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螺丝工艺基础知识

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=1000mm

1cm

0123

456

7

8910

mm

2、英制计量：

（8进制）

1英寸=8英分

1英寸=25.4mm

3/8

X25.4=9.52

1/163/165/16

111111

7/169/16

11111

11/16

11

13/1615/16

iiii

01/81/4

3/81/25/8

3/4

7/81inch

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#

第二章螺纹

有均匀螺旋线凸起的形状。

根

、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上,

据其结构特点和用途可分为三大类：

）、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咼。

）、传动螺纹:

牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。

）、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。

、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，如图所示：

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%。

（二八公制螺纹，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、山三级，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r

偏1

ra

f

G

H

内螺纹

I/HU一

基本中径

fg

7

h

外螺纹

差

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。

（三八螺纹标记

M10X1-5g6gM10X1~6H

J顶径公差代号-匚中径和顶

径公差代号（相同）

一中径公差代号

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。

（二八中径（D2、d2）：

D2=d2=D（d）—2x3H/8,式中H为原始三角形高：

H=（V3/2）P=0.866025P（6（O牙山角）；H=0.960491P（55°牙山角）

（三八小径/牙底径（D1、di）:

为外螺纹牙顶或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。

（四八螺距（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）。

规格

牙距

规格

称呼

牙数

粗牙

细牙

极细牙

粗牙

细牙

韦氏牙

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

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

（五八牙型半角（a/2）:

牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角，普通螺纹牙型

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°。

（六八螺纹旋合长度：

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（di），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

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

ST

1.5

ST

1.9

ST

2.2

ST

2.6

ST

2.9

ST

3.3

ST

3.5

ST

3.9

ST

4.2

ST

4.8

ST

5.5

ST

6.3

ST

8.0

ST

9.5

牙距

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、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

3、日标墙板钉:

规格

6#

7#

8#

10#

粗牙

牙数

9

9

9

8

牙距

2.82

2.82

2.82

3.18

细牙

牙数

18

16

15

12

牙距

1.41

1.59

1.69

2.11

4、机械螺丝（机械牙）：

规格

公制（牙距）

英制

刖（牙数）

M2.5

M3

M3.5

M4

M5

M6

M8

4#

5#

6#

8#

10#

12#

1/4

粗牙

0.45

0.5

0.6

0.7

0.8

1.0

1.2

40

40

32

32

24

24

20

细牙

0.35

0.35

0.35

0.5

0.5

0.75

1.0

48

44

40

36

32

28

28

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。

1、自攻牙：

牙山角度为60°，尾尖角度为45。

土5°。

2、墙板钉：

牙山角度为60°，（也可依客户要求生产，如45°±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%

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、SUS304SUS316。

（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。

、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

1008K10101015K

2

6.8级六角螺栓

103210351040CH38F1039

3

8.8级六角螺栓

1035ACR（M10以下）1040ACR（M12以上）CH38F

1045ACR103910B2110B3310B38

4

8.8级内六角螺栓

CH38F103910B21（M10-M12）10B33（M14）10B38

（M12-M24）10B21

5

10.9级六角螺栓

1045ACR10B38

6

18丨级螺帽

1008K1010

7

8级螺帽

1015（M<16）CH38F（M>16）

8

10级螺帽

CH38F103910B2110B33

9

12级螺帽

103910B2110B3310B38

10

马车螺丝

100810101015

11

六角缘凸螺栓

CH38F103910B2110B3310B38

12

六角木螺丝

1008K1010

13

自攻钉、墙板钉钻尾钉、夹板钉

10181022CH22A

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、矶（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

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Mo

Cu

304M

<0.06

<1.0

w2.0

w0.045

w0.03

8.91-10.0

18.0-20.0

0

0

316

<0.03-0.06

<1.0

w2.0

w0.045

w0.03

10.0-14.0

16.0-18.0

2.0-3.0

0

304HC

<0.08

<1.0

w2.0

w0.045

w0.03

8.0-10.5

17.0-19.0

0

1.0-3.0

（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。

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316<304HC<304M。

316材质抗化学品腐蚀，抗孔蚀性及抗海水耐蚀性能相对于304M及

304HC要优良。

2、总之，不锈钢标准件特性为耐腐蚀、美观、卫生，但其强度、硬度正常

情况下相当于碳钢（6.8级）故对不锈钢产品应不可撞击、敲打、注意维护其表面光洁度、精度，且不能和使用碳钢产品一样随便施加力量，亦不

可施力过大，同时因不锈钢延展性好，在使用时产生钢屑易粘于螺帽牙级处，增加摩檫力，易导致锁死，而使用碳钢即使产生铁屑也会掉落，相对于不锈钢不易锁死。

第二部分大螺丝

第一章产品分类

」、产品大类

（一）、六角螺栓（HEXAGONHEADBOLTS）

1、英制螺栓参照标准为ANSI/ASMEB18.2.1，日标参照JISB1180

（韦氏牙）。

英制参照BSW916（韦氏牙）。

（1）、HEXMACHINEBOLT:

无华司、有束尾、半牙六角螺栓，

（2）、HEXTAPBOLT:

无华司、无束尾、全牙六角螺栓，

（3）、HEXCAPSCREWS:

