紧固件基础知识培训教程

紧固件基础知识一、紧固件的历史与现状紧固件的锻造技术起源于欧美，由最初的切削加工演变为热锻加工和冷礅加工。热锻加工工艺现在已很少采用，只是对于大型工件、变形量特大和加工尺寸精度不高的还会继续沿用。我国应用冷礅技术是从二十世纪五十年代末从苏联引进冷礅成型机设备开始的。冷礅机的功能由最初的一模一冲、二模二冲发展成现在的三模三冲、四模四冲、五模五冲等多样化机种。冷礅工艺有以下一些优点：一是生产效率高，有利于批量生产；二是由于批量生产，有助于降低生产成本；三是能生产高精度的紧固件，如对边，头厚等等；四产品外观较精美。二、紧固件的计量单位三、计量单位：米（m）、毫米（mm)、英寸（〃）英分、英尺。1、公制计量（10进制）1m=100cm=1000mm1mm=1000um2、英制计量（8进制）1英尺=12英寸1英寸=8英分=25.4毫米（mm）２分＝１/４２分半＝５/１６３分＝３/８３分半＝７/１６４分＝１/２４分半＝９/１６３、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#〃〃〃〃〃〃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、锥螺纹与锥管螺纹。二、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）－2x3/8xH,式中H为原始三角形高：H=（√3/2）P=0.866025P(60°牙山角);H=0.960491P(55°牙山角)（三）、小径/牙底径（D1、d1）：为外螺纹牙底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。在英制、美制螺纹中以每一英寸（25.4mm）内的牙数来表明牙距（如下表）。（五）、牙型半角（α/2）：牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角，公制普通螺纹于美制螺纹牙型半角为60°/2，韦氏牙（BSW）螺纹牙型半角为55°/2。一般木螺丝牙山角度为60°，尾尖角度60°。（六）、螺纹旋合长度：两相配合螺纹，沿螺纹轴方向相互旋合部分的长度。螺纹配合等级：螺纹配合等级是旋合螺纹之间松或紧的等级。（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。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。（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、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）在公制螺纹中，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。（三）、螺纹标记M10×1–5g6gM10×1–6g公差代号中径和顶径公差代号（相同）公差代号（代表有效径及外径均用6g之公差）顶径（螺纹外径）中径（有效径）螺纹公差带图示G基本中径内螺纹外螺纹公差偏差hgfeH60°螺纹之基本尺寸；公差；裕度；等级与配合螺纹级数是用来标称螺纹之裕度及公差的，螺纹配合意味着外螺纹及内螺纹在其最大材料状况时结合之裕度，换言之即为结合时内螺纹及外螺纹之松紧程度的紧固件而言，裕度通常由外螺纹提供、这表示外螺纹之大径，有效径，小径均需比基本螺纹轮廓为小，而内螺纹之这三种直径则等于基本螺纹轮廓尺寸。60°螺纹之基本尺寸D阴螺纹基本大径d阳螺纹基本大径D2阴螺纹基本有效径d2阳螺纹基本有效径D1阴螺纹基本最小经d1阳螺纹基本最小经H基本轮廓牙高P牙距（英制=1/每英寸牙数）其中D2、d2、D1、d1、计算公式如下：H=/2P=0.866025PD2=D-2x3/8H=D-0.6495Pd2=d-2x3/8H=d-0.6495PD1=D-2x5/8H=D-1.0825Pd1=d-2x5/8H=d-1.0825P例1/4-20UNC之有效径（D2，d2）和小径（D1，d1）基本尺寸为：D=基本最大径=0.25P=1/20=0.05D2、d2=D-0.6495P=0.25-(0.6495x0.05)=0.2175D1、d1=D-1.0825P=0.25-(1.0825x0.05)=0.196M8x1.25之有效径（D2、d2）和小径（D1、d1）基本尺寸为：D=基本最大径=8P=1.25D2、d2=D-0.6495P=8-(0.6495x1.25)=7.188D1、d1=D-1.0825P=8-(1.0825x1.25)=6.647规格牙距规格称呼径牙数粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙M30.50.354#2.94048M40.70.56#3.53240M50.80.58#4.23236M610.7510#4.82432M710.7512#5.52428M81.2510.751/46.35202820M101.51.2515/167.94182418M121.751.51.253/89.53162416M1421.517/1611.11142014M1621.511/212.7132012M182.521.59/1614.29121812M202.521.55/815.86111811M222.521.53/419.05101610M24321.57/822.239149M27321.5125.48128M303.532螺栓各部位图示：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螺纹长度内六角各部位图示d螺纹外径r过度圆e内六角对角s内六角对边K头高(头厚)Ｌ公称长度(b)螺纹长度参考值ds光杆直径t槽深Ls光杆长度dk头径产品机械性质一、产品机械性质依据：1、DIN、ISO之产品机械性质检验依据ISO898.1执行。