第一章度量
當(dāng)今世界上長度計量單位主要有兩種,一種為公制,計量單位為米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等,在歐州、我國及日本等東南亞地區(qū)使用較多,另一種為英制,計量單位主要為英寸(inch),相當(dāng)于我國舊制的市寸,在美國、英國等歐美國家使用較多。
1、公制計量:(10進(jìn)制)
1m =100 cm=1000 mm
2、英制計量:(8進(jìn)制)
1英寸=8英分1英寸=25.4 mm3/8¢¢×25.4 =9.52
3、1/4¢¢以下的產(chǎn)品用番號來表示其稱呼徑,如:4#,5#,6#,7#,8#,10#,12#
第二章螺紋
一、螺紋是一種在固體外表面或內(nèi)表面的截面上,有均勻螺旋線凸起的形狀。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和用途可分為三大類:
(一)、普通螺紋:牙形為三角形,用于連接或緊固零件。普通螺紋按螺距分為粗牙和細(xì)牙螺紋兩種,細(xì)牙螺紋的連接強(qiáng)度較高。((二)、傳動螺紋:牙形有梯形、矩形、鋸形及三角形等。
(三)、密封螺紋:用于密封連接,主要是管用螺紋、錐螺紋與錐管螺紋。
二、螺紋配合等級:
螺紋配合是旋合螺紋之間松或緊的大小,配合的等級是作用在內(nèi)外螺紋上偏差和公差的規(guī)定組合。
(一)、對統(tǒng)一英制螺紋,外螺紋有三種螺紋等級:1A、2A和3A級,內(nèi)螺紋有三種等級:1B、2B和3B級,全部都是間隙配合。等級數(shù)字越高,配合越緊。在英制螺紋中,偏差僅規(guī)定1A和2A級,3A級的偏差為零,而且1A和2A級的等級偏差是相等的。
等級數(shù)目越大公差越小,如圖所示:
1、1A和1B級,非常松的公差等級,其適用于內(nèi)外螺紋的允差配合。
2、2A和2B級,是英制系列機(jī)械緊固件規(guī)定最通用的螺紋公差等級。
3、3A和3B級,旋合形成最緊的配合,適用于公差緊的緊固件,用于安全性的關(guān)鍵設(shè)計。
4、對外螺紋來說,1A和2A級有一個配合公差,3A級沒有。1A級公差比2A級公差大50%,比3A級大75%,對內(nèi)螺紋來說,2B級公差比2A公差大30%。1B級比2B級大50%,比3B級大75%。
(二)、公制螺紋,外螺紋有三種螺紋等級:4h、6h和6g,內(nèi)螺紋有三種螺紋等級:5H、6 H、7H。(日標(biāo)螺紋精度等級分為I、II、III三級,通常狀況下為II級)在公制螺紋中,H和h的基本偏差為零。G的基本偏差為正值,e、f和g的基本偏差為負(fù)值。如圖所示:
H是內(nèi)螺紋常用的公差帶位置,一般不用作表面鍍層,或用極薄的磷化層。G位置基本偏差用于特殊場合,如較厚的鍍層,一般很少用。
2、g常用來鍍6-9um的薄鍍層,如產(chǎn)品圖紙要求是6h的螺栓,其鍍前螺紋采用6g的公差帶。
3、螺紋配合最好組合成 H/g、H/h或G/h,對于螺栓、螺母等精制緊固件螺紋,標(biāo)準(zhǔn)推薦采用6H/6g的配合。
(三)、螺紋標(biāo)記
三、機(jī)械螺紋的主要幾何參數(shù):
(一)、大徑/牙外徑(D、d):為外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底重合的假想圓柱直徑。螺紋大徑基本代表螺紋尺寸的公稱直徑。
(二)、中徑(D2、d2):D2=d2=D(d)-2x3H/8 ,式中H為原始三角形高: H=(√3 /2)P=0.866025P(60O牙山角;H=0.960491P(55 O牙山角)
