螺纹紧固力工艺规范.docx
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螺纹紧固力工艺规范
螺纹紧固工艺规范
1适用范围
本规范适用于我公司各种产品常见螺纹连接的装配。
本规范可作为工艺人员编制工艺文件、生产现场进行工艺控制以及生产部门准备螺纹连接工具的依据；同时可作为产品螺纹连接可靠性检验以及进行工具申购和发放的参考。
说明：
功率器件的安装要求应按照DMBM0.054.121G《功率器件安装通用工艺规范》及DMBM0.072.001G《IGBT和SCR器件装配通用工艺规范》执行。
2引用标准、规范、参考书目及试验报告
本规范的制订主要依赖于一系列的试验结果、实践验证和理论计算，同时参考了国内外一些电子厂家的螺钉紧固数据。
所使用的资料如下：
2.1试验报告
略。
2.2标准规范
GB944.1-85 螺钉用十字槽
JISB1012-97 CrossRecessesforScrews
GB4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全
GB5267-85 螺纹紧固件电镀层
GB5779.1-86 紧固件表面缺陷-螺栓、螺钉和螺柱-一般要求
GB90-85 紧固件验收检查，标志和包装
Q/EFIOS.005-98超艺螺丝工业有限公司标准——十字槽自攻螺钉
GB3098.5-86紧固件机械性能自攻螺钉
GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹
MECHANICALFASTENINGWORKMANSHIPSTANDARD MDST-7472-005
2.3书目
《机械设计手册》第3卷机械工业出版社汪恺主编
《机械设计手册》第2卷机械工业出版社徐灏主编
《紧固件连接设计手册》国防工业出版社
《无线电整机装配工艺基础》天津科学技术出版社
3术语和约定
3.1说明
对本规范中的部分术语加以解释。
由于不同厂商、不同地区对一些相同的事物有不同的称谓，并可能已经使用在各种文件中，为避免产生歧义和误解，在本文中对一些称谓进行约定，在工作中应以本约定统一称谓。
3.2条目
3.2.1（螺纹）紧固
使用装配工具将螺纹连接件和螺纹紧固件紧密结合在一起，并保证一定预紧力的过程。
表示相同意思的称谓有：
拧紧，打紧，上紧，打螺钉等
3.2.2扭矩
在螺纹连接中，为达到一定的预紧力而通过装配工具施加在螺纹紧固件上的扭矩，表示相同意思的称谓有：
力矩，扭力。
扭矩国际单位为“牛顿·米”（N.m），工程单位为“千克力.厘米”（kgf.cm），换算关系：
0.98N.m=10kgf.cm，在实际计算中，可近似取1N.m=10kgf.cm。
在我司的生产中，一般以kgf.cm为单位。
3.2.3紧固扭矩
在紧固过程中，为保证足够的预紧力，以达到可靠的机械连接或（和）电气连接而通过装配工具施加在螺纹紧固件上的扭矩。
许多资料中称为“拧紧扭矩”，“拧紧力矩”等。
3.2.4松脱扭矩
为松开经过紧固的紧固件，通过装配工具施加在紧固件上的最小扭矩。
3.2.5手批、电批、风批和批头
手批（HandleScrewdriver）：
常用的称谓有手批、起子、改锥、手动螺钉旋具等。
根据手批头的不同，常用的手批有十字批（crossspointtipscrewdriver），一字批（flatbladescrewdriver），六角批（hexscrewdriver），手动套筒（nutsetter）等。
电批：
常用的称谓有电动起子，电动螺钉旋具等。
风批：
