螺紋配件無(wú)處不在，而且種類和標(biāo)準(zhǔn)繁多，對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，螺紋的外觀和性能幾乎相同，無(wú)法準(zhǔn)確辨識(shí)。掌握必要的螺紋結(jié)構(gòu)和術(shù)語(yǔ)，便于有效地和制造伙伴溝通以獲所需。螺紋種類都有哪些？如何正確選擇螺紋？螺紋標(biāo)注的M、G、Tr、B表示什么意思？國(guó)標(biāo)、英標(biāo)惠氏、美標(biāo)螺紋的區(qū)別又有哪些？我們一起來(lái)看看吧!

螺紋簡(jiǎn)史

早在公元前4世紀(jì)，古希臘的自然學(xué)家們就學(xué)會(huì)了基本的螺旋形式，并將其應(yīng)用在榨酒及榨油上，直到現(xiàn)代，我們也仍然在使用阿基米德螺線來(lái)取水。

圖1 

至今仍在使用的阿基米德螺線取水裝置

到了14世紀(jì)，出現(xiàn)了手工制作的螺紋和螺釘。工業(yè)時(shí)期，比以往任何時(shí)候都更需要用螺栓將機(jī)械物件進(jìn)行連接。

這些早期的螺母、螺栓和螺釘采用手工或者簡(jiǎn)易車床制作，它們?cè)诓煌袠I(yè)甚至同行業(yè)不同公司之間都無(wú)法互換和通用。

圖2 

200年前手工制作的螺紋vs現(xiàn)代機(jī)制螺紋

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各國(guó)為了提升效率，紛紛制定了各自的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。目前主要有英制和公制2類螺紋計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)采用后者，使用公制mm作為螺紋的計(jì)量標(biāo)識(shí)單位。

螺紋定義 

螺紋是指以螺旋形式纏繞在圓柱體或圓錐體上制成的連續(xù)凸起的螺旋線形的脊，前者稱為直螺紋，后者稱為錐型螺紋。這種螺旋結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)線性移動(dòng)物體。

圖3 

直螺紋和錐狀螺紋

螺紋通過(guò)內(nèi)外螺紋的連接起到緊固或傳動(dòng)的目的。螺紋在工件外表面的為外螺紋，如大家常見的螺栓或螺釘；在工件內(nèi)部的是內(nèi)螺紋，一般在需裝配的零件上。

完整的描述螺紋，至少應(yīng)包含5個(gè)要素，即牙型+公稱直徑+線數(shù)+螺距（或?qū)С蹋?旋向。其中牙型是決定螺紋用途的關(guān)鍵要素。

牙型

牙型是指螺紋的幾何形狀，不同牙型決定該螺紋是用于連接還是傳動(dòng)用途。目前常見的牙型主要有三角形、梯形、鋸齒形和矩形4類螺紋牙型。

三角形螺紋主要用于連接，其余三個(gè)牙型用于動(dòng)力傳動(dòng)。

圖4 

螺紋常見的4類牙型比較

三角螺紋以代號(hào)M的普通螺紋和代號(hào)G的管螺紋為主。M螺紋是常用的連接螺紋，分為粗牙和細(xì)牙，細(xì)牙主要用在細(xì)小或薄壁零件上。管螺紋用于水管、氣管等管路的連接。

梯形螺紋代號(hào)為Tr，用于各種機(jī)床絲杠的動(dòng)力傳動(dòng)。代號(hào)B的鋸齒形螺紋只能以單方向傳遞動(dòng)力。圖5是按用途和牙型的螺紋分類。

圖5 

螺紋的分類

直徑

表示螺紋尺寸使用公稱直徑，除管螺紋是以通管的內(nèi)徑（英寸）為公稱直徑外，其他螺紋均以大徑為公稱直徑（公制單位）。

外螺紋和內(nèi)螺紋分別用大小寫字母“d”和“D”來(lái)表示螺紋直徑。比如外螺紋的大、中和小徑就用d、d₁和d₂表示；內(nèi)螺紋則用D、D₁、D₂表示。

大徑是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱直徑；小徑是外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱直徑；中徑是螺紋實(shí)現(xiàn)配合與強(qiáng)度的重要參數(shù)，是在節(jié)線上齒寬與相鄰齒槽寬度一致的假想圓柱直徑。

圖6 

外螺紋和內(nèi)螺紋的大、中、小徑

線數(shù)

螺紋線數(shù)是指形成螺紋時(shí)螺旋線的條數(shù)，有單線和多線之分。單線螺紋是指沿一條螺旋線形成的螺紋，多線螺紋是沿兩條或兩條以上螺旋線所形成的螺紋。

圖7 

單線和雙線螺紋

螺距（導(dǎo)程）

螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離P稱為螺距；在同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離Ph稱為導(dǎo)程。

圖8 

螺距和導(dǎo)程

圖9 

螺紋的旋向
  4. 螺紋在各國(guó)的通用標(biāo)準(zhǔn) 

螺紋在各國(guó)的通行標(biāo)準(zhǔn)主要以米制單位和英寸單位的2類螺紋計(jì)量標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

公制或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)螺紋

公制螺紋于1898年至1908年在法國(guó)中部被采用，而后在各國(guó)間推廣，我國(guó)采用GB公制螺紋標(biāo)準(zhǔn)。

公制螺紋代號(hào)M，適用于直徑0.25mm至300毫米的工件連接，螺紋角度60°，牙頂為平面，易于車削，牙底為圓弧形，可以增加螺紋強(qiáng)度。公制螺紋有粗牙和細(xì)牙之分。

