螺纹是环绕螺钉的螺旋脊。正是螺纹使螺钉成为螺钉。螺纹的用途非常广泛。它是一种有助于运动传递和负载分配的紧固件。螺纹主要用于建筑行业,但在汽车、航空航天以及医疗器械制造领域也发挥着重要作用。螺纹的一个重要特性是易于拆卸,同时仍能保持其强度。
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什么是螺纹?
螺纹是螺钉上的螺旋脊状结构,决定了螺钉如何与螺纹孔啮合。该脊状结构将旋转运动转换为线性运动。它咬合在相应的螺纹中,从而确保紧固。螺纹分为内螺纹和外螺纹。
无论如何,螺纹有不同的标准,取决于你来自哪个国家,这些标准是为了确保统一。所以我们有ISO公制螺纹和统一螺纹标准等标准。
外螺纹
螺纹是螺钉上的螺旋脊状结构,决定了螺钉如何与螺纹孔啮合。该脊状结构将旋转运动转换为线性运动。它咬合在相应的螺纹中,从而确保紧固。螺纹分为内螺纹和外螺纹。
无论如何,螺纹有不同的标准,取决于你来自哪个国家,这些标准是为了确保统一。所以我们有ISO公制螺纹和统一螺纹标准等标准。
外螺纹,顾名思义,位于圆柱形材料的外侧。例如,普通螺钉或螺栓上的脊线。
内螺纹
内螺纹形成于圆柱体的内部。螺母的内部就是内螺纹的一个例子。
之所以有效,是因为内外螺纹紧密贴合。罐子的盖子之所以能牢牢地固定在罐子上,是因为罐子的外螺纹和盖子上的内螺纹完美地贴合在一起。
螺纹的组成和几何参数
翠园
顶峰是线的最顶端。这是线的最高点。
根源
与牙顶不同,螺纹根部是螺纹牙型的最低部分,螺纹在此过渡到工件的螺纹心。它是螺纹的最低点,位于两个牙顶之间。
螺纹侧面
牙侧是螺纹的侧面,从牙顶延伸至牙底,并连接螺纹。牙侧的倾斜角度取决于螺纹的类型和尺寸。
沥青
坡度是从一个波峰到下一个波峰的距离
螺纹角
这是两个牙侧之间形成的角度。螺纹两侧之间的角度通常以度为单位,决定了螺纹的强度和配合度。
主直径
大径是螺纹的最大直径,从一个螺纹的顶部到另一个螺纹的顶部的距离。它位于螺纹的外侧。螺纹直径可以用卡尺或螺距规测量。
小直径
这是线的内侧,也就是线最窄的部分。想象一下刮掉线脊的样子。这是线最下方部分的尺寸。
螺纹深度
这是指牙顶和牙根之间的距离。螺纹的深度在很大程度上反映了螺纹的强度、抓地力和可靠性。
引领
这是指螺钉旋转360度所能移动的距离。导程将决定螺钉的用途。导程高的螺钉通常用于制造瓶子、瓶盖、夹子或千斤顶等物体。导程低的螺钉则用于精确控制,以及需要强大夹持力的情况。例如,小提琴或吉他等乐器就属于导程低的应用。
线程标准概述
螺纹标准是为了确保螺纹的通用兼容性和便于维护而制定和使用的规则和格式。螺纹标准通常基于公制或英制测量系统。螺纹标准通常定义螺纹的形状、公差和尺寸。此外,它们还建立了螺纹的命名体系。
螺纹标准的主要目的是确保零件能够良好配合并正常工作,即使它们来自不同的制造商或不同的国家。标准可以降低螺纹失效的风险,确保机器和工具具有特定且精确的规格。常见的螺纹标准如下:
ISO公制螺纹
这是使用最广泛的标准。ISO 公制螺纹由国际标准化组织定义,其尺寸以毫米为单位。螺纹角为 V 形,螺纹角度为 60 度。ISO 公制螺纹提供多种标准尺寸和螺距,其符号“M”后接大径和螺距(例如 M10 x 1.5)。M = 公制,10 = 大径,1.5 = 螺距。
等公制螺纹可以是粗螺纹,也可以是细螺纹。粗螺纹是更常见的选择。它更容易装配,而且螺纹之间几乎不会交叉。如果未指定螺距,则假定为粗螺纹。另一方面,细螺纹抓握力更强,更适合易振动的应用。
统一螺纹标准 (UTS)
统一螺纹标准(UTS)是一种主要在美国和加拿大使用的系统。其尺寸以英寸为单位,统一螺纹牙型也以每英寸螺纹牙数为单位。其形状与ISO标准类似,呈60度角。UTS包含以下螺纹系列:统一国家粗牙螺纹、统一细牙螺纹和统一国家特细牙螺纹。UTS的型号示例为3/8-20 UNC。
3/8=大直径20 = 每英寸20根线UNC = 通用国家粗螺纹(指螺纹类型)
英国惠氏标准 (BSW)
英国惠特沃斯标准 (BSW) 是英国制定的标准。它被视为世界上第一个国家螺纹标准,但如今已被 UTS 取代。BSW 螺纹牙型为 55° V 形螺纹,牙底和牙顶为圆形。BSW 的单位为英寸,螺距为每英寸螺纹数 (Threads per Inch)。BSW 的标识格式示例为 1/2 in BSW(14 TPI)。
