螺栓和螺釘?shù)男螤詈臀恢霉顦?biāo)準(zhǔn)比較

龔少梅 龔 力 凌云霞

（1.中國航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件制造有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550014；2.中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

形狀和位置公差（簡稱形位公差）是機械零件設(shè)計圖樣上的重要技術(shù)要求，它是表達(dá)零件幾何精度的重要指標(biāo)之一。而零件的幾何精度又是產(chǎn)品動、靜態(tài)幾何精度的重要組成部分，是保證零件互相配合的基本條件之一。對于緊固件，形位公差更是其結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，是保證緊固件機械性能的重要指標(biāo)。

形位公差是機械零件設(shè)計要求的一個不可缺少的內(nèi)容，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC2（一般用途緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會），1978年首次制定了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4759，2002年對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。ISO 4759標(biāo)準(zhǔn)分為三個部分，其中第一部分為ISO 4759–1：2002《螺栓、螺釘、螺柱和螺母 產(chǎn)品等級A、B和C級》、第二部分為ISO 4759–2：2002《螺紋直徑為1～3 mm，產(chǎn)品等級、用于緊密機械的螺栓、螺釘和螺母》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了普通緊固件的尺寸公差和形位公差，我國已經(jīng)分別將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T 3103.1–2002和GB/T 3103.2–2002。該系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形位公差比較寬松，不適合航空航天緊固件。

ISO/TC20/SC4（航空航天緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會）為航空航天緊固件制定了相應(yīng)的形位公差標(biāo)準(zhǔn)。1985年首次發(fā)布了ISO 7913：1985《航空航天－螺栓和螺釘－形狀和位置公差》。1994年對這個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。

現(xiàn)在我們分別將ISO 7913：1994與GB/T 3103.1–2002和GB/T 3103.2–2002規(guī)定的形狀和位置公差進(jìn)行對比，以便大家能夠更加方便的使用標(biāo)準(zhǔn)。

1 從標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來看

GB/T 3103.1–2002 規(guī)定了產(chǎn)品等級為A、B和C級的螺栓、螺釘、螺柱和螺母，以及產(chǎn)品等級為A級的自攻螺釘?shù)墓睢?/p>

GB/T 3103.2–2002 規(guī)定了螺紋直徑為1 mm～3 mm、產(chǎn)品等級為F級的螺栓、螺釘和螺母的公差。

ISO 7913：1994 規(guī)定了螺紋直徑3 mm～24 mm航空航天用螺栓和螺釘?shù)男螤詈臀恢霉睢?/p>

2 標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于螺栓和螺釘形狀和位置公差的差異

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容來看，GB/T 3103.2–2002僅限于螺紋直徑為1 mm～3 mm的螺栓，為此，我們只對GB/T 3103.1–2002 A級與ISO 7913：1994規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行比較。

2.1 螺桿總長的直線度

ISO 7913：1994規(guī)定的螺桿總長的直線度，見圖1，對于中等長度螺栓（不含全螺紋），其常數(shù)V的值為：d=3mm～8mm時，V=0.002；d=10mm～20mm時，V=0.0015。以M8×30螺栓為例，螺桿直線度為Φ0.06 mm。

GB/T 3103.1–2002規(guī)定的直線度是：d≤8mm時，為0.02L+0.05；d＞8mm時，為0.025L+0.05；以M8×30螺栓為例，螺桿直線度為Φ0.11 mm。

2.2 凸緣的圓跳動和位置度

ISO 7913：1994規(guī)定十二角頭螺栓和花鍵頭螺栓凸緣的圓跳動，見圖2，以M8×30螺栓為例，其凸緣相對螺栓桿部軸線的圓跳動值為0.20 mm。

GB/T 3103.1–2002規(guī)定的是凸緣的位置度，其值為2IT13，選取公差的基本尺寸為凸緣直徑，以M8×30螺栓為例，凸緣直徑為18 mm，其凸緣相對位置度則為0.54 mm。

