第一章 紧固件的分类
第二章 螺纹的识别与检验
第三章 螺栓、螺钉和螺柱的材料要求、热处理要求和机械性能要求
第一章 紧固件的分类
什么是紧固件，紧固件的含义是什么？
1、什么是紧固件？
紧固件是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。市场上也称为标准件。
2、它通常包括以下12类零件：
螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫 圈、挡圈、销、铆钉、组合件和连接副、焊钉
2.1）螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下，又可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。
如下图：
图2-1-1 外六角头螺栓全牙 图2-1-2 圆柱头内六角螺栓半牙
2.2）螺柱：没有头部的，仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时，它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中，另一端穿过带有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使这两个零件紧固连接成一整体。这种连接形式称为螺柱连接，也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑，或因拆卸频繁，不宜采用螺栓连接的场合。
如下图：
图2-2-3 双头螺柱 图2-2-4 全螺纹螺柱
2.3）螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可以分为三类：机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件，与一个带有通孔的零件之间的紧固连接，不需要螺母配合（这种连接形式称为螺钉连接，也属于可拆卸连接；也可以与螺母配合，用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。）紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。
如下图：
图2-3-5 盘头螺钉 图2-3-6内六角紧定螺钉 图2-3-7吊环螺钉
2.4）螺母：带有内螺纹孔，形状一般呈显为扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圆柱形，配合螺栓、螺柱或机器螺钉，用于紧固连接两个零件，使之成为一件整体。
如下图：
图2-4-8六角螺母
2.5）自攻螺钉：与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件，使之成为一件整体，构件上需要事先制出小孔，由于这种螺钉具有较高的硬度，可以直接旋入构件的孔中，使构件中形成相应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。
如下图：
图2-5-9自攻螺钉
2.6）木螺钉：也是与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用螺纹，可以直接旋入木质构件（或零件）中，用于把一个带通孔的金属（或非金属）零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。
如下图：
图2-7-10 六角头木螺钉
2.7）垫圈：形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间，起着增大被连接零件接触表面面积，降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用；另一类弹性垫圈，还能起着阻止螺母回松的作用。如下图：
图2-7-11 平垫圈 2-7-12 弹性垫圈
2.8）挡圈：供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。如下图
图2-8-13 挡圈
2.9) 销：主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。如下图：
图2-9-14 销
2.10）铆钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固连接两个带通孔的零件（或构件），使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接，简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开，必须破坏零件上的铆钉。如下图：
图2-10-15半圆头铆钉
2.11）组合件和连接副：组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉（或螺栓、自供螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应；连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。
如下图：
图2-11-16机器螺钉组合件 图2-11-17钢结构扭剪型螺栓连接
2.12）焊钉：由于光杆和钉头（或无钉头）构成的异类紧固件，用焊接方法把他固定连接在一个零件（或构件）上面，以便再与其他零件进行连接。
如下图：
图2-12-18焊钉
第二章 螺纹的识别与检验
1、螺纹的用途及特点:
螺纹的用途非常广泛，从飞机、汽车到我们日常生活中所使用的水管，煤气等都大量地使用场合中，多数螺纹起着紧固连接的作用，其次是用来作力和运动的传递，还有一些专门用途的螺纹，其种类虽多，但其数量都是有限的。
螺纹的使用所以能经久不衰都是由于它具有结构简单、性能可靠、拆卸方便、便于制造等特点，使之成为当今各种机电产品中不可缺少的结构要素。
根据螺纹的用途，各种螺纹件都应具有如下两方面最基本的功能：一是良好的旋合性;二是足够的强度。
2、螺纹的分类
a、根据其结构特点和用途可分为四大类：
u普通螺纹（紧固螺纹）：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高。
u传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。
u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。
u专门用途螺纹，简称专用螺纹
b、螺纹按照地区（国家）可以分为：公制螺纹（米制螺纹）英制螺纹、美制螺纹等，我们习惯上将英制螺纹和美制螺纹统称为英制螺纹，它的牙型角有60°、55°等，直径和螺距等相关螺纹参数采用英制尺寸（inch）。而我们国家将牙型角统一为60°，使用毫米(mm)为单位的直径和螺距系列同时将此类螺纹定名为:普通螺纹
3、普通螺纹牙型图
如下:
4、螺纹的基本术语
