标准结构篇：3）螺钉

本章目标：选用标准螺钉的一些常识。

 

1.前言

螺钉可以说是最古老最常用的的紧固件了，关于螺钉的知识细说是说不完的。

个人觉得，只要能依据设计要求，合理地选择螺钉规格，就差不多了。

 

2.螺钉定义

螺钉指螺丝（外文名：Screw），是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物机件的工具。螺丝是紧固件的通用说法，日常口头语。

 

 

3.螺钉头、槽和牙

3.1 头型 

1）六角头（hexagon head)

2）六角头法兰面（hexagon head with flange)

3）方头（square head)

4）T形头T head (hammer head

5）扁圆头mushroom head(truss head)

6）圆柱头（cheese head） 

7）圆头（round head)

8）盘头（pan head)

9）沉头 countersunk head (flat head)

10）半沉头 raised countersunk head 

 

3.2 槽型 

1）一字

2）内三角

3）内角四方

4）十字

5）米字

6）花形

7）梅花形

8）花形一字

9）特形

10）内六角

 

3.3 螺纹类型

螺钉的牙（即为螺纹）分为公制、英制和美制螺纹。

公制是中国的量度单位；英制是英国的量度单位；美制是美国的量度单位。

公制螺纹是以MM（毫米）为单位，它的牙尖角为60度。美制螺纹和英制螺纹都是以英寸为单位的。美制螺纹的牙尖角也是60度，而英制螺纹的牙尖角为55度。

公制螺纹俗称粗牙螺纹，英制螺纹俗称细牙螺纹，而且公制螺纹比英制螺纹的螺距也大不少，很好区分。

公制螺纹的外径一般都会接近一个整数，如8，10，12等用卡尺量一下就知道，而英制和美制的都是英寸制的，换算成毫米很难解近整数，螺距上更是如此。

 

4.精度

普通螺栓按照制作精度可分为A、B、C三个等级，A、B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。对于钢结构用连接螺栓，除特别注明外，一般为普通粗制C级螺栓。不同的级次加工的方法存在差异，通常对应加工方式如下：①A、B级螺栓的栓杆由车床加工而成，表面光滑，尺寸精确，其材料性能等级为8.8级，制作安装复杂，价格较高，很少采用;②C级螺栓用未加工的圆钢制成，尺寸不够精确，其材料性能等级为4.6级或4.8级。抗剪连接时变形大，但安装方便，生产成本低，多用于抗拉连接或安装时的临时固定。

 

5.螺钉强度

 依相关标准，碳钢、合金钢螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。

 

6.螺钉基材

常见的材质：

4.8级别：A3、Q235、Q195等低碳钢(最普通的） ；

5.8级别：Q235以上所有材质都可以，不需要热处理 ；

8.8级别：螺纹直径16MM以下，35# 调质热处理。16mm以上，45# 和低碳合金钢调质处理；

10.9级别：中碳合金钢调质热处理35CRMO 、40CR 等；

 12.9级别：通常指采用SCM435（相当于35CRMO）合金钢材料制。

7.螺钉表面处理

 

工艺	涂层厚度	耐腐蚀性能（中性盐雾）	成本	备注
氧化黑	约1um的氧化层	1-3小时	低
黑镍、白镍	铜：0.5-1um 镍：2-10um	6-12小时	中	返镀产品在10um以上
白锌、蓝锌	锌：2-10um	6-12小时	中
绿锌	锌：2-10um	8-20小时	中	因行业使用较少只收集到一个厂家的样品，没有代表性
黑锌	锌：2-10um	20-40小时	中
彩锌	锌：3-15um	48小时以上	中
电泳黑	涂层约15um左右	100小时以上	高（低于 不锈铁和不锈钢）
达克罗	涂层约5-40um，	100小时以上	高（低于 不锈铁和不锈钢）	镀层均匀度较差
不锈钢（SUS304）	/	48小时以上	高	表面清洗
不锈铁	/	20小时左右	高（低于不锈钢）	表面清洗

8.螺钉的选用

作者的螺钉选用程序如下：

1）依据设计要求，选定螺钉强度和材质。

2）依据螺钉的耐腐蚀的要求，选定表面处理方式。当然，基材和表面处理的选择要基于成本。

3）选定头、槽、牙。作者一般选择盘头或六角头，内六角槽和梅花槽（这个后续自动化好一点），公制粗牙。

关于这三点，如果不能确定，就直接借鉴同行业产品，毕竟紧固件可不会侵犯专利。

4）标准选择。作者选择的标准依次为:国标→德标→ISO→其他。

 

5）模型

虽然SolidWorks自带Toolbox标准件库，但里面的模型不建议直接使用，而是作为使用的参考。

因为一则标准不全，二则链接容易产生各种错误。

作者的流程为：

①选用toolbox自己确定标准的螺钉，没有的话相似的也行，再没有只有自己画了。如

 

 

 ②将选定好或画好的的模型转为stp，这样能快速有效断开Toolbox链接，这点很重要。

③找到你需要的螺钉的标准

标准查询网址：

https://bz.luosi.com/

http://www.164580.com/biaozhun/

④按照标准修改螺钉，并保存为零件Part格式

 

⑤标准件3d图按照要求命名，属性栏按照要求填写。

 

 

 

⑥放入自己的零件库的文件夹中。使用的时候直接拖即可。

 

 

⑦别嫌烦，这就是标准化的流程。

一次花力气，后面放在公共网盘就可以多次多人使用了，3d和2d图纸就不会错误，从长远看是有利的。

 

9.其他

一般螺钉需要有对应的螺母配合；

自攻螺钉需要对应的预制孔，但去除了螺母；

自攻自钻螺钉连预制孔都不需要。

自攻锁紧螺钉：多用于薄的金属板之间的连接，是自攻螺钉的变种。