有华司、有束尾、半牙六角螺栓，

老国标

新国标

ISO标准

DIN（德标）

GB30

GB5780（半牙）

ISO4016

DIN601

GB5781（全牙）

ISO4018

DIN558

GB5782（半牙）

ISO4014

DIN931

GB5783（全牙）

ISO4017

DIN933

2、公制螺栓参照标准如下，其相互区别如表所示：

（二）、马车螺丝/圆头方颈螺栓（CarriageBolts）:

ANSI/ASMEB18.5；DIN603；ISO8677;GB12；GB14

（三）、内六角螺栓（Hexagonsocket-headcapscreWs

DIN912;GB70;ISO4762;ANSI/ASMEB18.3

（四）、六角木螺丝（HexagonHeadLagScrews:

ANSI/ASMEB18.2.1DIN571

（五）、家俱螺丝（Furniturescrews）:

依客户标准

（六）、六角法兰螺栓（HexagonFlangeBolt）:

IFI111GB5787DIN921

、产品的识别

（一）、螺栓各部位图示:

J螺纹公称直径-I杆部直径L公称长度L0螺纹长度六角头厚度C螺纹倒角C。

六角头倒角r过渡圆六角对边六角对角

5/16

1

-18X3

11

▼

称

牙

长

呼

径

数

度

如M20-2.5X150

称牙长

呼

径距度

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

320N/mm2。

不锈钢产品强度等级标志由“一”隔开的两部分组成。

标志代号中“一”前符号表示材料。

女口：

A2,A4等标志“一”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。

第二章工艺流程

、生产流程

包装

1、盘元是指自厂商购入原始盘条，一个盘元主要包括以下几个方面的参数：

A、厂牌B、品名C、规格D、

材质

E、炉号或批号F、数量/重量

2、钢中的主要化学成份有：

C、Mn、P、S、Si、Cu、Al，其中Al、Cu的含量越低越好。

（二八退火：

消除线材加工内应力，增加其可锻造性。

（三八酸洗：

除去线材表面的一层氧化膜，同时对线材进行表面润滑，以利抽线。

―►―►—►—►'_►

盐酸水洗草洗水洗（60-80C）磷酸盐水

洗润滑剂

（四八抽线：

为了达到我们需要的线材直径。

酸洗抽线

盘元

退火酸洗抽线

（5）打头（成型）及辗牙：

完成产品外形，并加以牙形的塑造。

（6）、热处理：

改变螺丝的机械性能。

（7）电镀：

为了满足客户的要求进行的表面处理，同时也可以增加螺丝的

某些性能。

如防锈、美观等。

（8）、包装：

依标准或客户要求将产品予以装盒/箱。

（9）以上各工序详见第五部分。

第三部分小螺丝

第一章产品分类

一、产品大类：

（一）、自攻钉（Tappingscrews

1、参照标准：

英制自攻钉参照标准为ANSI/ASMEB18.6.4，公制的参照

标准有GB845

（R+）、GB846（F+）、GB847（0+）、JISB1115（-）、JISB1122

（+）JISB1126（HW）、JISB1127（HF）、JISB1125、

DIN7971、DIN7972、DIN7973、DIN7981、

DIN7982、DIN7983、ISO1479（H）、ISO1481（B-）、ISO1482（F-）、

ISO1483（O-）、

ISO7049（P+）、ISO7050（F+）、ISO7051（O+）。

2、头型：

新、老国标中均有三种头型：

老国标为圆头（R）,沉头（F）和半沉头（O）,

新国标有盘头（P）、沉头（F）和半沉头（O）,英制自攻钉有各种头型。

目前常

见的自攻钉头型有如下：

P型F型O型

点工二二匕一厂亠一--JJfl

飞茁*'聾”-r

vVliT'・I——L—I—^.'―*1,/——^1,/1r

BPB

3、牙型：

目前自攻钉牙型有A、AB、B、BT、BP\BF、C、D、T等牙

U.S.A.紧固件标准（原版）第

4、AB牙和A牙的区别：

1新版IFI标准已将A牙产品淘汰，但由于市场需要，一些企业也都在生产A牙产品。

A牙AB牙产品主要区别在于其牙数不同，（如表一所示）。

2A牙和AB牙牙外径和牙底径也不相同（如表二所示）。

3盘头14#A牙和AB牙产品头部尺寸不同（如表三所示），其他规格产品

基本尺寸等则相同。

表

规格

4#

5#

6#

7#

8#

10#

12#

14#

牙

AB牙

24

20

20

19

18

16

14

14

数

A牙

24

20

18

16

15

12

11

10

表二

规格

4#

5#

6#

7#

8#

10#

12#

14#

牙

外

径

AB

牙

下限

2.79

3.20

3.43

3.79

4.09

4.65

5.13

6.10

上限

2.90

3.30

3.53

3.91

4.22

4.80

5.46

6.25

A

牙

下限

2.79

3.20

3.45

3.86

4.11

4.78

5.46

6.30

上限

2.90

3.30

3.58

4.01

4.27

4.93

5.61

6.45

表三

检测项目

牙型

头径

割沟头厚

割沟深

割沟宽

十字

头厚

十字深

十字宽

A

11.60-12.0

93.20-3.53

1.72-2.10

1.63-1.90

3.96-4.29

3.00-3.66

6.81-7.1

AB

12.05-12.42

:

3.34-3.58

1.81-2.13

1.66-1.8