(三)、小徑/牙底徑(D1、d1):為外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑。
(四)、螺距(P):為相鄰牙在中徑線上對應(yīng)兩點的軸向距離或相鄰牙山或兩相鄰牙谷間的距離。在英制中以每一英寸(25.4 mm)內(nèi)的牙數(shù)來表明牙距(如下表)。
規(guī)格 |
牙距 |
規(guī)格 |
稱 呼 徑 |
牙數(shù) | ||||||
粗牙 |
細(xì)牙 |
極細(xì)牙 |
粗牙 |
細(xì)牙 |
韋氏牙 | |||||
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)、牙型半角(α/2):牙側(cè)與螺紋軸線的垂線間的夾角,普通螺紋牙型半角為60O/2,韋氏牙(BSW)螺紋牙型半角為55O/2。一般木螺絲牙山角度為60 O,尾尖角度60O。
(六)、螺紋旋合長度:為兩相配合螺紋,沿螺紋軸方向相互旋合部分的長度。
四、自攻、自鉆螺紋的主要幾何參數(shù):
1、大徑/牙外徑(d1),為螺紋牙頂重合的假想圓柱直徑。螺紋大徑基本代表螺紋尺寸的公稱直徑。
2、小徑/牙底徑(d2):為螺紋牙底重合的假想圓柱直徑。、牙距(p):為相鄰牙在中經(jīng)線上對應(yīng)兩點的軸向距離。在英制中以每一英寸(25.4 mm)內(nèi)的牙數(shù)來表明牙距。
下表列舉常用規(guī)格的牙距(公制)牙數(shù)(英制)
1、公制自攻牙:
規(guī)格 |
S T 1.5 |
S T 1.9 |
S T 2.2 |
S T 2.6 |
S T 2.9 |
S T 3.3 |
S T 3.5 |
S T 3.9 |
S T 4.2 |
S T 4.8 |
S T 5.5 |
S T 6.3 |
S T 8.0 |
S T 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:
規(guī)格 |
4# |
5# |
6# |
7# |
8# |
10# |
12# |
14# | |
牙 數(shù) |
AB牙 |
24 |
20 |
20 |
19 |
18 |
16 |
14 |
14 |
A牙 |
24 |
20 |
18 |
16 |
15 |
12 |
11 |
10 |
3、日標(biāo)墻板釘:
規(guī)格 |
6# |
7# |
8# |
10# | |
粗牙 |
牙數(shù) |
9 |
9 |
9 |
8 |
牙距 |
2.82 |
2.82 |
2.82 |
3.18 | |
細(xì)牙 |
牙數(shù) |
18 |
16 |
15 |
12 |
牙距 |
1.41 |
1.59 |
1.69 |
2.11 |
4、機(jī)械螺絲(機(jī)械牙):
規(guī)格 |
公制(牙距) |
英制(牙數(shù)) | ||||||||||||
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 |
細(xì)牙 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.5 |
0.5 |
0.75 |
1.0 |
48 |
44 |
40 |
36 |
32 |
28 |
28 |
5、鉆尾螺絲:鉆尾螺絲有CSD(機(jī)械牙),BSD(自攻AB牙)兩種。其牙距或牙數(shù)可分別參考機(jī)械螺絲(CSD牙)和自攻螺絲(BSD牙)。
(四)、牙山角度和尾尖角度:牙山角為牙側(cè)與牙側(cè)間的夾角、尾尖角為螺紋未端尖角。
1、自攻牙:牙山角度為60O,尾尖角度為45 O±5 O。
2、墻板釘:牙山角度為60O,(也可依客戶要求生產(chǎn),如45 O±5 O)尾尖角度為25 O±3O。