常用的称谓有风动起子，风动螺钉旋具等。
批头：
安装于电批和风批上。
常用称谓有起子头，电批/风批咀等。
批头根据其头部形状不同，有十字批头，一字批头，六角批头，套筒批头，六角花型批头等。
3.2.6螺纹紧固件、螺纹连接件
螺纹紧固件：
通过螺纹连接进行紧固的所有紧固件统称，如螺钉，螺栓，螺母等。
螺纹连接件：
通过螺纹连接被紧固的所有紧固件、元器件的统称，如被螺栓-螺母紧固的钢板等。
3.2.7手批、批头的规格
手批和批头因各制造厂家的不同，对其规格描述各有不同，针对我司的需求，在“工具选用”一节中作了详细的约定，请参考4.2条。
3.2.8螺钉槽损坏
在螺钉紧固过程中，由于各种原因造成螺钉十字槽或一字槽镀层破坏，或者十字槽/一字槽磨损，起毛刺，破损等机械损坏。
在口语中，常称为“螺钉打花”。
3.2.9螺纹紧固失效
螺纹紧固失效可以分为螺纹连接失效、紧固件失效和连接件失效。
螺纹连接失效
●因强度不够引起螺纹紧固件破坏，如螺杆拉断，螺纹破坏（滑丝）。
●松动或松脱。
●由于压力不够，从而使密封、屏蔽、接地、低阻电导通等场合不能达到相应要求。
紧固件失效
●外观损坏，从而进一步影响连接性能。
如锈蚀等。
●螺钉槽型损坏。
连接件失效
●连接件失效主要表现在连接件强度不够或连接压力过大，从而引起连接件被压溃、折断。
●外观损伤。
4螺纹连接要素说明和控制
本节内容的目的在于从装配角度去控制螺纹连接的可靠和防锈，装配可靠性的控制在于保证足够的预紧力，防锈的控制在于防止螺纹紧固件镀层脱落和机械损伤，下面就影响螺纹连接可靠性和防锈的装配要素以及各要素的控制方法加以详细说明。
4.1螺纹连接要素说明
4.1.1紧固扭矩
紧固扭矩是影响螺纹连接可靠性最主要的因素，选择适当的紧固扭矩是保证预紧力和防止螺纹紧固件机械损伤的关键。
紧固扭矩大小的确定由主到次由以下因素制约：
螺纹紧固件公称直径
螺纹紧固件公称直径是影响紧固扭矩最主要的因素，在其他条件相同的情况下，直径越大，所需紧固扭矩也越大，具体数值见4.3。
螺纹紧固件材料等级
一般机械用碳素钢和合金钢外螺纹紧固件按机械性能分为3.6，4.6，4.8，5.6，5.8，6.8，8.8，9.8，10.9，12.9共10个等级，一般情况下，如果没有特意提及，都为4.8级。
对于每一级别，小数点前面的数据代表材料抗拉强度的1/100，小数点后面的数代表材料屈服强度或屈服点和抗拉强度比值的10倍，所以级别越高，对应扭矩越大。
公称高度≥0.8D（螺纹有效长度≥0.6D）的螺母，用螺栓性能等级的第一部分数字标记，分为4，5，6，8，9，10，12七个等级；螺母等级的选用按附表。
螺纹连接件材料
螺纹连接件材料的考虑，对连接件上有螺纹时，其考虑和螺纹紧固件的考虑是相同的；对于没有螺纹的连接件，还应考虑其他受力情况，如果因为其他受力更容易引起破坏，则应首先考虑。
螺纹连接使用场合
不同使用场合对紧固扭矩的要求是不同的，如一般电信产品在运行工作时对螺纹连接的机械连接强度要求并不高，但对于散热、屏蔽、密封、接地等场合，要求使用较大的紧固扭矩。
螺纹紧固件和连接件之间结合面的润滑程度和粗糙度
紧固扭矩主要由三部分组成，50%用来克服螺纹紧固件和螺纹连接件结合面之间的摩擦扭矩，40%用来克服螺纹副之间的摩擦扭矩，其余10%用来克服螺纹副之间的反拧扭矩。
可见结合面之间的粗糙度和润滑程度也直接影响紧固扭矩的大小，为保证足够的预紧力，对粗糙结合面的连接，应使用较大紧固扭矩；而对于光滑结合面，就可以使用较小紧固扭矩。
4.1.2螺纹紧固件头部形状
公司常用的螺纹连接主要是螺钉连接，另外有螺柱、穿心电容、电缆接头等。
