紧固件基础知识

紧固件基础知识目录1.紧固件分类2.紧固件的标记方法3.紧固件的安装要求4.紧固件基本知识5.紧固件机械性能6.螺钉生产工艺31.紧固件分类一:紧固件的定义紧固件在市场上也称为标准件，是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。备注：螺丝是紧固件的通用说法，日常口头语。二：紧固件的种类1.螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，有可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。举例：外六角螺栓图片2.螺柱：没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场合。举例：双头螺柱图片3.螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件，与一个带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合（这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸连接；也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。）紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。举例：a.机器螺钉图片b.紧钉螺钉图片：c.特殊螺钉图片：4.螺母：带有内螺纹孔，形状一般呈显为六角柱形，也有呈四方柱形或圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。尼龙自锁螺母是一种新型高抗振防松紧固零件,能应用于温度-50～100℃的各种机械、电器产品中。目前,宇航、航空、坦克、矿山机械、汽车运输机械、农业机械、纺织机械、电器产品以及各类机械对尼龙自锁螺母的需求量剧增,这是因为它的抗振防松性能大大高于其他各种防松装置,而且振动寿命要高几倍甚至几十倍。当前机械设备的事故有80％以上是由于紧固件的松动而造成的,特别在矿山机械中尤为严重,而使用尼龙自锁螺母就可以杜绝由于紧固件松脱所造成的重大事故。5.自攻螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体，构件上需要事先制出小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。举例：十字大扁头自攻钉6.木螺钉：也是与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用罗纹，可以直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金（或非金属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。举例：GB1027.垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。弹簧垫直接垫在工件表面容易划伤表面油漆弹簧垫多用在振动场合，作用就是起到自锁功能防止振动情况下螺栓松动。不加弹簧垫螺丝老化后容易锈死，无法拆卸弹簧垫是防松的平垫片是放在弹簧垫下边形成平面的，并起到保护工件表面损伤，一般两个配合使用8.销：主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。9.铆钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带通孔的零件（或构件），使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接，简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开，必须破坏零件上的铆钉。10.组合件和连接副：组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉（或螺栓、自供螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应；连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。2.紧固件的标记方法紧固件的识别标志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3.紧固件的安装要求1）螺栓或螺钉凸出螺母多少尺寸为宜通常，螺栓前端为了旋合的方便都会有倒角的存在（螺母两端也有），突出螺母是为了让开倒角，让配合螺纹扣相互之间配合更好，更牢固保证尽量多的螺纹扣参与有效的工作锁紧后螺栓超过螺母的长度一般留大于螺栓直径的长度并小于直径的2倍(如M16的螺栓留16~32mm),具体可以根据使用的场合和使用要求来确定。2）螺钉/螺栓、平垫、弹垫、（螺母）的安装顺序有螺母的放在螺母侧：螺栓（平垫）工件平垫弹垫螺母，见图1没有螺母的放在螺杆头侧：平垫-弹垫-螺栓。一般把平垫放在工件侧，也就是最底部或最下面，平垫上面是弹簧垫，然后螺栓上紧。图13）平、弹垫的选用依据螺栓连接时选择垫圈目标是分散被连接材料的得力、减小扭转螺栓或螺母时对被连接材料表面的伤害或防止其松动。选择垫圈时可实际需要，要放松可选用弹簧垫圈，要保护被连接材料表面，可选一般的平垫圈。选择的原则是垫圈的内径稍大于螺栓的外径，太大了框，太小了无法使用。螺钉连接时，选用稍大于螺钉外景的最大处的平垫圈即可，平垫的选用标准依据GB/T5286-2001(螺栓、螺钉和螺母用平垫圈总方案）在腰孔上安装紧固件时平垫须加大加厚螺栓螺母的扭力值1）在没有特殊说明的情况下，螺栓螺母的扭力值参照表1的规定表1：2）电气设备固定螺母扭力值参照表2的规定表2：续表23）接线端子固定螺母的扭力值参照表3的规定表3：4.紧固件基本知识一、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=