3、夾板釘:(Chip board screws)牙山角度為40 O±3 O,尾尖角度為25O±3 O 或34O±3O(客戶特殊要求)。
4、鉆尾螺絲:牙山角度為60 O±5 O,尾部針對不同規(guī)格的產(chǎn)品選用不同型號的夾尾針,夾尾的主要幾何參數(shù)為夾尾徑和伸出量。
第三章材料
一、目前市場上標(biāo)準(zhǔn)件主要有碳鋼、不銹鋼、銅三種材料。
(一)碳鋼。我們以碳鋼料中碳的含量區(qū)分低碳鋼,中碳鋼和高碳鋼以及合金鋼。
1、低碳鋼C%≤0.25% 國內(nèi)通常稱為A3鋼。國外基本稱為1008,1015,1018,1022等。主要用于4.8級螺栓及4級螺母、小螺絲等無硬度要求的產(chǎn)品。(注:鉆尾釘主要用1022材料。)
2、中碳鋼0.25%<C%≤0.45%國內(nèi)通常稱為35號、45號鋼,國外基本稱為1035,CH38F,1039,40ACR等。主要用于8級螺母、8.8級螺栓及8.8級內(nèi)六角產(chǎn)品。
3、高碳鋼C%>0.45%。目前市場上基本沒使用
4、合金鋼:在普碳鋼中加入合金元素,增加鋼材的一些特殊性能:如35、40鉻鉬、SCM435,10B38。芳生螺絲主要使用SCM435鉻鉬合金鋼,主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。
(二)不銹鋼。性能等級:45,50,60,70,80
主要分奧氏體(18%Cr、8%Ni)耐熱性好,耐腐蝕性好,可焊性好。A1,A2,A4馬氏體、13%Cr耐腐蝕性較差,強(qiáng)度高,耐磨性好。C1,C2,C4鐵素體不銹鋼。18%Cr鐓鍛性較好,耐腐蝕性強(qiáng)于馬氏體。目前市場上進(jìn)口材料主要是日本產(chǎn)品。按級別主要分SUS302、SUS304、SUS316。
(三)銅。常用材料為黃銅…鋅銅合金。市場上主要用H62、H65、H68銅做標(biāo)準(zhǔn)件。
二、碳鋼產(chǎn)品所使用的盤元:
序號 |
種類 |
可選用的材質(zhì) |
1 |
4.8級六角螺栓 |
1008K 1010 1015K |
2 |
6.8級六角螺栓 |
1032 1035 1040 CH38F 1039 |
3 |
8.8級六角螺栓 |
1035ACR(M10以下)1040ACR(M12以上)CH38F 1045ACR 1039 10B21 10B33 10B38 |
4 |
8.8級內(nèi)六角螺栓 |
CH38F 1039 10B21(M10-M12) 10B33 (M14)10B38(M12-M24)10B21 |
5 |
10.9級六角螺栓 |
1045ACR10B38 |
6 |
│8│級螺帽 |
1008K 1010 |
7 |
8級螺帽 |
1015(M<16) CH38F (M≥16) |
8 |
10級螺帽 |
CH38F 1039 10B21 10B33 |
9 |
12級螺帽 |
1039 10B21 10B33 10B38 |
10 |
馬車螺絲 |
1008 1010 1015 |
11 |
六角緣凸螺栓 |
CH38F 1039 10B21 10B33 10B38 |
12 |
六角木螺絲 |
1008K1010 |
13 |
自攻釘、墻板釘 鉆尾釘、夾板釘 |
10181022CH22A |
三、材料中各類元素對鋼的性質(zhì)的影響:
1、碳(C):提高鋼件強(qiáng)度,尤其是其熱處理性能,但隨著含碳量的增加,塑性和韌性下降,并會影響到鋼件的冷鐓性能及焊接性能。
2、錳(Mn):提高鋼件強(qiáng)度,并在一定程度上提高可淬性。即在淬火時增加了淬硬滲入的強(qiáng)度,錳還能改進(jìn)表面質(zhì)量,但是太多的錳對延展性和可焊性不利。并會影響電鍍時鍍層的控制。
