理电镀包装（一）、盘元：1、盘元是指自厂商购入原始盘条，一个盘元主要包括以下几个方面的参数：A、厂牌B、品名C、规格D、材质E、炉号或批号F、数量/重量2、钢中的主要化学成份有：C、Mn、P、S、Si、Cu、Al，其中Al、Cu的含量越低越好。（二）、退火：消除线材加工内应力，增加其可锻造性。（三）、酸洗：除去线材表面的一层氧化膜，同时对线材进行表面润滑，以利抽线。盐酸水洗草洗水洗（60-80℃）磷酸盐水洗润滑剂（四）、抽线：为了达到我们需要的线材直径。酸洗抽线盘元退火酸洗抽线（五）、打头（成型）及辗牙：完成产品外形，并加以牙形的塑造。（六）、热处理：改变螺丝的机械性能。（七）、电镀：为了满足客户的要求进行的表面处理，同时也可以增加螺丝的某些性能。如防锈、美观等。（八）、包装：依标准或客户要求将产品予以装盒/箱。（九）、以上各工序详见第五部分。■第三部分小螺丝第一章产品分类一、产品大类：（一）、自攻钉（Tappingscrews）1、参照标准：英制自攻钉参照标准为ANSI/ASMEB18.6.4，公制的参照标准有GB845（R+）、GB846（F+）、GB847（O+）、JISB1115（-）、JISB1122（+）JISB1126（HW）、JISB1127（HF）、JISB1125、DIN7971、DIN7972、DIN7973、DIN7981、DIN7982、DIN7983、ISO1479（H）ISO1481（B-）、ISO1482（F-）、ISO1483（O-）、ISO7049（P+）、ISO7050（F+）、ISO7051（O+）。2、头型：新、老国标中均有三种头型：老国标为圆头（R），沉头（F）和半沉头（O），新国标有盘头（P）、沉头（F）和半沉头（O），英制自攻钉有各种头型。目前常见的自攻钉头型有如下：P型F型O型3、牙型：目前自攻钉牙型有A、AB、B、BT、BP\BF、C、D、T等牙型，各种牙型如图所示。BPBABBT4、AB牙和A牙的区别：①新版IFI标准已将A牙产品淘汰，但由于市场需要，一些企业也都在生产A牙产品。A牙AB牙产品主要区别在于其牙数不同，（如表一所示）。②A牙和AB牙牙外径和牙底径也不相同（如表二所示）。③盘头14#A牙和AB牙产品头部尺寸不同（如表三所示），其他规格产品基本尺寸等则相同。5、长度及牙长：（1）长度规格：本公司现在生产的自攻钉都是全牙，（客户有要求时，依其指定之标准）（2）长度的测量：对沉头和半沉头型螺钉，其长度应从未端测量到头顶面。（3）长度允许公差：①AB牙和BP牙的允许公差为，当称呼长小于等于1英寸时，允许公差为±0.03in，大于1英寸时为±0.05in。②B、BT、C和T牙，长度允许公差为当称呼长在3/4in以上时，其允许差为-0.03in,大于3/4in到1-1/2in,其允差为-0.05in,大于1-1/2英寸其允许公差为-0.06in。（4）牙长的规定：对AB、B、BP、BT牙的要求：完整螺纹应加工得尽可能接近头部，在头部下Y这段距离，要保证螺纹小径尺寸在规定的极限内，如下表所示。②公称长度大于表列产品，其最小完整螺纹长度应不小于下表所列LT的规定。（二）、机螺钉：1、参照标准：（1）、公制：GB65-85（B-）、GB67-85（P-）、GB68-85（F-）、GB69-85（O-）GB818-85（P+）、GB819-85（F+）、GB820-85（O+）、DIN963-85（F-）DIN964-85（O+）、DIN965-85（F+）、DIN966-85（O+）、JISB1111-96（2）、英制：ANSI/ASMEB18.6.32、头型：和自攻钉一样，新、老国标中均有三种头型，老国标为圆头（R）沉头（F）和半沉头（O），新国标有盘头（P）、沉头和半沉头，英制机螺钉头型和英制自攻钉一样，存在如下几种头型:P型F型O型3、牙型：机螺钉牙型就是机械牙，牙距如下表所列：（三）、墙板钉（略）（四）、钻尾螺丝（略）（五）、夹板钉（略）第二章工艺流程第三章机械性质一、自攻钉机械性质要求1、心部硬度：标准值H