TS紧固件知识培训-第一部分基础知识解析

上海统盛周密紧固件紧固件专业学问培训教材第一局部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=1000mm

012345678910mm1cm2、英制计量：〔8进制〕1英寸=8英分1英寸=25.4mm1/163/165/167/169/1611/1613/1615/16

01/81/43/81/25/83/47/81inch3、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#其次章螺纹一、螺纹是一种在固体外外表或内外表的截面上，有均匀螺旋线凸起的外形。依据其构造特点和用途一般可分为三大类：〔一〕、一般螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。一般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。另外还有:紧固螺纹、管螺纹、专用螺纹等二.牙型分类法分为:

梯形螺纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹、三角形螺纹、短(或矮)牙螺纹、60∘及55∘螺纹等.三.协作性质或型式法分为:过渡协作螺纹、过盈协作螺纹、间隙协作螺纹、“锥/锥”协作螺纹、“柱/锥”协作螺纹、“柱/柱”协作螺纹等.四.螺距或直径大小分类法分为:粗牙螺纹、细牙螺纹、超细牙螺纹、小螺纹等.五.单位分类法分为:英制螺纹和米制螺纹.六.制造者姓氏或制造国分类法分为:惠氏螺纹、美制螺纹、英制螺纹、统一螺纹等.美国标准ANSIB1.10一般用途螺纹牙型角60°，牙底是平的或圆弧的内、外螺纹。圆弧牙底的只用于外螺纹，没有内螺纹UN恒定螺距系列的统一螺纹UNC粗牙系列的统一螺纹UNF细牙系列的统一螺纹UNEF超细牙系列的统一螺纹UNS特殊系列的统一螺纹UNR圆弧牙底恒定螺距系列的统一螺纹UNRC圆弧牙底粗牙系列统一螺纹UNRF圆弧牙内幕牙系列统一螺纹UNREF圆弧牙底超细牙系列统一螺纹UNRS圆弧牙底特殊系列统一螺纹美国标准ANSIB1.20.1管螺纹牙型角60°

NPT一般用途的锥管螺纹

NPSC

管接头用直管螺纹

NPTR杆连接用锥管螺纹

NPSM机械连接用直管螺纹

NPSL锁紧螺母用直管螺纹

NPSH软管连接用直管螺纹以上为美国标准ANSIB1.20.1牙型角为60°的英制管螺纹美国标准ANSIB1.20.1管螺纹NPTF干密封标准型锥管螺纹美国标准ANSIB1.20.3Ⅰ型PTF-SAESHORT干密封短型锥管螺纹美国标准ANSIB1.20.3Ⅱ型NPSF干密封标准型燃油用直管内螺纹美国标准ANSIB1.20.3Ⅲ型NPS1干密封标准型一般用直管内螺纹美国标准ANSIB1.20.3Ⅳ型ACME一般用途的梯形螺纹美国标准ANSIB1.5牙型角为29°的英制传动螺纹①尺寸和公差使用与标准系列一样的公式计算的标准系列之外的全部直径与螺距组合。②我国的60°圆锥管螺纹GB/T12716-1991与之等效。③ACME螺纹包括一般用途的和定心的两种协作的梯形螺纹，其中一般用途者与我国标准GB/T5796-1986规定的梯形螺纹的性能相类同。螺距用每英寸的牙数来表示，如：每英寸11牙，则螺距＝25.4/11＝2.309mm。公制、美制和英制螺纹标准

