攻丝和螺纹孔直径简介
本指南提供了公制和英制螺纹攻丝钻头尺寸及最终内螺纹直径的标准化图表。根据 ISO 和 ANSI/ASME 标准,精确的孔加工对于获得高质量的内螺纹至关重要。这些图表重点介绍挤压丝锥(无屑成形丝锥),它通过变形材料而非切削的方式加工螺纹,从而在强度和无屑加工方面具有优势。对于切削丝锥,请以攻丝后的最大孔径作为基准。除非另有说明,所有尺寸均以毫米 (mm) 为单位,以确保符合 ISO 724(公制螺纹)和 ASME B1.1(英制螺纹)等行业标准。
正确选择预攻丝孔径可最大限度地减少丝锥断裂,确保螺纹完整性,并优化装配性能。材料延展性、润滑和机床刚性等因素都会影响最终结果。本资源对于航空航天、汽车和通用机械应用领域的机械师、工程师和制造商至关重要。
关键概念:攻丝前孔径与攻丝后内螺纹直径
了解攻丝前孔径和攻丝后内螺纹直径之间的区别至关重要:
- 预攻丝孔直径: 攻丝前的初始钻孔尺寸,专为挤压丝锥设计,以便材料流动并形成螺纹,而不会施加过大的力。
- 攻丝后内螺纹直径: 攻丝后测量形成的内螺纹的小径,该小径必须符合公差等级(例如,公制为 6H)。
对于挤压丝锥,预攻丝孔的尺寸通常比切削丝锥小 5-15%,以便于塑性变形。务必参考材料相关的规范进行验证,因为像不锈钢这样较硬的材料可能需要调整尺寸,以防止加工硬化或丝锥失效。
公制粗牙攻丝钻头尺寸(挤压丝锥)
下表详细列出了符合 ISO 724 标准的公制粗牙螺纹规格。其中包括挤压丝锥的攻丝后小径(最小/最大)和攻丝前孔径。这些规格适用于标准碳钢;对于合金钢,则需根据其延展性进行调整。
| 规格 | 攻丝后最小孔径(毫米) | 攻丝后最大孔径(毫米) | 预攻丝最小值(毫米) | 预攻丝最大值(毫米) |
|---|---|---|---|---|
| M1x0.25 | 0.73 | 0.78 | ||
| M1.1×0.25 | 0.83 | 0.89 | ||
| M1.2×0.25 | 0.93 | 0.98 | ||
| M1.4×0.3 | 1.08 | 1.14 | 1.23 | 1.26 |
| M1.6×0.35 | 1.22 | 1.32 | ||
| M1.7×0.35 | 1.33 | 1.42 | 1.5 | 1.55 |
| M1.8×0.35 | 1.42 | 1.52 | ||
| M2x0.4 | 1.57 | 1.67 | 1.77 | 1.83 |
| M2.2×0.45 | 1.71 | 1.84 | 1.95 | 2.01 |
| M2.3×0.45 | 1.87 | 1.97 | 2.07 | 2.13 |
| M2.5×0.45 | 2.01 | 2.14 | 2.25 | 2.31 |
| M2.6×0.45 | 2.12 | 2.23 | 2.35 | 2.41 |
| M3x0.5 | 2.46 | 2.6 | 2.72 | 2.79 |
| M3.5×0.6 | 2.85 | 3.01 | 3.16 | 3.24 |
| M4x0.7 | 3.24 | 3.42 | 3.6 | 3.69 |
| M4.5×0.75 | 3.69 | 3.88 | 4.07 | 4.17 |
| M5x0.8 | 4.13 | 4.33 | 4.55 | 4.65 |
| M6x1.0 | 4.92 | 5.15 | 5.43 | 5.55 |
| M7x1.0 | 5.92 | 6.15 | 6.43 | 6.55 |
| M8x1.25 | 6.65 | 6.91 | 7.29 | 7.42 |
| M9x1.25 | 7.65 | 7.91 | 8.29 | 8.42 |
| M10x1.5 | 8.38 | 8.68 | 9.15 | 9.3 |
| M11x1.5 | 9.38 | 9.68 | 10.15 | 10.3 |
| M12x1.75 | 10.11 | 10.44 | 11.01 | 11.19 |
| M14x2.0 | 11.84 | 12.21 | ||
| M16x2.0 | 13.84 | 14.21 |
注:空白单元格表示标准值,通常不建议用于这些尺寸的挤出;有关替代方案,请参阅 ISO 965。
公制细牙攻丝钻头尺寸(挤压丝锥)
公制细牙螺纹在易振动应用中具有更高的强度。下表遵循 ISO 724 细牙螺纹系列标准,预攻丝尺寸针对延性材料的挤压丝锥进行了优化。
| 规格 | 标准直径(毫米) | 预攻丝最大值(毫米) | 预攻丝最小值(毫米) |
|---|---|---|---|
| M1.0x0.2 | 0.8 | 0.821 | 0.783 |
| M1.1×0.2 | 0.9 | 0.921 | 0.883 |
| M1.2×0.2 | 1 | 1.021 | 0.983 |
| M1.4×0.2 | 1.2 | 1.221 | 1.183 |
| M1.6×0.2 | 1.4 | 1.421 | 1.383 |
| M1.7×0.2 | 1.45 | 1.5 | 1.46 |