在进行紧固装配选用工具时，应注意以下区别：
不同头部形状使用不同工具；
紧固件直径不同使用的工具型号大小也不同；
按不同标准要求生产的紧固件使用的工具也有差别。
●头部形状
根据所需要的紧固工具不同可分六角头、内六角、带十字槽的和内六角花型（六角花型型）：
六角头——六角套筒、套筒批头、扳手等。
内六角——六角手批或六角批头。
带十字槽——十字批或十字批头，十字槽使用最为普遍，下面将详细介绍。
带一字槽——一字批，对一字槽，建议不要使用电批紧固，以免损坏一字槽。
●十字槽
公司最常用的紧固件头部形状是带十字槽的紧固件，螺钉十字槽通用有Z型和H型2种，常用H型，H型十字槽在紧固时需要附加一定的轴向力。
螺钉十字槽的形状、深度直接决定了十字批和十字批头的选用，而十字槽的形状和深度不仅会因螺钉大小不同而不同，还和十字槽头部形状有关。
十字槽头部形状有盘头（P型），沉头（K型），半沉头（O型），扁圆头（T头），球面锥柱头（B头），半圆头（V头），带法兰盘头（PW头）以及小盘头（日标盘头）。
注意：
一般情况下，相同直径不同头部形状的十字槽可以选用相同型号的工具；在要求较严的场合，可以按表7要求，使半沉头（O型）选用大1号工具，小盘头使用小1号工具。
4.1.3十字批/十字批头形状：
紧固工具十字头的选用应适合螺钉十字槽的形状，合适的工具是防止大扭矩情况下螺钉十字槽的机械损伤，同时也是保证大扭矩情况下，得到合适的预紧力。
选用的理想状态就是当手批/批头的十字头插入螺钉十字槽时，在深度上，基本上能插到槽底，在宽度上，能够插满十字槽，并得到较好的吻合，这样就可以保证紧固时，螺钉十字槽受载面积较大，防止大扭矩损坏十字槽。
所以在手批/批头的选用中，一定要注意PXd（其含义在工具选用一节中有详细说明）的大小。
可以说，螺钉紧固时，十字头和十字槽的配合的重要性并不亚于紧固扭矩的选择。
注意：
在十字批头的选用中，由于我们普遍使用日产电批和批头，而螺钉生产有按国标和日标两种规格，所以应注意国标和日标的区别。
4.1.4电批/风批扭矩范围：
电批和风批的选择要注意其扭矩范围，为保证较精确地控制扭矩，一般电批/风批的扭矩范围应满足以下关系：
所需扭矩<电批/风批最大扭矩<3倍所需扭矩
电批/风批最小扭矩<0.8倍所需扭矩
例如现在紧固螺钉需要0.2N.M的扭矩，则可以选用扭矩介于0.15~0.6N.m之间的电批，而如果选用最大值为2.0的电批则扭矩很难精确控制。
公司目前普遍使用的HIOS电批，主要有以下几种：
表1 HIOS电批规格
型号
扭矩可调范围
可配合批头
CL-3000
0.3~2kgf.cm
卡接式
CL-4000
1~5.5kgf.cm
卡接式
CL-6000
2~10kgf.cm
卡接式
CL-6500
3~16kgf.cm
卡接式
CL-7000
3~25kgf.cm
卡接式
4.1.5操作方法
操作方法是影响连接质量的“软参数”，这些参数包括：
电批转速选择
物料拿取方法
工具使用方法
4.2工具选用
4.2.1十字批和十字批头
图示
图1十字批
规格表示方法：
手批类型-PXL
示例：
十字批1X75
图2十字批头
示例：
十字批头-卡接式Ø5-1X3X30X60
十字批和十字批头规格参数说明
●安装方式指批头和电批/风批的接口形式，有卡接式和插接式两种（见图3）。
卡接式插接式
图3安装方式
●P值：
如下图所示，对十字头而言P越小，表示顶部十字越尖；P越大，表示顶部十字越钝；对批头而言，如0号批头、1号批头即指P值为0和1的十字批头。
常用的批头有00号，0号，1号和2号。
●批头之Ø值：