螺纹：在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续突起
外螺纹：在圆柱或圆锥外表面上所形成的螺纹
内螺纹：在圆柱或圆锥内表面上所形成的内螺纹
大径：与外螺纹牙顶或内螺纹的牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径
小径：与外螺纹牙底或内螺纹的牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径
中经：一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方。该假想圆柱或圆锥称为中径圆柱或中径圆锥
右旋螺纹：顺时针旋转时旋入的螺纹
左旋螺纹：逆时针旋转时旋入的螺纹
牙型角：在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角
螺距：相邻两牙在中径线上对应两点间的的轴向距离
5、螺纹的标记
公制螺纹标记：
一般情况下,一个完整的公制螺纹标记应该包括如下三个方面的内容：
a 表示螺纹特征的螺纹种类代号;
b 螺纹的尺寸：一般应由直径和螺距组成，对于多线螺纹，还应包含导程和线数;
c 螺纹的精度：多数螺纹的精度是由各直径的公差带（包含公差带位置和大小）和旋合长度共同决定的
英制螺纹标记：
6、螺纹测量
对于一般标准螺纹，都采用螺纹环规或塞规来测量。
因螺纹参数众多，不可能逐个测量螺纹的每一个参数，通常我们采用螺纹量规（螺纹环规、螺纹塞规）对螺纹进行综合判定。这种检验方式属于模拟装配式的验收方法，不但方便、可靠，而且与普通螺纹的精度要求相当，因此已经成为目前实际生产中使用最普遍的验收方式
7、螺纹测量(中径)
}在螺纹连接中，只有中径尺寸决定着螺纹配合的性质，所以如何正确地判断中径是否合格是非常关键。基于中径尺寸应该确保螺纹最基本的使用性能得以实现这个目的，标准中规定了中径合格性的判断原则，即：“实际螺纹的作用中径不能超出最大实体牙型的中径。而实际螺纹任何部位的单一中径不能超出最小实体牙型的中径。”
} 单一中径的测量目前较方便的方法有两种，一种是用螺纹中径千分尺测量中径，一种是采用三针法测量（我司采用的是三针法测量）
8、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：
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级有一个配合偏差，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，外螺纹有常用螺纹等级：4h、6e、6g 和6h ，内螺纹有常用螺纹等级：6G、6 H、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：
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。
普通螺纹的中等精度等级
螺母: 6H 螺栓: 6g
具有厚覆盖层的螺纹的中等精度等级
螺母: 6G 螺栓: 6e
高精度等级
螺母: 4H 螺栓: 4h , 6h
9.常见的专用螺纹
1)自攻螺纹：是一种宽牙螺纹，有较大的导程；
GB/T5280JIS B1007
规格
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
\
规 格
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
6
8
牙数
AB牙
40
28
24
20
18
16
14
12
A牙
-
-
24
18
16
14
12
10
9
2)自攻锁紧螺纹（三角牙）GB 6559
3)墙板钉螺纹（快牙螺纹）：GB/T14210
4)木螺纹：
第三章 螺栓、螺钉和螺柱的材料要求、热处理要求和机械性能要求
表一、螺栓、螺钉和螺柱的材料要求 ISO898：2009
性能
等级
材料和热处理
化学成分 / %
回火
温度℃
Min
C
P
max
S
max
B
max
min
max
4.6
碳钢或添加元素的碳钢
—
0.55
0.05
0.06
无
—
4.8
5.6
0.13
0.55
0.05
0.06
—
5.8
—
0.55
0.05
0.06
6.8
0.15
0.55
0.05
0.06
8.8
添加元素的碳合金钢（如硼、锰
或铬）淬火并回火
0.15
0.40
0.025
0.025
0.003
425
中碳钢,淬火并回火
0.25
0.55
0.025
0.025
合金钢淬火并回火
0.20
0.55
0.025
0.025
表二、螺栓、螺钉和螺柱的材料要求 ISO898：2009
性能
等级
材料和热处理
化学成分 / %
回火
温度℃
min
C
P
max
S
max
B
max
min
max
9.8
添加元素的碳合金钢（如硼、锰或铬）淬火并回火
0.15
0.40
0.025
0.025
0.003
425
中碳钢,淬火并回火
0.25
0.55
0.025
0.025
合金钢淬火并回火
0.20
0.55
0.025
0.025
10.9
添加元素的碳合金钢（如硼、锰或铬）,淬火并回火
0.20
0.55
0.025
0.025
0.003
425
(340
取消)
中碳钢,淬火并回火
0.25
0.55
0.025
0.025
合金钢淬火并回火
0.20
0.55
0.025
0.025
12.9
合金钢,淬火并回火
0.30
0.50
0.025
0.025
0.003
425
12.9
添加元素中碳合金钢（如硼、锰、铬或钼）淬火并回火
0.28
0.50
0.025
0.025
0.003
380
表三、螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 ISO898：2009
表四、 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 ISO898：2009
表五、 螺栓、螺钉和螺柱的机械和物理性能 ISO898:2009
分项
机械性能和物理性能
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9/12.9
d≤
M16
d>
M16
13
表面硬度 HV0.3
--
390
435
14
螺纹未脱碳层的高度
E mm min
--
1/2 H1
2/3H1
3/4H1
螺纹全脱碳层的深
G mm max
--
0.015
15
再回火试验
Hv max
20
16
破坏扭矩
MB Nm min
按ISO 898/7
17
冲击强度
KV J min
--
27
--
27
27
27
27
m
18
表面缺陷
按 ISO 6157-1
ISO
6157-3
欢迎大家加群交流
1、什么是紧固件？
紧固件是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。市场上也称为标准件。
2、它通常包括以下12类零件：
螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫 圈、挡圈、销、铆钉、组合件和连接副、焊钉。