NPT，PT，G都是管螺纹．NPT是National(American)PipeThread的缩写，属于美国标准的60度锥管螺纹，用于北美地区．国家标准可查阅GB/T12716-1991PT是PipeThread的缩写，是55度密封圆锥管螺纹，属惠氏螺纹家族，多用于欧洲及英联邦国家．常用于水及煤气管行业，锥度规定为1:16．国家标准可查阅GB/T7306-2023G是55度非螺纹密封管螺纹，属惠氏螺纹家族．标记为G代表圆柱螺纹．国家标准可查阅GB/T7307-2023另外螺纹中的1/4、1/2、1/8标记是指螺纹尺寸的直径，单位是英寸．行内人通常用分来称呼螺纹尺寸，一寸等于８分，1/4寸就是２分，如此类推．G一般就是管螺纹的统称(Guan)，55，60度的划分属于功能性的，俗称管圆。即螺纹由一圆柱面加工而成。ZG俗称管锥，即螺纹由一圆锥面加工而成，一般的水管接头都是这样的二、螺纹协作等级：螺纹协作是旋合螺纹之间松或紧的大小，协作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，全部都是间隙协作。等级数字越高，协作越紧。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，如以下图：ThreadtolerancesofANSI(Pitchdiameter)NutthreadBoltthread+50+0+100+150+200+200+150+100+50

m2A301325/16UNC2B1355/16UNC1466g28M8PlainANSI6H160M8DIN3A753B981B200AllowanceforplatingZeroLine基準線〔零線〕1A15430Boltthread60o螺距p有效徑陽螺紋大徑(螺絲外徑)陰螺紋小徑(螺帽孔徑)Nutthread1/4H1/8HHH=0.866025PMajorDia.PitchDia.MinorDia.1/2HThreadprofile1、1A和1B级，特殊松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差协作。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，旋合形成最紧的协作，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级有一个协作公差，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的根本偏差为零。G的根本偏差为正值，e、f和g的根本偏差为负值。如以下图：ThreadtolerancesofJIS(Pitchdiameter)6H160JIS/DIN1466g28+50+0+100+150+200+200+150+100+50

mOldJIS二級牙二級牙Size:M81304080一級牙40190三級牙190三級牙80一級牙NutthreadBoltthread150Threadtoleranceposition-Metric5H7H6HZeroLine基準線〔零線〕4h6g8g電鍍餘隙AllowancegfNutthreadBoltthreadQuestion?ThreadtolerancesofDIN(PitchDiameter)NutthreadBoltthread+50+0+100+150+200+200+150+100+50

m1466g28Plain1186hAfterPlatingDIN6H160ZeroLine基準線〔零線〕1466g28754h5H1257H2002188g286H160Size:M8MediumCoarseFineH是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作外表镀层，或用极薄的磷化层。G位置根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，其镀前螺纹承受6g的公差带。3、螺纹协作最好组合成H/g、H/h或G/h，对于螺栓、螺母等精制紧固件螺纹，标准推举承受6H/6g的协作。Threaddesignation(螺纹标记)M8-6g公差大小公差位置H,G,...大寫字母表示正公差(螺帽)g,h,...小寫字母表示負公差(螺絲)M12X1.75粗牙M12X1.5細牙M12X1.25極細牙#10-24UNC粗牙#10-32UNF細牙三、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。螺纹大径根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(60°牙山角);H=0.960491P(55°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〕内的牙数来说明牙距〔如下表〕。〔五〕、牙型半角〔α/2〕：牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角，一般螺纹牙型半角为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：为两相协作螺纹，沿螺纹轴方向相互旋合局部的长度。M61.0M81.25M50.8M40.7M30.5M101.5M162.0M142.0M121.75M202.5Metricthread:Inchthread:1/420UNC1/213UNC3/816UNC5/811UNC3/410UNC#632UNC#832UNC#1024UNC18UNC#836UNF#1032UNF#640UNF1/428UNF1/220UNF3/824UNF5/818UNF3/416UNF112UNFPopularthreadpitchBasicthreadprofile-MetricNutthreadBasicProfile(ZeroLine)Boltthread螺紋公差ToleranceNutBolt60oToleranceposition+-0agbrzzc孔公差帶之位置軸公差帶之位置+-0ABCGJsRZCZHPThjsp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。螺纹大径根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〔25.4mm〕内的牙数来说明牙距。下表列举常用规格的牙距〔公制〕牙数〔英制〕1、公制自攻牙：

