螺紋配件無處不在，而且種類和標準繁多，對于沒有經(jīng)驗的人來說，螺紋的外觀和性能幾乎相同，無法準確辨識。掌握必要的螺紋結構和術語，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？螺紋標注的M、G、Tr、B表示什么意思？國標、英標惠氏、美標螺紋的區(qū)別又有哪些？我們一起來看看吧!

螺紋簡史

早在公元前4世紀，古希臘的自然學家們就學會了基本的螺旋形式，并將其應用在榨酒及榨油上，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，出現(xiàn)了手工制作的螺紋和螺釘。工業(yè)時期，比以往任何時候都更需要用螺栓將機械物件進行連接。

這些早期的螺母、螺栓和螺釘采用手工或者簡易車床制作，它們在不同行業(yè)甚至同行業(yè)不同公司之間都無法互換和通用。

圖2 

200年前手工制作的螺紋vs現(xiàn)代機制螺紋

隨著工業(yè)技術的不斷進步，各國為了提升效率，紛紛制定了各自的統(tǒng)一標準及國際通用標準。目前主要有英制和公制2類螺紋計量標準，我國采用后者，使用公制mm作為螺紋的計量標識單位。

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。這種螺旋結構將旋轉運動轉換為線性運動從而實現(xiàn)線性移動物體。

圖3 

直螺紋和錐狀螺紋

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

完整的描述螺紋，至少應包含5個要素，即牙型+公稱直徑+線數(shù)+螺距（或導程）+旋向。其中牙型是決定螺紋用途的關鍵要素。

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，其余三個牙型用于動力傳動。

圖4 

螺紋常見的4類牙型比較

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

梯形螺紋代號為Tr，用于各種機床絲杠的動力傳動。代號B的鋸齒形螺紋只能以單方向傳遞動力。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）。

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

大徑是指與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相切的假想圓柱直徑；小徑是外螺紋牙底或內螺紋牙頂相切的假想圓柱直徑；中徑是螺紋實現(xiàn)配合與強度的重要參數(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 

外螺紋和內螺紋的大、中、小徑

線數(shù)

螺紋線數(shù)是指形成螺紋時螺旋線的條數(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（導程）

螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離P稱為螺距；在同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離Ph稱為導程。

圖8 

螺距和導程

圖9 

螺紋的旋向
  4. 螺紋在各國的通用標準 

螺紋在各國的通行標準主要以米制單位和英寸單位的2類螺紋計量標識標準。

公制或國際標準螺紋

公制螺紋于1898年至1908年在法國中部被采用，而后在各國間推廣，我國采用GB公制螺紋標準。

公制螺紋代號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，可以增加螺紋強度。公制螺紋有粗牙和細牙之分。

圖10 

公制螺紋標準

英標惠氏螺紋

起源于英國，1841年英國公民約瑟夫·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 

英標惠氏螺紋標準

英標細牙螺紋

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，用于需要強度高的根部或者需要承受較大振動的零部件。

圖12 

英標細牙螺紋標準

美國標準螺紋

美標螺紋牙頂和牙底皆為平面，強度和耐應力性能較佳，螺紋角度60°，規(guī)格以每英寸幾牙表示，分為粗牙（NC），細牙（NF）和特細牙（NEF）3個級別。

圖13 

美標螺紋標準

統(tǒng)一標準螺紋

由美國、英國和加拿大三國共同制定，為目前常用的英制螺紋。與美標螺紋相比，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），細牙（UNF）和特細牙（UNEF）3個級別。

圖14

 美英加拿大三國統(tǒng)一螺紋標準

德國DIN圓螺紋標準

是德國DIN所定之標準螺紋，螺紋為圓形，適用于燈泡、橡皮管的連接，螺紋代號為Rd。

圖15 

惠氏螺紋標準

梯形Tr螺紋
梯形螺紋又稱愛克姆螺紋，磨損后可用螺帽調整的一類特殊傳動螺紋。采用公制螺紋標準制作時的螺紋角度為30°，采用英制螺紋標準制作的螺紋角度為29°。

圖16 

惠氏螺紋標準

  5. 國標公制螺紋標識及實例  

我國GB標準規(guī)定普通螺紋標注的單位使用毫米，首字母為螺紋代號，第2位數(shù)字表示螺紋公稱直徑（大徑），往后符號依次表示公差代號、旋合長度代號及旋向代號5部分標注。其中，細牙螺距必須標出，粗牙螺距可以省略不標出。

圖17 

普通螺紋的5部分標注內容

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

實例釋義

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)動銑削和攻絲套絲3個方法實現(xiàn)定制加工的目的。

方法1 數(shù)控車削

使用車刀進行數(shù)控車削加工，刀具結構簡單，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、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先在工件上鉆好的底孔上，從而加工成所需的內螺紋。

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)驗值，很多非標小直徑的內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、攻絲機或套絲機。

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