圖1 螺桿總長的直線度

圖2 螺栓凸緣的圓跳動

2.3 螺栓頭部支承面的垂直度或全跳動

ISO 7913：1994規(guī)定螺栓頭部支承面對螺紋軸線的垂直度為0.08 mm.，見圖3。

GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是頭部支承面對螺紋軸線的全跳動，以M8×30螺栓為例，其全跳動為0.17 mm。

2.4 沉頭螺栓頭部端面的垂直度

ISO 7913：1994規(guī)定沉頭螺栓頭部端面對螺栓桿部軸線的垂直度為0.08 mm，見圖4，而GB/T 3103.1–2002沒有規(guī)定。

圖3 螺栓頭部支承面的垂直度

圖4 沉頭螺栓頭部端面的垂直度

2.5 沉頭螺栓頭部圓錐面的圓跳動

ISO 7913：1994規(guī)定沉頭螺栓頭部圓錐面相對于螺栓桿部軸線的圓跳動為0.08 mm，見圖5，而GB/T 3103.1–2002沒有規(guī)定。

2.6 盤頭螺栓頭部錐面或圓柱面的圓跳動

ISO 7913：1994規(guī)定盤頭螺栓頭部錐面或圓柱面相對于螺栓桿部軸線的圓跳動，見圖6，以M8×30螺栓為例，其值為0.28 mm。而GB/T

圖5 沉頭螺栓頭部圓錐面的圓跳動

圖6 盤頭螺栓頭部錐面或圓柱面的圓跳動

3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。

2.7 十二角頭螺栓和花鍵頭螺栓扳擰直徑的圓跳動

ISO 7913：1994規(guī)定十二角頭螺栓和花鍵頭螺栓扳擰直徑相對于螺栓桿部軸線的圓跳動，見圖7，以M8×30螺栓為例，其圓跳動為0.20 mm。而GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。2.8 六角頭螺栓頭部對角的圓跳動

ISO 7913：1994規(guī)定六角頭螺栓頭部對角相對于螺栓桿部軸線的圓跳動，見圖8，以M8×30螺栓為例，其圓跳動為0.40 mm。

GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定扳擰六方對邊相對于螺紋軸線的位置度，其值為2IT13，選取公差的基本尺寸為六角對邊尺寸。以M8×30螺栓為例，其對邊位置度為Φ0.54 mm。

圖7 螺栓扳擰直徑的圓跳動

圖8 六角頭螺栓頭部對角的圓跳動

2.9 開口銷孔的位置度

ISO 7913：1994規(guī)定開口銷孔的位置度，見圖9，即螺栓開口銷的中心相對于螺紋軸線和螺栓頭部支承面或沉頭螺栓頭部端面的位置度為Φ0.4 mm。

GB/T 3103.1–2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定螺栓開口銷的中心，相對于螺紋軸線的位置度為2IT13，以M8×30螺栓為例，其開口銷位置度為Φ0.44 mm。

2.10 六角頭螺栓、十二角頭螺栓、花鍵頭螺栓頭部鎖絲孔的位置度

圖9 開口銷孔的位置度

圖10 螺栓頭部鎖絲孔的位置度

ISO 7913：1994規(guī)定六角頭螺栓、十二角頭螺栓、花鍵頭螺栓頭部鎖絲孔的位置度，見圖10，其相對于螺栓支承面和螺栓桿部軸線的位置度為Φ0.40 mm。而GB/T 3103.1–2002沒有規(guī)定。

3 結(jié)束語

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差值來看，ISO 7913：1994標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形狀和位置公差的項目和數(shù)值比GB/T 3103.1–2002高許多。也就是說采用ISO 7913：1994標(biāo)準(zhǔn)可以制造出要求更高的螺栓和螺釘產(chǎn)品，同時也是保證高精度航空航天緊固件的必要條件之一。