2、GB之产品机械性质检验依据GB3098.1执行二、性能等级之标识及机械性质要求：GB3098.1等效采用ISO898.1；适用于碳钢或合金钢制造的任何形状的螺纹直径3—39MM螺栓、螺钉和螺柱。1、标志方法：公制如12.9级表示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12.9级的“12”表示公称抗拉强度1200N/mm的１／１００。标记代号中“.”和后数字部分的含义表示屈服强度比，几公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。如１２.９级产品的屈服强度为１０８０N/mm。２、等级：公制螺栓的强度等级主要有：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。３、螺栓的机械性能等级主要有以下四种指标：a、强度指标（抗拉强度、屈服点、屈服强度、保证应力）b、硬度指标（维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度、表面硬度）c、塑性、韧性指标（伸长率、锲负载强度、冲击吸收功、头部坚固性）d、脱碳层指标（螺纹未脱碳层的最小高度、全脱碳层的最大深度）222名词解释一、名词解释：１、抗拉强度（б)N/mm:产品单位面积上所能承受最大抗拉伸力量。2、保证荷重（SP）N/mm：依产品的等级和规格对其施以一定负荷，并持续一定的时间，产品能够承受而不发生任何可测得的永久变形。3、屈服点（бS）N/mm：材料拉伸时，应变增加而应力不增加的点，在一般的低强度产品的拉伸曲线中可显示明显的屈服点，屈服点是材料弹性变形和塑性变形的分界点；在高强度产品的拉伸曲线中没有明显的屈服点，当屈服点不能测定时，允许一测量屈服强度的方法代替。4、硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力叫硬度。它是材料性能的一个综合物理量，表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力（维氏硬度HV30、布氏硬度HB、洛氏硬度HRB和HRC、表面硬度HV0.3）。5、锲负载强度：对六角头、方头（四角）、六角法兰面或内六角螺栓反应施以锲负载试验。即测试产品的头部下方加一锲形块后的抗拉强度，其目的是得到产品的抗拉强度及其头部坚固性。6、伸长率：（δ）：产品的伸长率即为产品断裂后的伸长量（L1-L2）与断裂前的长度（L0）的比值δ=[（L1-L0）/L0]X100%。b222555名词解释7、头部坚固性：将产品装入一带有倾斜孔（倾斜角度，如下图）的支座内，用捶击产品头部，对全牙的螺栓或螺钉，只要未发生掉头现象，即使在第一扣螺纹上出现了裂缝，仍应视为符合本试验要求；半牙产品在头部、支撑面与螺杆过渡圆角处，不应产生任何裂缝。GB3098.1且中规定对规格≤M16，并且长度太短而不能进行锲负载试验的螺栓和螺钉执行。螺栓、螺钉、螺柱性能等级的标志性能等级的标志依据GB/T3098.1-2000标准制定一、性能等级的标志代号见下表1：性能等级3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9标志代号3.64.64.85.65.86.88.89.810.912.9表1标志代号六角头和六角花形头螺栓的头标1、六角头和六角花形头螺栓和螺钉应标志制造者的识别标志和表1给出的性能等级标志代号。2、对所有性能等级的产品，标志是强制性的，并最好在头部顶面用凹字或凸字标志，或在头部侧面用凹字标志（如下图）对带法兰面的螺栓或螺钉，应在法兰上标志（因其制造工艺不允许在头部顶面标志）。3、对公称直径d≥5mm的六角和六角花形头螺栓和螺钉要求标志。(1)制造者的识别标志(2)性能等级内六角和内六角花形圆柱头螺钉标志1、内六角和内六角花形圆柱螺钉应标志制造者的识别标志和表1给出的性能等级的标志代号。２、对性能等级为8.8及其以上的产品,标志是强制性的,并最好在头部顶面用凸字或凹字标志,或在头部侧面用凹字标志（如下图）3、对公称直径d≥5mm的内六角和内六角花形圆柱头螺钉要求标志(1)制造者的识别标志(2)性能等级圆头方颈螺栓的标志1、圆头方颈螺栓应标志制造者的识别标志和表1给出的性能等级的标志代号。2、对性能等级为8.8及其以上的产品，标志是强制性的，并在头部顶面用凹字或凸字标志，（如下图）3、对公称直径d≥５mm的圆头方颈螺栓要求标志。１）制造者的识别标志。２）性能等级螺柱的标志１、螺柱应标志制造者的识别标志和表１给出的性能等级的标志代号。２、对公称直径d≥５mm的性能等级为５.６、８.８及其以上的产品要求标志，并在螺柱无螺纹杆部用凹字标志如（下图１）３如在无螺纹杆部不可能标志，则在螺柱拧入螺母端允许仅标志性能等级如（下图２）。对过盈配合的螺柱应在拧入螺母端只标志制造者的识别标志（如有可能时）。１）、制造者的识别标志和性能等级左旋螺纹的标志１、左旋螺纹的螺栓、螺钉和螺柱，应按（下图）规定的符号进行标志：螺栓和螺钉在头部顶面或末端标志；螺柱应在拧入螺母端标志。可选用的左旋螺纹标志自攻、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）：为相邻牙在中径线上对应两点的轴向距离。在英制中以每一英寸（25.4mm）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：2、英制、美制自攻牙：规格ST1.5STSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTSTST1.92.22.62.93.33.53.94.24.85.56.389.5牙距（P）0.50.60.80.91.