批头和电批/风批接口大小，常用有4毫米、5毫米、6毫米和8毫米。
对公司常用的HIOS电批而言，使用5毫米的卡接式批头,其代码为D76。
常用十字批和十字批头规范参数范围
●常用十字批规格各参数的范围如下：
表2 常用十字批规格
参数
范围
P
0，1，2，3，4
L
30，60，75，100，150，200，250，300，350，500
●常用十字批头规格参数范围如下：
表3常用十字批头规格参数
参数
P
d
M
L
范围
00
2，1.6
20，16
60
0
2.5，2，1.8
25，2，18
50，60
1
1.6，2.5，3
16，25，30
60
1
5
60，80，100，120，150，200，
2
3
30
60
2
5
50，60，75，80，100，120，150，200，250
注意：
手批之P值和批头之P值不相同。
4.2.2一字批和一字批头
图示
图5一字批
规格表示方法：
手批类型-头部形状-LXd
示例：
一字批-普通型-40X3。
一字批规格参数说明
头部形状
一字批头部形状常用的有普通型和电讯型两种，区别如下图：
图6上面为普通型一字批，下面为电讯型一字批
常用一字批规格范围
表4常用一字批规格
参数
范围
L
30，60，75，100，150，200，250，300，350，500
d
3，4，5，6，7，8，9，10，12
不推荐使用电批或风批紧固一字螺钉，所以一字批头略。
4.2.3六角批、手动套筒、扳手和六角批头、套筒批头
图示
图7手动套筒和套筒批头
手动套筒规格表示方法：
手动套筒-A/FXL
套筒批头规格表示方法：
套筒批头-A/FXdXL
示例：
手动套筒-6X150；套筒批头-6X10X75
图8六角批和六角批头
六角批规格表示方法：
六角批-HXdXL
六角批头规格表示方法：
六角批头HXdXL（L表示批头总长度）
示例：
六角批-2.5X3.5X150；六角批头-2.5X3.5X49
图9扳手
自上而下为：
单头扳手，表示方法：
单头扳手+开口宽度，示例：
单头扳手6。
双头扳手，表示方法：
双头扳手+开口宽度X开口宽度，示例：
双头扳手6X7
梅花表示，表示方法：
梅花扳手+开口宽度X开口宽度，示例：
梅花扳手6X7。
两用扳手，表示方法：
两用扳手+开口宽度，示例：
两用扳手6
六角批、手动套筒、扳手和六角批头、套筒批头规格参数说明
●扳手的开口宽度和套筒的A/F值和所要紧固的螺纹大小有一定对应关系，见下表。
表5
开口宽度或A/F值
4
5
5.5
6
7
8
9
10
11
13
对应螺纹大小M
2
2.5
3
3.5
4
5
6
6
7
8
开口宽度或A/F值
15
16
17
18
19
24
27
30
32
36
对应螺纹大小M
10
10
10
12
12
16
18
20
20
24
●六角批头和六角批的H值和所要紧固的螺纹大小对应关系见下表。
表6
H值
1.5
1.5
2
2.5
3
4
5
6
8
10
14
17
对应螺纹M
1.6
2
2.5
3
4
5
6
8
10
12
16
20
常用六角批、手动套筒、扳手和六角批头、套筒批头规格参数范围
●常用单头扳手和两用扳手
常用扳手范围值同表四中“开口宽度或A/F值”一栏的数值。
●常用双头扳手和梅花扳手
常用扳手有6X7，8X9，10X11，10X13，12X13，14X15，16X17，17X19，18X19，19X22，22X24，24X27，30X32。
●常用套筒批头
5.5X9X75，6X10X75，7X13X75，8X13X75，9X14X75，10X16X75