1/2 英寸表示公称直径14 TPI 代表每英寸 14 根线
国家管螺纹
这适用于美国。它是管道、燃气管道、喷头和液压系统中使用的管螺纹的标准。这种螺纹形状与螺栓和螺钉螺纹不同,它们的设计是为了防水和防流体。
梯形螺纹
Acme 螺纹主要用于黄铜阀门、台钳、千斤顶和螺纹车床。它呈梯形,螺纹角为 29 度,牙顶和牙底平坦,使其在负载下更坚固。其设计旨在长期承受磨损、撕裂和摩擦。
不同类型的 Acme 螺纹
文件
类型
描述
应用领域
通用 Acme
这是最常见的类型,具有中等强度
螺丝和虎钳
存根顶点
较短,适用于短穿线
数控机床精密丝杠
多启动 Acme
它有多个线程和更快的移动速度
千斤顶
螺纹类型
螺纹可根据以下因素进行分类:
功能
此分类下,我们分为:紧固螺纹、运动螺纹和密封螺纹。紧固螺纹用于将零件固定或连接在一起。
例如,螺栓、螺母、螺钉。另一方面,运动螺纹将旋转运动转换为线性运动。密封螺纹可形成气密和液密的接头。
形状
文件
形状或角度
类型
60度
V型螺纹
广场
平顶或平底
梯形
顶点
螺纹方向
这可以是右手的,也可以是左手的
螺栓间距
它可以是单头线程,也可以是多头线程
性别
螺纹分为外螺纹和内螺纹。这两种螺纹指的是两种不同的螺纹如何配合在一起。外螺纹是外螺纹,用于拧入某个物体,比如另一个螺钉,例如一个组件。而内螺纹是内螺纹,用于拧入。它们接收外螺纹。
螺纹制造
制造材料
制造不同类型的螺钉需要使用不同的材料。通常,螺钉和螺栓由钢制成。这是因为钢坚固耐用,承重能力强,而且价格低廉。
然而,根据螺纹尺寸、预期用途和既定的制造标准,螺钉和紧固件也可以采用其他材料生产。这些其他材料包括:
钛
不锈钢
硬化钢
塑料:
钼:
铜合金
黄铜
铝板
高温合金
制造方法
螺纹采用不同的制造方法:
螺纹切削
螺纹切削是使用切削刀具或机床加工螺纹的工艺。通常使用车床或数控机床等机床。螺纹切削加工精度高,适用于小批量螺纹生产。然而,螺纹切削加工速度较慢,且会产生更多废料。
螺纹铣削
螺纹铣削是在螺纹铣床上使用盘形铣刀或梳形铣刀进行的。其原理是铣刀在工件上移动,铣削出螺纹。该工艺适用于内螺纹和外螺纹。螺纹铣削工艺的优点是用途广泛且表面光洁度高。然而,该工艺速度较慢,并且比其他方法更容易磨损刀具。
螺纹滚压
这是一种冷成型工艺,其中将硬化的模具压入并在高压下滚压在毛坯轴上;金属流入模具的螺纹轮廓,产生光滑而坚固的螺纹。
螺纹滚压有三种类型: 平模滚压、顶模圆柱滚压、三模圆柱滚压。
螺纹滚压的优势在于它可以增强材料的强度,速度快,非常适合大批量生产,而且不浪费材料。用这种方法生产的螺纹可以承受疲劳。
该方法仅适用于延性材料
螺纹磨削
这里使用精密砂轮磨削螺纹。当公差要求非常严格或加工坚硬材料时,会使用此工艺。螺纹磨削可以实现精确且光滑的磨削效果。然而,这种方法耗时且成本高昂。
螺纹铸造
这也称为成型。先制作一个螺丝模具,然后用所需的材料进行铸造。这更适用于塑料螺丝。
其他方法包括:3D打印
螺纹的应用
螺钉广泛用作固定物体的紧固件。它们也用于我们的日常用品,例如容器的螺旋盖。
文件
应用领域
例子
运动传递
千斤顶、虎钳、丝杠
紧固与连接
螺栓、螺母、螺钉、钣金螺钉
装饰和专业应用
灯泡、瓶盖和相机支架
密封
管螺纹、量规、插头和阀门
多维数据监测
游标卡尺
设备的组装/拆卸
手机、家电
螺纹测量与检验
有一些螺纹识别工具和仪器可用于测量螺纹。它们包括:
螺距量规工具
螺距规有助于测量螺纹的螺距,即两个牙顶之间的螺纹间距。
量规有一组刀片。每个刀片都有齿,齿的尺寸与每个螺距相对应。只需对准量规并检查哪个齿适合即可测量螺距。
螺纹卡尺
螺纹卡尺用于测量螺纹零件的大径和小径。
通止螺纹塞规
这用于测量内部螺丝,检查其可接受性。
其他测量仪器包括:
光学比较器
螺纹千分尺
轮廓投影仪
线程扫描仪
最后两个选项用于精密工作
结语
螺纹虽然简单,但却是所有机器和设备运行的基础,不可或缺。了解螺纹将有助于用户(工程师、技术人员、操作员)更好地决定设备的构造和维护。换句话说,了解正确的螺纹是一项至关重要的技能,它会影响一个人的工作质量和设备的性能。