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線材種類:綜合指南

作者: A. 理查茲
發佈日期:4 年 2025 月 XNUMX 日
最後修改日期:4年2025月XNUMX日

各種金屬螺栓和緊固件,展示了不同的螺紋類型  

線程類型

許多連接和緊固系統都使用螺紋。從簡單的螺栓和螺絲到用於機械的大型螺紋,市場上提供各種不同類型的螺紋。 

螺紋是螺旋螺紋的簡稱,螺旋螺紋是零件上的螺旋結構,用於將旋轉運動轉換為直線運動。這種結構看似簡單,但實際上包含多種幾何參數,例如螺距、牙頂、牙底、螺紋側面、大徑和小徑。 

螺紋由鋁、硬化鋼、不銹鋼、鈦或其他材料製成,在組裝和拆卸、密封、運動傳遞以及許多其他應用領域有廣泛的工業用途。 

本文重點介紹了螺紋的基礎知識、螺紋的類型、螺紋的基本製造方法和應用等細節。 

更多詳情請見下幾節。 

 

什麼是線?

螺紋是在錐形或圓柱形表面上形成的螺旋狀凹槽。它是管道上的常見特徵。 螺紋緊固件螺紋的設計目的是透過產生機械優勢,將旋轉運動轉化為直線運動。螺紋種類繁多、形狀各異,應用領域廣泛,從工業到航空航天均有涉及。 

下圖展示了螺紋的基本組成部分。 

螺紋結構圖,顯示螺距、深度、大徑、小徑和節徑 

線圖

 

螺紋的幾何參數

螺紋由不同的幾何參數定義,包括小徑(內徑)、大徑(外徑)、螺紋角、螺旋角、齒角、導程、螺紋頭數、螺距和節圓直徑。螺紋的機械完整性、強度和配合度取決於這些幾何參數。 

以下是關於參數的更多資訊。

步道(內徑)

小徑是指螺母或螺絲的最小直徑。在螺紋中也稱為芯徑,在螺帽中也稱為內徑。 

大徑(外徑)