●常用六角批头
2.5X3.5X49，3X3.5X49，4X4.6X49，5X5.8X49，6X49。
4.3紧固扭矩选择和批头选用
常用螺钉扭矩和工具选用见表7。
表7扭矩和工具选用表
规格型号
紧固扭矩/松脱扭矩（单位：
kgf.cm）
（扭矩范围：
±10%）
工具选用
大类
小类
一般连接
高紧密度连接
钢-塑胶，铝型材，铜
钢-钢
钢-铸铝，翻边螺纹
钢-钢
钢-铸铝
钢-铝型材
十字螺钉
M2
0.8
1.5
1.5
2.5
2.5
1.5
批头：
D76-00X2X20X60
D76-0X2.5X25X60
M2.5
1.6
3
3
5.5
4.5
3
D76-0X2.5X25X60
M3
3
5.5
5
10
8
6
D76-2X5X60~250
（D76-1X5X60~150）
M4
6
12
10
16
14
12
D76-2X5X60~250
（D76-1X5X60~150）
M5
10
20
13
30
28
20
D76-2X5X60~250
（D76-1X5X60~150）
M6
15
30
28
50
48
30
D76-2X5X60~250
或者将2#批头手工磨至更钝
英制螺钉
1/8"
3.5
6.5
6.5
D76-2X5X60~250
（D76-1X5X60~150）
1/4"
12
17
D76-2X5X60~250
六角头元器件（如六角头螺柱，螺母，穿心电容等）
同相配合十字螺钉的扭矩值
同相配合十字螺钉的扭矩值
同相配合十字螺钉的扭矩值
配相应大小的套筒
如：
六角套筒-6X10X75
内六角螺钉
同相配合十字螺钉的扭矩值
同相配合十字螺钉的扭矩值
同相配合十字螺钉的扭矩值
配相应大小的六角头批头
如：
六角头-5X5.8X49
SMA接头
3.5
5.7
扭矩扳手
紧密APC接头
3.5
9
扭矩扳手
说明：
1.如果因为排拉等原因，同一电批需要紧固不同大小螺钉，可以选用不同螺钉扭矩范围相重叠区域，对于螺纹连接件表面较光滑的连接，扭矩可以选用较小值（紧固扭矩和松脱扭矩都适用）；对于加弹垫的螺钉，扭矩可以取较小值（只对紧固扭矩）。
如果不同螺钉扭矩相差较大，则应配备多把电批。
2.在“工具选用”中，括号内型号为不推荐型号，但因为排拉等原因而且为“一般连接”的情况下可以采用。
3.“高紧密度连接”指螺纹连接需保证密封、散热、屏蔽以及结构件有大电流通过等场合的连接。
4.对于公司经常遇到的塑胶件风扇紧固，如果使用自攻螺钉连接，则可套用“钢-塑胶，铝型材，铜”的连接场合；如果使用单边固定，则可套用“钢-钢，铸铝（一般连接）”的连接场合；不推荐使用双边固定。
对于塑胶件风扇的紧固问题详细请查看相应的技术文件和工作联络单。
5.一般情况下，相同直径不同头部形状的十字槽可以选用相同型号的工具；在要求较严的场合，可以按表7要求使半沉头（O型）选用大1号工具，小盘头使用小1号工具。
6.对于大于M3的饰钉，紧固扭矩可比表中相应数值小40%~60%。
7.对于其他特殊的连接场合，套用本规范引起批量性连接缺陷；或者具体的装配操作指导书和本规范有不一致之处，应以具体的装配操作指导书的要求为准，并通知工艺人员确认。
铜排和铜排搭接、电缆端子和铜排搭接时，连接螺栓的紧固力矩见表8。
表8铜排连接螺栓紧固力矩表
螺纹规格
紧固力矩（单位：
㎏f﹒cm）（力矩范围：
±10%）（连接等级4.8）
紧固力矩（单位：
㎏f﹒cm）（力矩范围：
±10%）（连接等级8.8）
M5
30
60
M6
45
90
M8
110
230
M10
220
450
M12
390
780