3、鎳(Ni):提高鋼件強(qiáng)度,改善低溫下的韌性,提高耐大氣腐蝕能力,并可保證穩(wěn)定的熱處理效果,減小氫脆的作用。
4、鉻(Cr):能提高可淬性,改善耐磨性,提高耐腐蝕能力,并有利于高溫下保持強(qiáng)度。
5、鉬(Mo):能幫助控制可淬性,降低鋼對回火脆性的敏感性,對提高高溫下的抗拉強(qiáng)度有很大影響。
6、硼(B):能提高可淬性,并且有助于使低碳鋼對熱處理產(chǎn)生預(yù)期的反應(yīng)。
7、礬(V):細(xì)化奧氏體晶粒,改善韌性。
8、硅(Si):保證鋼件的強(qiáng)度,適當(dāng)?shù)暮靠梢愿纳其摷苄院晚g性。
四、關(guān)于不銹鋼材質(zhì)之特性簡介(304、316)
該三種材質(zhì)均為300系列的奧氏體不銹鋼,其化學(xué)成分如下:
名稱 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Cr |
Mo |
Cu |
304M |
≤0.06 |
≤1.0 |
≤2.0 |
≤0.045 |
≤0.03 |
8.91-10.0 |
18.0-20.0 |
0 |
0 |
316 |
≤0.03-0.06 |
≤1.0 |
≤2.0 |
≤0.045 |
≤0.03 |
10.0-14.0 |
16.0-18.0 |
2.0-3.0 |
0 |
304HC |
≤0.08 |
≤1.0 |
≤2.0 |
≤0.045 |
≤0.03 |
8.0-10.5 |
17.0-19.0 |
0 |
1.0-3.0 |
主要化學(xué)成分與不銹鋼性能之關(guān)系。
1、碳 C可增加硬度和強(qiáng)度,含量過高會降低其延展性和耐蝕性
2、鉻 Cr可增加耐蝕性、抗氧化性,使品粒細(xì)化,增加強(qiáng)度,硬度和耐磨性
3、鎳 Ni可增加高溫強(qiáng)度、耐蝕性,降低冷加工硬化之速率
4、鉬 Mo 增加強(qiáng)度,對氧化物和海水的耐蝕性優(yōu)良
5、銅 Cu 利于冷加工成型,降低磁性
(三)材質(zhì)之其它性能
1、以上材質(zhì)正常狀態(tài)無磁性。304M冷加工后略有磁性(1.6u-2.0u左右);304HC磁性為(1.01u-1.6u左右);316材質(zhì)冷加工后磁性小于1.01u。
2、各材質(zhì)均有良好的延展性,易冷加工成型,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、均可達(dá)到要求。(Ts 抗拉強(qiáng)度 min700N/mm, Ys 屈服強(qiáng)度 min 450N/mm)
(四)結(jié)論
1、304M、304HC、316三種材質(zhì)是目前300系列奧氏體不銹鋼使用最廣的材質(zhì)之一。各材質(zhì)明顯差異為:冷加工后材質(zhì)磁性為316<304HC<304M。316材質(zhì)抗化學(xué)品腐蝕,抗孔蝕性及抗海水耐蝕性能相對于304M及304HC要優(yōu)良。
2、總之,不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件特性為耐腐蝕、美觀、衛(wèi)生,但其強(qiáng)度、硬度正常情況下相當(dāng)于碳鋼(6.8級)故對不銹鋼產(chǎn)品應(yīng)不可撞擊、敲打、注意維護(hù)其表面光潔度、精度,且不能和使用碳鋼產(chǎn)品一樣隨便施加力量,亦不可施力過大,同時因不銹鋼延展性好,在使用時產(chǎn)生鋼屑易粘于螺帽牙級處,增加摩檫力,易導(dǎo)致鎖死,而使用碳鋼即使產(chǎn)生鐵屑也會掉落,相對于不銹鋼不易鎖死。