導讀：螺紋配件無處不在，而且種類和標準繁多，對于沒有經驗的人來說，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，便于高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代表什么意思？國標、英標惠氏、美標螺紋的區別又有哪些？我們一起來看看吧。
一、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，直到今天，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，出現了手工制作的螺紋和螺釘。工業革命時期，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，它們在不同行業甚至同行業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現代機制螺紋
隨著工業技術的不斷進步，各國為了提升效率，紛紛制定了各自的統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。
二、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。
三、螺紋5大要素
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+螺距(或導程)+旋向。其中牙型是決定螺紋最終用途的關鍵要素。
1、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螺紋是最常用的連接螺紋，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
2、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；中徑是螺紋實現配合與強度的最重要參數，是在節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
3、線數
螺紋線數是指形成螺紋時螺旋線的條數，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
4、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
四、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。
1、公制或國際標準螺紋
公制螺紋最初于1898年至1908年在法國中部被采用，而后在各國間廣泛推廣，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
2、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
3、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°，但每英寸螺紋的數量更多，即螺紋厚度更薄使得抓地力更強，用于需要高強度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
4、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
5、統一標準螺紋
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 美英加拿大三國統一螺紋標準
6、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
7、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
五、國標公制螺紋標識及實例
我國GB標準規定普通螺紋標注的單位使用毫米，首字母為螺紋代號，第2位數字表示螺紋公稱直徑(大徑)，往后符號依次代表公差代號、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？
六、螺紋定制加工方法
螺紋可以采用數控車削，三軸聯動銑削和攻絲套絲3個方法實現定制加工的目的。
方法1 數控車削
使用車刀進行數控車削加工，刀具結構簡單，是最常用的單件和小批螺紋工件定制加工方法。
圖18 車削螺紋定制加工
方法2 數控銑削
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 數控銑削螺紋定制加工
方法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。
來源：壹加工
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