大徑是指螺帽或螺絲的最大直徑。在螺紋中稱為外徑,在螺帽中稱為全徑。 

螺紋角度

螺紋角是指螺紋側面與軸向平面之間的夾角。 

螺旋角 

螺旋角是指垂直於線軸的平面與線的螺旋路徑之間的夾角。 

螺紋繞一圈所沿軸向延伸的距離稱為導程。 

瀝青

螺距是指螺紋上一點到其對應點的距離,測量方向與螺紋軸線平行。 

節圓直徑

節圓直徑是指一個假想圓柱體的直徑,在該圓柱體中,螺紋之間的空間等於螺紋的厚度。 

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不同類型的線

不同的螺紋分類有:右旋螺紋、左旋螺紋、錐形螺紋、「V」形螺紋、英制標準螺紋和公製或國際螺紋。 

其他可能的設計 CNC車絲 包括方形螺紋、塞勒螺紋、指節螺紋、ACME螺紋、蝸桿螺紋、扶壁螺紋以及單頭和多頭螺紋。 

右旋螺紋 

右旋螺紋螺旋圖,顯示順時針旋轉方向

右旋螺紋

右旋螺紋的螺紋向右上方傾斜。這意味著順時針旋轉時,螺絲會旋入材料中。 

左旋線 

左旋螺紋螺旋圖顯示逆時針旋轉方向

左旋線

左旋螺紋的螺紋向左上方傾斜。要將這種螺絲擰入材料中,需要逆時針旋轉。

這種設計看起來可能很奇怪,但在管道等敏感區域至關重要。 CNC 加工零件瓦斯供應閥門和丙烷罐。  

錐形螺紋 

錐螺紋是在錐形表面上加工的一種螺紋。它們可以是右旋螺紋或左旋螺紋,通常用於軸上。 

V形線 

V形螺紋之所以得名,是因為它們的形狀是V形。這種螺紋應用廣泛,可以用車床加工而成。 螺紋銑削死亡、輕敲等等。 

英國標準螺紋

這類螺紋起源於英國,因此得名。英國標準(BS)是英國有關配件、管道和螺絲標準的統稱。 

在 BS 螺紋標準下,還有其他一些標準,例如英國標準管平行螺紋 (BSPP)、英國標準管錐形螺紋 (BSPT) 和 BSW – 英國標準惠氏螺紋。 

英國標準管平行螺紋(BSPP)它是國際上普遍採用的管道配件螺紋標準。  

英國標準管錐螺紋(BSPT)該標準也用於國際上的管道配件。它採用1°47'的錐形螺紋和55°的螺紋角度。 

製造商提供英國標準管錐螺紋(BSPT)尺寸表,其中包含管螺紋尺寸的具體尺寸資訊。 

BSPT螺紋尺寸規格表,包括螺距、直徑和管道尺寸

BSPT螺紋尺寸表

BSW – 英國標準惠氏硬度BSW 標準螺紋的特徵是螺紋側面呈 55° 角,螺紋頂部和底部的半徑均為 55°。

公制螺紋或國際螺紋

公制螺紋 螺紋的歷史可以追溯到1900世紀初,此後被許多國家採用。它們具有特定的螺紋角度、牙頂、牙底和螺距。螺紋還具有規定的螺紋角度、螺距、深度、半徑和其他參數。 

方螺紋 

方形螺紋呈方形,因其強度高而備受推崇。這種螺紋廣泛應用於機械螺桿、動力傳輸裝置、重物起吊設備和壓力機等領域。 

金屬桿上方形螺紋的特寫 

方螺紋

賣家主題

也稱為美國國家線,銷售線呈“V”形,其規格由美國標準協會制定。 

關節線

關節螺紋的特徵是其頂部和底部呈半圓形。它們的設計非常堅固,能夠承受重載。 

ACME 螺紋

梯形螺紋得名於1800世紀末一家名為ACME Thread Company的公司。這種螺紋呈錐形方形,頂部較細。它們比方形螺紋更堅固。 

蠕蟲絲 

蝸桿螺紋的形狀與梯形螺紋相似,但螺紋較深。螺紋角度為29°。 

鋸齒螺紋

支撐螺紋呈三角形,其平面垂直於螺紋軸線。 

單線程和多線程

單頭螺紋螺絲旋轉一週移動一個螺紋的距離,而多頭螺紋螺絲旋轉一週移動多個螺紋的距離。 

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螺紋絲錐:切削工具完整指南

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NPT螺紋和NPTF螺紋有什麼差別?

NPT 和 NPTF 螺紋乍看之下很相似,容易混淆,但它們的功能卻截然不同。仔細觀察會發現,NPT 螺紋的峰谷較為扁平,而 NPTF 螺紋的這些特徵則體現為可控截斷或過盈配合。 

由於這種設計,NPTF螺紋消除了洩漏路徑,因此無需密封劑。正是這些差異使得NPTF螺紋非常適合液壓和高壓系統,而NPT螺紋則適用於低電壓應用和一般管道系統。 

 

UNF代表什麼?

UNF是Unified National Fine threads(統一國家細螺紋)的縮寫,它是北美使用的統一螺紋系列的一部分。它們的螺距比Unified National Coarse (UNC) 螺紋更細。 

 

螺紋的三種英制計量單位是?

螺紋的三個英制尺寸分別是大徑、節圓直徑和每英吋螺紋數(TPI)。這些參數至關重要,因為它們決定了螺紋的寬度、深度和粗細(粗細程度)。透過這些尺寸,可以確保螺紋的配合性和功能性。 

 

不同類型的線材

有不同的材質可供選擇。 加工螺紋常見的有不銹鋼、鋼(硬化鋼)、鋁、黃銅、塑膠、銅合金、鈦、高溫合金和鉬。 

製造商根據強度、耐腐蝕性、重量、工作溫度和成本效益等關鍵因素來選擇螺紋材料。 

以下是這些材料及其主要特性的清單。:

不銹鋼 不銹鋼螺紋主要採用304/A2和316/A4兩種牌號。這種材料耐腐蝕、強度高且價格實惠。

鋼(硬化鋼) – 硬化鋼螺紋在強度和耐磨性方面比不銹鋼螺紋更勝一籌。

鋁板 鋁材可用於製造輕質、耐腐蝕的螺紋緊固件。它不具磁性,且易於成型。  

黃銅 黃銅螺紋由銅和鋅製成,具有耐腐蝕性和易於加工的特性。這種材料外觀呈金黃色,因此適用於電氣和管道工程。 

塑料 在需要耐化學腐蝕、耐高溫和達到特定強度等級的應用中,塑膠線材是更佳選擇。可選材料包括聚甲醛(POM)、聚丙烯(PP)和尼龍(聚醯胺)。 

白色聚丙烯(PP)螺栓和螺母,帶標準CNC螺紋 

聚丙烯(PP)線

銅合金 銅合金製成的螺紋緊固件因其耐腐蝕性、強度高、易於製造等優點而被廣泛應用。此外,這些緊固件還具有裝飾性。

鈦合金線具有生物相容性、強度高、重量輕、耐熱、耐腐蝕等優點。 

高溫合金 – 超合金螺紋具有優異的耐腐蝕性、抗蠕變性、抗氧化性和耐高溫性。 

鉬絲具有優異的強度和耐溫性

 