| M1.8×0.2 | 1.6 | 1.621 | 1.583 |
| M2.0x0.25 | 1.75 | 1.785 | 1.729 |
| M2.2×0.25 | 1.95 | 1.985 | 1.929 |
| M2.3×0.25 | 2.05 | 2.061 | 2.001 |
| M2.5×0.35 | 2.2 | 2.221 | 2.121 |
| M2.6×0.35 | 2.2 | 2.246 | 2.186 |
| M3.0x0.35 | 2.7 | 2.721 | 2.621 |
| M3.5×0.35 | 3.2 | 3.221 | 3.121 |
| M4.0x0.5 | 3.5 | 3.599 | 3.459 |
| M4.5×0.5 | 4 | 4.099 | 3.959 |
| M5.0x0.5 | 4.5 | 4.599 | 4.459 |
| M5.5×0.5 | 5 | 5.099 | 4.959 |
| M6.0x0.75 | 5.3 | 5.378 | 5.188 |
| M6.0x0.5 | 5.5 | 5.55 | 5.4 |
| M7.0x0.75 | 6.3 | 6.378 | 6.188 |
| M7.0x0.5 | 6.5 | 6.55 | 6.4 |
| M8.0x1.0 | 7 | 7.153 | 6.917 |
| M8.0x0.75 | 7.3 | 7.378 | 7.188 |
| M8.0x0.5 | 7.5 | 7.52 | 7.4 |
| M9.0x1.0 | 8 | 8.153 | 7.917 |
| M9.0x0.75 | 8.3 | 8.378 | 8.188 |
| M10x1.25 | 8.8 | 8.912 | 8.647 |
| M10x1.0 | 9 | 9.153 | 8.917 |
| M10x0.75 | 9.3 | 9.378 | 9.188 |
| M10x0.5 | 9.5 | 9.52 | 9.4 |
| M11x1.0 | 10 | 10.153 | 9.917 |
| M11x0.75 | 10.3 | 10.378 | 10.188 |
| M12x1.5 | 10.5 | 10.676 | 10.376 |
| M12x1.0 | 11 | 11.153 | 10.917 |
| M12x0.5 | 11.5 | 11.52 | 11.4 |
| M14x1.5 | 12.5 | 12.676 | 12.376 |
| M14x1.0 | 13 | 13.153 | 12.917 |
| M15x1.5 | 13.5 | 13.676 | 13.376 |
| M15x1.0 | 14 | 14.153 | 13.917 |
| M16x1.5 | 14.5 | 14.676 | 14.376 |
| M16x1.0 | 15 | 15.153 | 14.91 |
| M17x1.5 | 15.5 | 15.676 | 15.376 |
| M17x1.0 | 16 | 16.153 | 15.917 |
| M18x2.0 | 16 | 16.21 | 15.835 |
| M18x1.5 | 16.5 | 16.676 | 16.376 |
| M18x1.0 | 17 | 17.153 | 16.917 |
| M20x2.0 | 18 | 18.21 | 17.835 |
| M20x1.5 | 18.5 | 18.676 | 18.376 |
| M20x1.0 | 19 | 19.153 | 18.917 |
| M22x2.0 | 20 | 20.21 | 19.835 |
| M22x1.5 | 20.5 | 20.676 | 20.376 |
| M22x1.0 | 21 | 21.153 | 20.917 |
| M24x2.0 | 22 | 22.21 | 21.835 |
| M24x1.5 | 22.5 | 22.676 | 22.376 |
| M24x1.0 | 23 | 23.153 | 22.917 |
| M25x2.0 | 23 | 23.21 | 22.835 |
| M25x1.5 | 23.5 | 23.676 | 23.376 |
| M25x1.0 | 24 | 24.153 | 23.917 |
| M26x1.5 | 24.5 | 24.676 | 24.376 |
| M27x2.0 | 25 | 25.21 | 24.835 |
| M27x1.5 | 25.5 | 25.676 | 25.376 |
| M27x1.0 | 26 | 26.153 | 25.917 |
| M28x2.0 | 26 | 26.21 | 25.835 |
| M28x1.5 | 26.5 | 26.676 | 26.376 |
| M28x1.0 | 27 | 27.153 | 26.917 |
| M30x3.0 | 27 | 27.252 | 26.752 |
| M30x2.0 | 28 | 28.21 | 27.835 |
