螺栓标准件及规格专业资料大全_.pdf

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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=100cm=1000mm1cm012345678910mm2、英制计量：

（8进制）1英寸=8英分1英寸=25.4mm3/825.4=9.521/163/165/167/169/1611/1613/1615/1601/81/43/81/25/83/47/81inch3、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：

1B2B3B内螺纹基本中径3A外螺纹2A1A1、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。

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、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。

如图所示：

公差GH内螺纹偏差基本中径外螺纹fghe1、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M1015g6gM1016H顶径公差代号中径和顶径公差代号（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（55O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。

在英制中以每一英寸（25.4mm）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M30.50.354#2.94048M40.70.56#3.53240M50.80.58#4.23236M61.00.7510#4.82432M71.00.7512#5.52428M81.251.00.751/46.35202820M101.51.251.05/167.94182418M121.751.51.253/89.53162416M142.01.51.07/1611.11142014M162.01.51.01/212.7132012M182.52.01.59/1614.29121812M202.52.01.55/815.86111811M222.52.01.53/419.05101610M243.02.01.57/822.239149M273.02.01.5125.408128M303.53.02.0（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60O，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。

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ST1.5ST1.9ST2.2ST2.6ST2.9ST3.3ST3.5ST3.9ST4.2ST4.8ST5.5ST6.3ST8.0ST9.5牙距0.50.60.80.91.11.31.31.31.41.61.81.82.12.12、英制自攻牙：

规格4#5#6#7#8#10#12#14#AB牙2420201918161414牙数A牙24201816151211103、日标墙板钉：

规格6#7#8#10#牙数9998粗牙牙距2.822.822.823.18牙数18161512细牙牙距1.411.591.692.114、机械螺丝（机械牙）：

公制（牙距）英制（牙数）规格M2.5M3M3.5M4M5M6M84#5#6#8#10#12#1/4粗牙0.450.50.60.70.81.01.240403232242420细牙0.350.350.350.50.50.751.0484440363228285、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。

1、自攻牙：

牙山角度为60O，尾尖角度为45O5O。

2、墙板钉：

牙山角度为60O，（也可依客户要求生产，如45O5O）尾尖角度为25O3O。

3、夹板钉：

（Chipboardscrews）牙山角度为40O3O，尾尖角度为25O3O或34O3O（客户特殊要求）。

4、钻尾螺丝：

牙山角度为60O5O，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、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14.8级六角螺栓1008K10101015K26.8级六角螺栓103210351040CH38F103938.8级六角螺栓1035ACR（M10以下）1040ACR（M12以上）CH38F1045ACR103910B2110B3310B3848.8级内六角螺栓CH38F103910B21（M10-M12）10B33（M14）10B38（M12-M24）10B21510.9级六角螺栓1045ACR10B3868级螺帽1008K101078级螺帽1015（M16）CH38F（M16）810级螺帽CH38F103910B2110B33912级螺帽103910B2110B3310B3810马车螺丝10081010101511六角缘凸螺栓CH38F103910B2110B3310B3812六角木螺丝1008K101013自攻钉、墙板钉钻尾钉、夹板钉10181022CH22A专业知识篇第6页共36页14机螺钉家俱螺丝10081010三、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：

名称CSiMnPSNiCrMoCu304M0.061.02.00.0450.038.91-10.018.0-20.0003160.03-0.061.02.00.0450.0310.0-14.016.0-18.02.0-3.00304HC0.081.02.00.0450.038.0-10.517.0-19.001.0-3.0

（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。

专业知识篇第7页共36页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316304HC1616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1/100，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|T3098.2-2000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）、SAEJ995（钢螺帽STEELNUTS）：

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11/2in（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11/2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（英寸）UNC8UNUNF12UN和更细牙洛氏硬度等级识别标记2

（1）1/4-11/290，00090，000MAXHRC321/4-1（含）120，000109，000MAXHRC3251-11/2105，00094，000MAXHRC321/4-5/8（含）HRC24-325/8-1（含）HRC26-3481-11/2150，000150，000HRC26-36注：

（1）、2级通常仅适用于四方螺帽（SQUARENUTS），而四方螺帽通常也仅用于2级。

（二）、ASTMA563（碳钢、合金钢螺帽）此标准适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ASTMA563规定方法执行机械性能测试符合下合相应要求。

UNC、8UNUNF12UN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）非镀锌镀锌硬度非镀锌镀锌硬度标识O6952B55-C32A方头9068B55-C32O6952B55-C326549B55-C32A9068B68-C328060B68-C32B12090B69-C3210982B69-C32B10579B69-C329470B69-C32D135135B84-C38135135B84-C38DH150150C24-C38150150C24-C38DH3六角头150150C24-C38同下A10075B68-C329068B68-C32B133100B69-C3212090B69-C32B11687B69-C3210579B69-C32无C144144B78-C38C3144144B78-C38D150150B84-C38150150B84C-38DDH175150C24-C38175150C24-C38DHDH3重型六角头175150C24-C38DH3三、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C45，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。