统一螺纹（美制螺纹）标准力矩见表9。
表9 统一螺纹（美制螺纹）标准力矩表
米制螺纹
统一螺纹
标准力矩值（N.m）
大径（mm）
大径
（英寸）
大径
（mm）
Lowcarbonsteelscrew&washer
低碳钢
Stainlesssteelscrew&washer
不锈钢
Alloysteelscrew&washer
合金钢
Brassscrew&washer
黄铜
Aluminumscrew&washer
铝
Nylonscrew
尼龙
M3
#4
2.845
0.37-0.53
0.7-0.9
0.63-0.90
0.34-0.49
0.20-0.33
0.09-0.16
M4
#8
4.166
1.51-2.01
2.0-2.5
2.32-3.06
1.36-2.12
0.69-1.22
0.40-0.68
M5
#10
4.826
1.76-2.35
2.4-3.0
3.39-4.52
1.58-2.10
0.95-1.56
0.45-0.77
M6
1/4
6.350
6.22-7.35
7.2-8.80
8.70-10.85
5.20-6.95
3.62-5.15
1.36-2.26
M8
5/16
7.938
13－15
13.5-16.5
17－22
9－12
7－9
3－4
M10
3/8
9.525
20－24
25-31
34－40
18－22
12－16
4－7
M12
1/2
12.700
44－53
51-61
81－96
38－48
27－35
6－10
说明：
1.表中的数据整理自LIEBERTNORTHAMERICAWORKMANSHIPSTANDARDS LNA-MFST-005
2.以上力矩为统一螺纹的标准力矩，为方便使用，表中列出了和统一螺纹近似对应的米制螺纹。
自攻螺钉紧固力矩见表10。
表10自攻螺钉紧固扭矩
规格
钢连接件
最大紧固扭矩
kgf.cm
最小紧固扭矩
kgf.cm
塑胶件/变形铝合金
最大紧固扭矩
kgf.cm
最小紧固扭矩
kgf.cm
连接件厚度（mm）
材料抗拉强度（Ma）
连接件厚度
材料抗拉强度（Ma）
ST1.6
1.2
412
2
1
3
50
1
0.5
ST2.2
1.2
412
2.3
1.5
3
50
1.2
0.5
ST2.6
1.2
412
4.5
3
3
50
1.6
1.1
ST2.9
1.2
412
7
5
3
50
2.7
1.8
ST3.3
1.2
412
8
6
3
50
3.6
2.4
ST4.2
1.9
412
20
13
5
50
7
5
ST4.8
3.1
412
26
15
5
50
7.5
5.5
ST6.3
4.7
412
50
35
8
50
17
11
说明：
1、具体紧固扭矩应介于“最大紧固扭矩”和“最小紧固扭矩”之间，对于使用电批紧固方式，应采用较小扭矩；对手批紧固可使用较大扭矩。
2、对于连接件材料或厚度和表中数据不同的，可以大致按线性规律进行估算。
高等级螺纹连接扭矩见表11。
表11高等级螺纹连接扭矩参考值
连接等级
紧固扭矩（N.m）（连接件为普通钢件）
M8
M10
M12
M14
M16
4.6
10-12
20-25
35-44
54-69
88-108
4.8
13-16
26-33
46-58
72-92
117-144
5.6
12-15
25-31
44-54
69-88
108-137
6.8
14-18
29-39
49-64
83-98
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