圖10 

公制螺紋標(biāo)準(zhǔn)

英標(biāo)惠氏螺紋

起源于英國(guó)，1841年英國(guó)公民約瑟夫·惠特沃斯發(fā)明這種螺紋，故此得名。這種螺紋的螺紋角度為55°，牙頂和牙底都是圓弧形，也被稱為B.S.W螺紋。

圖11 

英標(biāo)惠氏螺紋標(biāo)準(zhǔn)

英標(biāo)細(xì)牙螺紋

在形狀上，這種螺紋類似于B.S.W螺紋，螺紋角度也是55°，但每英寸螺紋的數(shù)量更多，即螺紋厚度更薄使得抓地力更強(qiáng)，用于需要強(qiáng)度高的根部或者需要承受較大振動(dòng)的零部件。

圖12 

英標(biāo)細(xì)牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)螺紋

美標(biāo)螺紋牙頂和牙底皆為平面，強(qiáng)度和耐應(yīng)力性能較佳，螺紋角度60°，規(guī)格以每英寸幾牙表示，分為粗牙（NC），細(xì)牙（NF）和特細(xì)牙（NEF）3個(gè)級(jí)別。

圖13 

美標(biāo)螺紋標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)螺紋

由美國(guó)、英國(guó)和加拿大三國(guó)共同制定，為目前常用的英制螺紋。與美標(biāo)螺紋相比，螺紋角度是60°，規(guī)格也以每英寸有幾牙表示，同樣分為粗牙（UNC），細(xì)牙（UNF）和特細(xì)牙（UNEF）3個(gè)級(jí)別。

圖14

 美英加拿大三國(guó)統(tǒng)一螺紋標(biāo)準(zhǔn)

德國(guó)DIN圓螺紋標(biāo)準(zhǔn)

是德國(guó)DIN所定之標(biāo)準(zhǔn)螺紋，螺紋為圓形，適用于燈泡、橡皮管的連接，螺紋代號(hào)為Rd。

圖15 

惠氏螺紋標(biāo)準(zhǔn)

梯形Tr螺紋
梯形螺紋又稱愛(ài)克姆螺紋，磨損后可用螺帽調(diào)整的一類特殊傳動(dòng)螺紋。采用公制螺紋標(biāo)準(zhǔn)制作時(shí)的螺紋角度為30°，采用英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)制作的螺紋角度為29°。

圖16 

惠氏螺紋標(biāo)準(zhǔn)

  5. 國(guó)標(biāo)公制螺紋標(biāo)識(shí)及實(shí)例  

我國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定普通螺紋標(biāo)注的單位使用毫米，首字母為螺紋代號(hào)，第2位數(shù)字表示螺紋公稱直徑（大徑），往后符號(hào)依次表示公差代號(hào)、旋合長(zhǎng)度代號(hào)及旋向代號(hào)5部分標(biāo)注。其中，細(xì)牙螺距必須標(biāo)出，粗牙螺距可以省略不標(biāo)出。

圖17 

普通螺紋的5部分標(biāo)注內(nèi)容

各部分代號(hào)注釋：特征代號(hào)表示螺紋類型，比如M表示普通螺紋；尺寸代號(hào)表示公稱直徑×螺距，比如8x1表示公稱直徑為8，螺距為1；公差帶代號(hào)由公差等級(jí)(數(shù)字)和基本偏差(外螺紋用小寫字母,內(nèi)螺紋用大寫字母表示)所組成；旋合長(zhǎng)度代號(hào)用代號(hào)L，N和S分別表示長(zhǎng)，中和短，螺紋為中等旋合長(zhǎng)度時(shí)，代號(hào)N不標(biāo)注；旋向代號(hào) 左旋螺紋標(biāo)注LH，右旋螺紋不標(biāo)注。

實(shí)例釋義

例1：M20x1.5LH-5g6g-S 表示什么螺紋？

例2：B36x14(P7)-7H-L 是指哪類螺紋？

例3：如何表示公稱直徑為20，螺距為1.5的左旋單線程細(xì)牙普通螺紋？

                    6. 螺紋定制加工方法  

螺紋可以采用數(shù)控車削，三軸聯(lián)動(dòng)銑削和攻絲套絲3個(gè)方法實(shí)現(xiàn)定制加工的目的。

方法1 數(shù)控車削

使用車刀進(jìn)行數(shù)控車削加工，刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是常用的單件和小批螺紋工件定制加工方法。

圖18 

車削螺紋加工

方法2 數(shù)控銑削

一般采用盤形銑刀或梳形銑刀進(jìn)行銑削加工，盤形銑刀主要用于銑削絲桿、蝸桿等工件上的梯形外螺紋，而梳形銑刀用于銑削內(nèi)、外普通螺紋或錐螺紋。

圖19

 數(shù)控銑削螺紋定制加工

方案3 攻絲和套絲

攻絲是用一定的扭距將絲錐旋入預(yù)先在工件上鉆好的底孔上，從而加工成所需的內(nèi)螺紋。

圖20 攻絲

套絲是用板牙在棒料工件上切出外螺紋的一種成型方法。

圖21 套絲

攻絲和套絲加工的精度一方面取決于絲錐或板牙精度，另一方面取決于加工經(jīng)驗(yàn)值，很多非標(biāo)小直徑的內(nèi)螺紋只能依靠絲錐加工。攻絲和套絲可用手工操作，也可用車床、鉆床、攻絲機(jī)或套絲機(jī)。

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