| M30x1.5 | 28.5 | 28.676 | 28.376 |
| M30x1.0 | 29 | 29.153 | 28.917 |
| M32x2.0 | 30 | 30.21 | 29.835 |
| M32x1.5 | 30.5 | 30.676 | 30.376 |
| M33x3.0 | 30 | 30.252 | 29.752 |
| M33x2.0 | 31 | 31.21 | 30.835 |
| M33x1.5 | 31.5 | 31.676 | 31.376 |
| M36x3.0 | 33 | 33.252 | 32.752 |
| M36x2.0 | 34 | 34.21 | 33.835 |
| M36x1.5 | 34.5 | 34.676 | 34.376 |
| M35x1.5 | 33.5 | 33.676 | 33.376 |
对于细牙螺纹,确保孔深比螺纹长度至少大 1.5 倍螺距,以便丝锥导程和材料流动。
统一粗牙螺纹 (UNC) 攻丝钻头尺寸(挤压丝锥)
北美地区普遍采用符合 ASME B1.1 标准的统一粗牙螺纹 (UNC)。为保持一致性,尺寸单位已转换为毫米,并注明原始英制规格。
| 规格 | 攻丝后最小孔径(毫米) | 攻丝后最大孔径(毫米) | 预攻丝最小值(毫米) | 预攻丝最大值(毫米) |
|---|---|---|---|---|
| 北卡罗来纳大学 1-64 号 | 1.43 | 1.58 | 1.63 | 1.71 |
| 北卡罗来纳大学 2-56 | 1.69 | 1.87 | 1.93 | 2.02 |
| 北卡罗来纳大学第3-48号 | 1.94 | 2.15 | 2.22 | 2.32 |
| 北卡罗来纳大学教堂山分校 4-40 号 | 2.16 | 2.39 | 2.49 | 2.61 |
| 北卡罗来纳大学教堂山分校第5-40号 | 2.49 | 2.7 | 2.82 | 2.92 |
| 北卡罗来纳大学 6-32 号 | 2.64 | 2.9 | 3.05 | 3.19 |
| 北卡罗来纳大学8-32号 | 3.3 | 3.53 | 3.71 | 3.83 |
| 第10-24号北卡罗来纳大学教堂山分校 | 3.68 | 3.96 | 4.23 | 4.37 |
| 第12-24号北卡罗来纳大学教堂山分校 | 4.34 | 4.6 | 4.88 | 5.02 |
| 1/4-20UNC | 4.98 | 5.26 | 5.63 | 5.77 |
| 5/16-18UNC | 6.4 | 6.73 | 7.13 | 7.3 |
| 3/8-16UNC | 7.8 | 8.15 | 8.63 | 8.8 |
| 7/16-14UNC | 9.14 | 9.55 | 10.09 | 10.29 |
| 1/2-13UNC | 10.59 | 11.02 | 11.6 | 11.82 |
| 9/16-12UNC | 11.99 | 12.45 | ||
| 5/8-11UNC | 13.39 | 13.87 | ||
| 3/4-10UNC | 16.31 | 16.84 | ||
| 7/8-9UNC | 19.18 | 19.76 | ||
| 1-8UNC | 21.97 | 22.61 |
对于较大的 UNC 尺寸,挤压丝锥可能需要专用设备;对于直径大于 1/2 英寸的,通常更喜欢切割丝锥。
最佳开孔操作实践
为了在敲击中获得最佳效果:
- 预攻丝孔时,选择公差为 H7 或更高的钻头。
- 使用适合挤压的切削液或润滑剂(例如,用于铝的高粘度油)。
- 保持丝锥对准角度在 0.1 度以内,以防止螺纹变形。
- 攻丝后用通止规检查螺纹,以确保符合标准。
- 对于大批量生产,可考虑使用啄击循环的数控攻丝来减少热量积聚。
遵循这些做法可以提高螺纹质量,减少缺陷,延长刀具寿命,符合 ASME 和 ISO 的建议。
常问问题
挤压丝锥和切削丝锥有什么区别?
挤压丝锥通过挤压材料形成螺纹,可加工出强度高、不易产生切屑的螺纹,非常适合软金属加工。切削丝锥则通过去除材料来加工螺纹,适用于较硬的合金,但会产生需要处理的切屑。
如何根据不同材料调整预攻丝孔的尺寸?
对于黄铜等延展性材料,应使用最小预攻丝尺寸。对于铸铁等脆性材料,应根据ASTM等材料特定标准,选择切削丝锥并开更大的孔,以避免开裂。
为什么表格中有些单元格为空白?
空白表示挤压攻丝不太常见或未标准化的尺寸;请参考 ISO 965 或 ASME B1.1 了解替代方案,或使用切割攻丝指南。
内部线程应该使用什么容差等级?
一般用途的目标公差为 6H(公制)或 2B(统一)。精密应用可能需要 4H 或 3B 公差,并需使用校准量具进行验证。
这些图表可以用于不锈钢吗?
是的,但对于像304不锈钢这样易发生加工硬化的不锈钢,预攻丝孔径应增加2-5%,以防止咬合。务必进行试攻并涂抹防卡剂。
攻丝时钻孔应该多深?
钻孔深度至少为螺纹深度的 1.5-2 倍,再加上丝锥倒角长度,以确保螺纹完全啮合,避免钻到底。