ASTMF606M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。

2、允许极限：

扭力螺帽外部表面上之锁紧裂痕，在螺帽能通过扭力测试的情况下。

是充许的，假如螺帽能通过扭力测试的话。

二、爆裂及剪爆裂1、外观特征：

爆裂是在金属内爆开成一条裂痕，在锻造成型过程中，爆裂产生在螺帽之边侧面或边角处或在凸缘螺帽之凸缘周缘上。

剪爆裂是在金属内爆开成一条和主轴成45角的裂痕，经常发生在凸缘螺帽的周缘上，典型的爆裂、剪爆裂型态。

2、允许极限：

（1）六角螺帽而言：

若爆裂、剪爆裂并无由面延伸至上部圆冠斜面处或延伸至底面承面，且爆裂/剪爆裂产生在相邻的头部/底部之交接处，宽度不超过0.010加上0.02S，且量测其对角尺寸仍在公差下限内，则爆裂/爆裂是允许的。

（2）对凸缘螺帽而言：

在凸缘周围若二条以下之爆裂/剪爆裂，其宽度都不超过0.04DC，且一条爆裂/剪爆裂,其宽度不超过0.08DC，则爆裂剪爆裂是允许的。

三、缝1、外观特征：

缝经常原先就存在原材上，加工时会沿着螺帽轴向方向以直线或平滑线断续地显现着，锻造加工后可能性因缝而产生爆裂情形。

典型的缝型态。

2、允许极限：

（1）、若缝产生在表面，且宽度不超过0.02D，则缝是允许的。

（2）、对称呼径从1/4-11/2（含）的六角螺帽而言，产生上述缝时，应测试其保证荷重，如在标准范围内，则缝是允许的。

四、褶痕1、外观特征：

由于锻造加工中所产生的材料重褶现象称为褶痕，褶痕常产生在螺帽头顶专业知识篇第26页共36页或底面或在直径变化处或附近产生，典型的褶痕型态。

2、允许极限：

褶痕产生在凸缘与凸缘螺帽交界上，且延伸至主承面上，则褶痕是不允许的，其它褶痕均是允许的。

五、空隙1、外观特征：

原材料内部之空洞，或锻造加工后产生于物件表面孔隙称为空隙。

空隙因原材锈斑或切屑毛头或模具标记挤压后未完全填充而形成，典型的空隙型态。

2、允许极限：

（1）、产生于螺帽表面的空隙深度不超过0.010in或0.02D，且所有空隙总面积不超过承面面积（最小）的10%，则空隙是允许的。

（2）、决定承面上空隙面积的方式，必须由买卖双方协议。

六、工具擦伤1、外观特征：

在治模具移动间，于螺帽表面产生如纵向或同心圆槽般之浅沟称之为工具擦伤。

典型的工具擦伤型态。

2、允许极限：

（1）、承面上表面粗糙度Ra若不超过3.2UM，则工具擦伤是允许的。

（2）、在其它部位所产生之工具擦伤是允许的。

七、刻痕和击痕1、外观特征：

刻痕和击痕是因在制造过程、作业过程或运送过程中，由于物件和物件间以及物件和制造设备间发生强力磨擦或碰撞因而在螺帽表面上产生凹痕。

2、允许极限：

在不损及产品功能下，刻痕、击痕、齿痕及刮伤是允许的。

八、螺纹处重叠：

1、外观特征：

由于辗牙加工不当，产生金属材料重褶现象。

这种牙纹部分重叠是不允许的。

第五部分工艺流程第一章退火一、目的：

把线材加热到适当的温度，保持一定时间，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。

二、作业流程：

（一）、入料：

将需要处理的产品吊放炉内，注意炉盖应盖紧。

一般一炉可同时处理7卷（约1.2吨/卷）。

（二）、升温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）升至规定温度。

（三）、保温：

材质1018、1022线材在680-715下保持4-6h，材质为10B21，1039，CH38F专业知识篇第27页共36页线材在740-760下保持5.5-7.5h。

（四）、降温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）降至550以下，然后随炉冷却至常温。

三、品质控制：

1、硬度：

材质为1018、1022线材退火后硬度为HV120-170，材质为中碳线材退火后硬度为HV120-180。

2、外观：

表面不得有氧化膜及脱碳现象。

第二章酸洗一、目的：

除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。

二、作业流程：

（一）、酸洗：

将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除去线材表面的氧化膜。

（二）、清水：

清除线材表面的盐酸腐蚀产物。

（三）、草酸：

增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。

（四）、皮膜处理：

将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化