螺紋的主要製造方法

主要製造方法 螺紋加工 是線材轉動、線材滾動、 CNC銑削螺紋加工方法包括螺紋磨削和螺紋鑄造。每種方法在材料相容性、製造速度、精度和成本效益方面各有優勢。 

以下是有關螺紋製造方法的更多詳細資訊。

螺紋車削

車削是傳統的螺紋加工方法,至今仍很流行。工件在車床上旋轉,與固定的單點切削刀具進行切削,從而加工出外螺紋。

螺紋成型 -  

螺紋成形是螺紋製造領域的一個廣泛類別,它涉及使用模具或工具對工件進行塑性變形。該類別中常用的方法是…螺紋軋製,即利用滾輪或輪子壓緊工件來生產螺紋。 

斜紋滾絲模具 

滾絲模具

另一種螺紋成形方法是平模滾絲。  

螺紋銑削

螺紋銑削是指使用旋轉刀具在孔內加工螺紋。刀具以螺旋方式進入孔內,從而形成所需的螺紋。這種技術精度很高。 

數控銑床在金屬塊上加工內螺紋

螺紋銑削

螺紋磨削

螺紋磨削是指對工件表面進行研磨以形成螺紋。磨削過程是漸進的,但最終會形成所需的螺紋輪廓。 

磨床在金屬工件上加工螺紋時會產生火花

螺紋磨削

螺紋鑄造

螺紋鑄造是一種直接螺紋成型技術,它將複製的模型放入模具中形成型腔。當熔融材料倒入型腔並冷卻後,螺紋便會形成。 

其他螺紋成型方法

製造商採用的其他螺紋加工方法包括:

  • 用於線材的 3D 列印 
  • 塑膠螺紋吹塑 
  • 螺紋攻絲
  • 螺紋拉削

辨識線型的技巧

確定線程類型 CNC加工服務首先檢查它是外螺紋還是內螺紋,然後檢查它是錐形還是平行,並測量螺距。 接下來,問題是:螺紋尺寸是多少?確定螺紋尺寸非常重要,最後還要確定螺紋標準。  這些逐步檢查能夠有效地對所有執行緒進行分類。

 

如何選擇合適的線材類型

選擇合適的螺紋類型時,應考慮負載要求、材料相容性、組裝/拆卸要求以及環境條件。例如,用於石油化學工業的螺紋應針對其嚴苛的工況進行專門設計。

工業管法蘭連接,採用螺紋螺栓和螺母

石油化學工業的線材

考慮到這些因素,所選用的線材應能在較長時間內發揮最佳性能。 

 

線程的應用

螺紋的應用遍及各個行業,包括緊固和連接、運動和動力傳輸、測量、密封、裝配和拆卸以及特殊應用。 

以下是關於這些應用程式的更多信息

緊固與連接 

螺栓、螺帽和螺絲上的螺紋廣泛用於在組件中提供可靠的機械連接。它們的可拆卸連接件應用於汽車、機械和結構等領域。 

七種不同螺紋類型和頭部設計的汽車螺栓 

汽車螺絲緊固件

運動與動力傳輸 

機械系統中存在多種類型的螺紋,用於傳遞運動和動力。例如,汽車中的蝸輪蝸桿和數控工具機中的絲槓就是典型的例子。  

測量 

螺紋的統一幾何形狀和螺距在測量應用中非常有用,例如千分尺和螺紋量規。 

封口 

在壓力容器、液壓系統和管道系統中,某些螺紋需要密封性能。 NPT(美國國家標準錐形管螺紋)及其他形式的螺紋因其可靠的性能而被廣泛應用於此類場合。 

組裝與拆卸 

由於螺紋透過旋轉實現嚙合和脫離,這種機制在組裝和拆卸應用中非常實用。電子和工業機械領域有許多應用實例。 

技術人員使用精密螺絲起子和螺紋緊固件修理筆記型電腦 

電子元件中的線

專業應用

除了上述範例之外,螺紋工程也應用於一些特殊用途,包括洩壓閥和骨螺絲。 

 

綜上所述 

螺紋組件在連接和組裝組件方面具有顯著價值。由於螺紋種類繁多,了解其基本原理和分類是專案成功的基礎。 

材料、設計、標準和製造流程都會影響線材的適用性。

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