GB-T 43655-2024 自攻螺釘連接 底孔直徑和擰緊扭矩技術(shù)條件

ICS21.060.10CCSJ13中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T43655—2024自攻螺釘連接底孔直徑和擰緊扭矩技術(shù)條件Self-tappingscrewconnections—Specificationofthepilotholediameterandtighteningtorque2024-03-15發(fā)布2024-10-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)ⅠGB/T43655—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC85)歸口。本文件起草單位:中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司、舟山市7412工廠、上海集優(yōu)標(biāo)五高強(qiáng)度緊固件有限公司、浙江天開(kāi)實(shí)業(yè)有限公司、浙江新盛達(dá)金屬科技發(fā)展股份有限公司、晉億實(shí)業(yè)股份有限公司、上海義文機(jī)電有限公司、河北五維航電科技股份有限公司、中機(jī)研標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(北京)有限公司、東莞市歐力得五金制品有限公司、超捷緊固系統(tǒng)(上海)股份有限公司、衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院。本文件由全國(guó)緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋。1GB/T43655—2024自攻螺釘連接底孔直徑和擰緊扭矩技術(shù)條件1范圍本文件規(guī)定了不同板材厚度、不同材料強(qiáng)度下自攻螺釘連接底孔直徑,為擰緊扭矩的確定和分類提供了計(jì)算說(shuō)明。本文件適用于螺紋規(guī)格為ST2.2~ST9.5、符合GB/T5280自攻螺釘與規(guī)定強(qiáng)度的金屬材料連接。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3098.5緊固件機(jī)械性能自攻螺釘GB/T5280自攻螺釘用螺紋3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。搖擺tumble當(dāng)板材過(guò)薄而造成的螺釘旋入板材孔時(shí)產(chǎn)生的不穩(wěn)定擺動(dòng)的現(xiàn)象。3.2搖擺極限tumblelimit產(chǎn)生不穩(wěn)定擺動(dòng)時(shí)的板厚極限值。4符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。c螺紋牙頂寬度,單位為毫米(mm);d底孔直徑,單位為毫米(mm);dD通孔直徑,單位為毫米(mm);d1螺釘螺紋公稱直徑,單位為毫米(mm);d2螺釘螺紋小徑,單位為毫米(mm);FRp0.2在最小屈服點(diǎn)或在規(guī)定塑性延伸率為0.2%時(shí)的應(yīng)力對(duì)應(yīng)的載荷,單位為牛頓(N);FS部件的斷裂載荷,單位為牛頓(N);MB符合GB/T3098.5要求的破壞扭矩,單位為牛頓米(N·m);MO超擰扭矩,即所攻螺紋被破壞的扭矩,單位為牛頓米(N·m);MS擰入扭矩(攻絲扭矩),單位為牛頓米(N·m);MT擰緊扭矩,單位為牛頓米(N·m);2GB/T43655—2024P螺距,單位為毫米(mm);Rm薄板抗拉強(qiáng)度,單位為兆帕(MPa);t對(duì)稱連接上下板厚度,單位為毫米(mm)。注:對(duì)稱連接指雙層板材連接。5自攻螺釘?shù)暮?jiǎn)單螺紋連接應(yīng)用限值5.1概述自攻螺釘螺紋連接僅在被連接件上預(yù)先鉆孔或沖孔,孔內(nèi)未預(yù)制螺紋,連接時(shí)由自攻螺釘攻出與其匹配的內(nèi)螺紋。兩個(gè)被連接件可以都有底孔(見(jiàn)圖1),或僅下連接件有底孔,而上連接件有通孔(見(jiàn)圖2)。由于待連接件厚度的不同,這種類型的連接有一定的應(yīng)用局限。自攻螺釘一般不用于預(yù)載荷連接。5.2板材厚度下限如果板材厚度小于搖擺極限,則可在無(wú)扭矩?cái)?shù)值顯示下(0N·m扭矩)將自攻螺釘擰入小直徑孔中,在這種情況下可根據(jù)公式(1)計(jì)算板材厚度:t=(P-c)-(d1-d2)tan30°……(1)表1中列出了使用c、d1和d2(按照GB/T5280確定)最大值時(shí)產(chǎn)生的搖擺極限。為遠(yuǎn)離搖擺極限,并確保足夠大的擰緊扭矩,板材厚度下限tmin應(yīng)至少與螺距相同。如果板厚太小,可以通過(guò)底孔擴(kuò)口(見(jiàn)圖3)、拉伸底孔(見(jiàn)圖4),或創(chuàng)建一個(gè)螺旋形孔(見(jiàn)圖5)來(lái)確保所需的擰緊扭矩。