2、英制自攻牙：

3、日标墙板钉：4、机械螺丝〔机械牙〕：5、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。

BoltthreadR1、自攻牙：牙山角度为60°，尾尖角度为45°±5°。2、墙板钉：牙山角度为60°，〔也可依客户要求生产，如45°O±5°〕尾尖角度为25°±3°。3、夹板钉：〔Chipboardscrews〕牙山角度为40°±3°，尾尖角度为25°±3°或34°±3°〔客户特殊要求〕。4、钻尾螺丝：牙山角度为60°±5°，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。第三章材料一、目前市场上标准件主要有:碳钢不锈钢铜共三种材料〔一〕碳钢:我们以碳钢料中碳的含量区分为:低碳钢,中碳钢,高碳钢,合金钢,1、低碳钢C%≤0.25%国内通常称为A3钢。国外根本称为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.国外根本称为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%目前市场上根本没使用4、合金钢：在普碳钢中参与合金元素，增加钢材的一些特殊性能：如35、40铬钼、SCM435，10B38。12.9级螺丝主要使用SCM435铬鉬合金钢，主要成分有C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)、Cr(铬)、Mo(钼)。〔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。不銹鋼鉻鎳錳系鉻鎳系鉻系低鉻系200系300系400系500系奧斯田鐵奧斯田鐵肥粒鐵麻田賽鐵麻田賽鐵不能以熱處理硬化無磁性不能以熱處理硬化無磁性不能以熱處理硬化有磁性熱處理硬化有磁性熱處理硬化有磁性302/303304/316430410StainlesssteelgroupComparisonofstainlesssteelInternationalstandardISO3506AusteniticMartensiticFerriticA1

A2

A3

A4

A5

50

70

80

025035040

C1

C4

C35070110507080025035055025035040

aterialSteelgradePropertyclass:screws,nutsstyle1nuts0.5xdsoftwork-hardenedsoftsoftsoftwork-hardenedquenched,temperedquenched,temperedwork-hardenedStainlessSteelGroupDefinitionofStainlesssteel&PropertyclassA2-70Abbreviationofcompositiongroup:A=Austeniticchromium-nickelsteelAbbreviationofchemicalcomposition:1=free-cuttingsteelwithsulphuradditive2=cold-headingsteelalloyedwithchromiumandnickel3=cold-headingsteelalloyedwithchromium,nickelandstabilisedwithTi,Nb,Ta4=cold-headingsteelalloyedwithchromium,nickelandmolybdenum5=cold-headingsteelalloyedwithchromium,nickel,molybdenumandstabilisedwithTi,Nb,TaAbbreviationofpropertyclass:70=1/10oftensilestrengthofscrew/proofstressfornut80=1/10oftensilestrengthofscrew/proofstressfornutGradesforfasteners二、碳钢产品所使用的盘元：123645876.8级六角螺栓8.8级六角螺栓8.8级内六角螺钉10.9级六角螺栓│8│级螺帽8级螺帽10级螺帽4.8级六角螺栓1008K10101015K103210351040CH38F10391035ACR(M10以下)1040ACR〔M12以上〕CH38F1045ACR103910B2110B3310B38CH38F103910B21〔M10-M12〕10B33〔M14〕10B38〔M12-M24〕10B211045ACR10B381008K10101015(M<16)CH38F(M≥16)

CH38F103910B2110B3312级螺帽马车螺栓六角缘凸螺栓六角木螺钉自攻钉、墙板钉钻尾钉、夹板钉机螺钉家俱螺丝91311121014103910B2110B3310B38

100810101015CH38F103910B2110B3310B381008K101010181022CH22A10B2110081010三、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，并在确定程度上提高可淬性。即在淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进外表质量，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把握。3、镍〔Ni〕：提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