2022年紧固件行业基础知识手册 .pdf
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1、名师精编优秀资料紧固件行业基础知识手册第一部分基 础 知 识 . 1第一章度量 . 1第二章螺 纹 . 2第三章材料及螺栓性能等级. 3第二部分螺栓 . 7第一章产品分类 . 7第二章工艺流程 . 8第三章表面缺陷 . 8第三部分螺母 . 9第一章产品分类 . 9第三章机械性质 . 11 第四章表面缺陷 . 13 第四部分工艺流程 . 15 第一章退火 . 15 第二章酸洗 . 15 第三章拉拔 . 15 第四章成型 . 15 第五章辗制螺纹 . 16 第六章热处理 . 17 第七章表面处理 . 17 第五部分标准规范 . 18 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
2、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 1cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2、 英制计量:(8 进制) 1 英寸 =8英分 1 英寸 =25.4 mm 1/16 3/16 5/16 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
3、用番号来表示其称呼径,如: 4# , 5# , 6# , 7# , 8# , 10# , 12# 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页名师精编优秀资料第二章 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、锥螺纹与锥管螺纹。二、螺纹配合等级
4、: 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。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。 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
5、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, 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
6、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M10 15g 6g M10 1 6H 顶径公差代号中径和顶径公差代号(相同)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
7、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页名师精编优秀资料(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。在英制中以每一英寸(25.4 mm)内的牙数来
8、表明牙距(如下表)。规 格 牙 距 规 格 称呼径牙 数 粗牙细牙极细牙粗 牙 细 牙 惠氏牙 M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16 M14 2.0 1.5 1.0 7/16
9、 11.11 14 20 14 M16 2.0 1.5 1.0 1/2 12.7 13 20 12 M18 2.5 2.0 1.5 9/16 14.29 12 18 12 M20 2.5 2.0 1.5 5/8 15.86 11 18 11 M22 2.5 2.0 1.5 3/4 19.05 10 16 10 M24 3.0 2.0 1.5 7/8 22.23 9 14 9 M27 3.0 2.0 1.5 1 25.40 8 12 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,惠氏牙( BSW )螺纹牙型半角为55O
10、/2 。一般木螺丝牙山角度为60 O,尾尖角度60O 。(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。第三章材料及螺栓性能等级钢结构连接用螺栓性能等级分3.6 、4.6 、 4.8 、5.6 、6.8 、8.8 、9.8 、10.9 、12.9 等10 余个等级, 其中 8.8 级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火),通称为高强度螺栓,其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成,分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如,性能等级4.6 级的螺栓,其含义是:1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级;2、螺栓材质的屈强比值为0.6 ;
11、3、螺栓材质的公称屈服强度达4000.6=240Mpa 。再如,性能等级10.9 级高强度螺栓,其材料经过热处理后,能达到:1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级;2、螺栓材质的屈强比值为0.9 ;3、 螺栓材质的公称屈服强度达10000.9=900MPa 级螺栓性能等级的含义是国际通用的标准, 相同性能等级的螺栓,不管其材料和产地的区别,其性能是相同的,设计上只选用性能等级即可。 强度等级所谓8.8 级和 10.9 级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和 10.9Gpa 8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2 一般的螺栓是用X.Y 表示强度的,X*100=
12、此螺栓的抗拉强度, X*100* (Y/10 )=此螺栓的屈服强度(因为按标识规定:屈服精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页名师精编优秀资料强度 / 抗拉强度 =Y/10) = 如 4.8 级 则此螺栓的抗拉强度为: 400MPa 屈服强度为: 400*8/10=320Mpa 另:不锈钢螺栓通常标为A4-70,A2-70 的样子, 意义另有解释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
13、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 2、英制计量:(8 进制) 1 英寸 =8 英分 1 英寸=25.4 mm 3/8 25.4 =9.52 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# 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)
14、、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、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。等级数目越大公差越小。 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
15、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, 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
16、偏差为负值。如图所示: 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位置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页名师精编优秀资料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
17、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 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 ST1.5 ST1.9 ST2.2 ST2.6 ST2.9 ST3.3 ST3.5 ST3.9 ST4.2 ST4.8 ST5.5 ST6.3 ST8.0 ST9.5 螺距 0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.3 1.3 1.4 1.6 1.8 1.8 2.1 2.1 2、
18、英制自攻牙:规格 4# 5# 6# 7# 8# 10# 12# 14# 牙数 AB 牙 24 20 20 19 18 16 14 14 A牙 24 20 18 16 15 12 11 10 材料一、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%0.45%。目前市场上基本没使用4、 合金钢:在普碳钢中加入合
19、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
20、、H68铜做标准件。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(M10以下 )1040ACR (M12以上) CH38F 1045ACR 1039 10B21 10B33 10B38 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页名师精编优秀资料4 、8.8 级内六角螺栓 CH38F 1039 10B21 (M10-M12 )10B33(M14 )10
21、B38(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 所有直径16 16 所有直径39 注: 螺母性能等级用与其相配的螺栓中最高性能等级的第一部分数字表示。第二部分螺栓第一章产品分类一、产品大类(一)、 六角螺栓 (HEXAGON HEAD BOLTS ) 1 、 英制螺栓参照标准为ANSI/ASME B18.2.1 ,澳标参照AS/NZS ,日标参照JIS B1180(惠氏牙)。英制参照BSW916 (惠氏牙)。(1)、HEX MACHINE BOLT:无华司、有束尾、半牙六角
22、螺栓,(2)、 HEX TAP BOLT :无华司、无束尾、全牙六角螺栓,( 3)、 HEX CAP SCREWS:有华司、有束尾、半牙六角螺栓, 2 、公制螺栓参照标准如下,其相互区别如表所示:老国标新国标 ISO 标准 DIN( 德标 ) GB30 GB5780(半牙 )GB5781(全牙 )GB5782(半牙 )GB5783(全牙 ) ISO4016ISO4018ISO4014ISO4017 DIN601DIN558DIN931DIN933 ( 二)、马车螺丝/ 圆头方颈螺栓(Carriage Bolts ): ANSI/ASME B18.5;DIN603 ;ISO 8677 ;GB12
23、 ; GB14 ;AS1390 (三)、 内六角螺栓 (Hexagon socket-head cap screws ) : DIN912 ; GB70 ; ISO4762 ;ANSI /ASME B18.3 (四) 、六角木螺丝 ( Hexagon Head Lag Screws): ANSI/ASME B18.2.1 DIN 571 AS1393 (五)、家俱螺丝 (Furniture screws ):依客户标准(六)、六角法兰螺栓(Hexagon Flange Bolt): IFI 111 GB 5787 DIN6921 二、产品的识别精选学习资料 - - - - - - - - -
24、名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页名师精编优秀资料(一)、螺栓各部位图示:(二)、螺栓的标识:如 M20-2.5X150 5/16 - 18 X 3” 公牙 长 公 牙 长 称 称 直距 度 直 数 度 径 径三、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
25、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320 N/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:A2-70 (2)、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。常用标准螺纹连接件,每个品种都规定了具体性能等级,例如 C级六角头螺栓
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