在使用帶螺旋孔的螺紋連接中,要用專用工具使孔的邊緣呈現(xiàn)螺旋形,其形狀和螺釘?shù)膶?dǎo)程相匹配。對(duì)于薄板,也可以使用自鎖螺母或簧片螺母(見(jiàn)圖6)進(jìn)行自攻螺釘連接,待連接件上需要有通孔。圖1簡(jiǎn)單螺紋連接(兩個(gè)底孔組合)圖2簡(jiǎn)單螺紋連接(1個(gè)通孔+1個(gè)底孔)3GB/T43655—2024圖3底孔擴(kuò)口(薄板)圖4拉伸底孔(薄板)圖5帶螺旋孔的螺紋連接圖6帶簧片螺母的螺紋連接4GB/T43655—2024表1板材厚度限值單位為毫米螺紋規(guī)格ST2.2ST2.9ST3.5ST3.9ST4.2ST4.8ST5.5ST6.3ST8ST9.5螺距0.81.31.31.41.61.81.82.12.1搖擺極限0.350.580.690.630.650.750.910.860.910.91板材厚度下限tmin0.801.301.301.401.601.801.802.102.10板材厚度上限tmax1.792.202.803.003.383.844.375.006.407.505.3板材厚度上限板材厚度的上限不應(yīng)超過(guò)0.8×d1,max,以便擰入扭矩不超過(guò)GB/T3098.5規(guī)定的最小破壞扭矩的50%,螺釘擰入過(guò)程中在確保達(dá)到必要的擰緊扭矩的同時(shí),與破壞扭矩保持足夠的安全裕度。板材厚度限值如表1所示。5.4自攻螺釘連接方式待連接板材的厚度應(yīng)大于所選螺釘?shù)穆菥?否則會(huì)由于螺釘頭下螺紋不完整而無(wú)法施加足夠大的擰緊扭矩。如果無(wú)法滿足此條件,可采用圖3~圖6中所示的自攻螺釘連接。6底孔直徑本章規(guī)定的底孔直徑是根據(jù)以下條件確定的:a)圖2所示上半部分通孔、下半部分底孔的簡(jiǎn)單自攻螺釘連接;b)鉆底孔;c)表面硬化自攻螺釘,并且無(wú)涂鍍層;d)MS≤0.5×MB。如不滿足上述條件,不適用表2~表11中的底孔直徑(另見(jiàn)第8章)。對(duì)于對(duì)稱連接,擰入扭矩和底孔直徑之間的關(guān)系對(duì)擰緊扭矩值有決定性影響,可以用公式(2)從經(jīng)驗(yàn)上描述:MS=(0.0263d12+0.113d1-0.071)[-1.9(d-d2)+0.305d1]·Rm(2.4t2+0.9)……(2)公式(2)僅對(duì)表面拋光的表面硬化自攻螺釘有效。不同于此條件的說(shuō)明,參見(jiàn)第8章。根據(jù)以上條件,計(jì)算得出表2~表11中的底孔直徑。當(dāng)采用未規(guī)定的板材厚度或強(qiáng)度時(shí),底孔直徑可根據(jù)公式(2)計(jì)算。5GB/T43655—2024表2ST2.2的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505000.81.71.71.71.71.71.71.71.71.70.91.01.81.11.81.21.81.31.81.41.91.51.81.91.61.81.91.71.91.81.8表3ST2.9的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.12.22.22.22.22.22.22.22.22.31.21.32.31.42.32.41.52.32.41.62.32.41.72.41.82.32.51.92.42.52.02.32.52.22.42.56GB/T43655—2024表4ST3.5的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.32.62.62.62.62.62.62.72.72.81.42.72.72.72.72.72.72.81.52.82.91.62.91.72.81.82.82.91.92.93.02.02.82.93.02.22.83.03.02.52.92.93.03.13.12.82.83.03.1表5ST3.9的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.32.92.92.92.92.92.93.03.03.11.43.03.13.11.53.03.03.03.03.03.21.63.13.21.73.13.23.31.83.23.31.93.13.23.32.02.23.13.23.33.42.53.23.33.33.43.42.83.23.33.43.43.03.57GB/T43655—2024表6ST4.2的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.43.13.13.13.13.13.13.23.33.41.53.23.23.23.23.23.21.63.33.41.73.31.83.33.43.51.93.42.03.33.43.53.52.23.53.62.53.43.43.53.63.62.83.33.53.63.63.03.43.53.73.53.33.53.63.63.73.73.7表7ST4.8的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.63.63.63.63.63.63.73.83.93.91.73.73.83.94.01.83.84.01.93.73.92.03.83.94.04.12.23.73.94.04.12.53.73.94.04.04.14.14.22.83.84.04.14.24.23.03.73.94.14.23.53.84.04.14.24.24.34.04.04.14.24.34.38GB/T43655—2024表8ST5.5的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.84.24.24.24.24.34.44.54.64.61.94.44.54.64.72.04.32.24.34.44.54.64.74.74.82.54.44.64.74.74.84.82.84.44.64.74.84.93.04.54.84.93.54.44.64.74.84.94.94.04.64.74.84.94.95.05.04.54.74.84.950表9ST6.3的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505001.84.94.94.94.95.05.25.35.35.41.95.05.15.42.05.15.25.35.45.52.25.05.25.35.45.55.55.62.55.05.25.45.45.55.65.62.85.25.35.55.55.65.75.73.05.35.45.55.65.73.55.25.45.55.65.75.75.84.05.35.55.65.75.85.84.55.55.65.75.85.85.05.75.89GB/T43655—2024表10ST8的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505002.16.36.36.36.36.56.66.76.86.92.26.56.66.86.86.97.02.56.56.76.86.97.07.07.12.86.46.76.86.97.07.17.17.23.06.56.86.97.07.17.23.56.46.87.07.17.17.27.27.37.34.06.76.97.17.27.27.37.34.56.87.17.27.37.45.07.07.37.47.45.57.17.27.37.46.07.46.57.27.37.4表11ST9.5的底孔直徑鋼板厚度tmm底孔直徑d/mm材料最小拉伸強(qiáng)度RmMPa1001502002503003504004505002.57.57.57.78.08.18.28.38.38.42.87.68.08.18.28.38.48.48.63.07.78.18.28.38.48.63.57.68.18.38.48.48.68.68.78.74.08.08.28.48.68.68.78.74.58.18.48.68.78.85.08.38.78.88.85.58.48.68.78.86.08.86.58.68.78.87.08.88.98.98.98.97.58.78.910GB/T43655—20247通孔直徑公式(3)用于計(jì)算通孔的直徑dD:dD=d1+1/3(d1-d)……(3)8特殊情況8.1拉伸底孔2mm以下的板材通常會(huì)被拉伸底孔,因?yàn)槔爝^(guò)程會(huì)導(dǎo)致孔壁拉拔硬化,因此在表2~表11中所列的底孔直徑應(yīng)依據(jù)具體材料和板材厚度增加0.1mm~0.3mm。在拉伸底孔中,螺釘只能沿著拉伸底孔方向擰緊。8.2涂鍍層螺釘自攻螺釘?shù)谋砻嫣幚頃?huì)改變擰入螺釘?shù)哪Σ料禂?shù)值,因此在表2~表11中所示的底孔直徑尺寸應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要增加或減少。同時(shí),要注意在螺釘頭下支承面產(chǎn)生的摩擦系數(shù)對(duì)施加的擰緊扭矩影響較大。8.3連接鉻鎳鋼制板材使用表面硬化自攻螺釘連接鉻鎳鋼制板材時(shí),無(wú)法提供有關(guān)底孔直徑和擰緊扭矩的通用指標(biāo),應(yīng)根據(jù)具體情況確定。8.4不銹鋼自攻螺釘連接由于不銹鋼自攻螺釘?shù)谋砻嬗捕容^低,按照本文件將這些螺釘擰入材質(zhì)為鋼或不銹鋼的被連接件(已確定底孔直徑)時(shí),應(yīng)考慮到螺釘?shù)穆菁y變形。在這種情況下,應(yīng)由試驗(yàn)確定使用條件。9擰緊扭矩的計(jì)算和分類理論計(jì)算得到的擰緊扭矩僅是近似值,為了確保適當(dāng)?shù)陌踩綉?yīng)對(duì)實(shí)際零件進(jìn)行測(cè)試。為此,根據(jù)擰入扭矩和超擰扭矩(MS和MO)使用公式(4)確定擰緊扭矩:MT=MS,max+1/2(MO,min-MS,max) (4)對(duì)實(shí)際零件至少進(jìn)行10次試驗(yàn)。使用公式(5)時(shí),螺紋連接具有足夠的可