螺紋孔設計指南

目前在實際生產中，存在許多與螺紋元件相關的問題。有些問題源於設計缺陷，有些則涉及標準規範問題。為更好地總結和解釋這些問題，現整理了以下螺紋相關問題。

螺紋加工是CNC加工中心的重要應用，螺紋加工的質量與效率直接影響元件加工質量和加工中心的生產效率。

螺紋是指在圓柱或圓錐表面上，具有特定截面形狀的連續凸起部分所形成的螺旋線。根據在物件上的位置，螺紋可分為外螺紋和內螺紋。根據其截面形狀（齒形），螺紋可以是矩形、三角形、梯形、鋸齒形或其他特殊形狀。常用的螺紋包括三角形和梯形螺紋。在處理螺紋相關問題時，必須考慮這些不同的螺紋類型，並根據實際需求選擇和應用。

1. 底孔與螺紋

底孔是指使用絲攻攻製內螺紋前預留的孔徑。通常指工件上的內圓孔，最低或最頂端的圓孔，稱為底孔。那麼，在生產過程中，為什麼需要在螺紋和底孔之間進行公差配合呢？

1-1. 防止因底孔過小或配合不當導致返工或工具損壞：

例如，當2D圖紙上指定螺紋為M3*0.5且底孔直徑≤2.3時，底孔過小會導致無法使用絲攻進行攻牙，必須對底孔進行返工。如果底孔直徑≥2.8，且接近或等同於內螺紋直徑，攻牙時可能導致絲攻卡住，從而可能造成絲攻斷裂。

1-2. 防止因底孔過大導致螺紋滑牙：

例如，當2D圖紙上指定螺紋為M3*0.5且底孔直徑為2.8時，單側的有效螺紋深度僅為0.1mm。如此小的螺紋接觸面積可能導致螺紋滑牙。雖然某些螺紋修復套可以補救此情況，但通常不建議這樣做。

說明：

*螺紋滑牙：在螺紋連接中，當連接點的螺紋因受力過大或其他原因磨損，導致螺紋無法啮合。在這種情況下，螺紋連接將無法鎖緊。

2. 螺紋參考對照表

3. 螺紋修復套

如前所述，如果底孔過大，一種補救方法是使用螺紋修復套。但螺紋修復套究竟是什麼？在CNC機械加工中，螺紋修復套指的是螺紋套筒，如下圖所示。它們可以在攻牙後添加到螺紋中。使用螺紋修復套有什麼好處？對元件是否有負面影響？

螺紋修復套有助於增強連接強度、耐磨性、耐腐蝕性、防止鬆動並提供抗震性，從而延長螺紋的使用壽命。螺紋作為裝配點，需要頻繁進行旋轉運動，隨著時間推移，這可能導致損壞，從而造成螺紋滑牙或無法鎖緊螺紋。有經驗的設計師通常在設計階段就會預見此情況，並在圖紙上標明哪些螺紋需要安裝修復套。目的是延長螺紋的可使用性，從而延長產品的整體生命週期。

例如，當2D圖紙上指定螺紋為M3*0.5且底孔直徑為3.0時，可以通過使用M3螺紋修復套來解決此問題。

4. 螺紋修復套尺寸表

5. 有效螺紋深度

螺紋深度通常指螺紋的有效長度。在正常情況下，用於攻牙的底孔深度應大於螺紋的有效長度。在加工底孔時，鑽頭具有尖頭，而攻牙的絲攻則是平頭。由於平頭絲攻無法與底孔的最底部完全接觸，因此在設計盲孔時，建議至少保留孔徑一半的長度作為非螺紋部分。對於較長的螺紋孔，可能需要使用特殊工具，這會導致加工時間和成本增加。因此，建議有效螺紋長度不超過孔徑的三倍。

6. 2D圖紙中的螺紋標注規範

解讀：

- 特徵代號：代表螺紋的類型，例如M表示標準螺紋。

- 尺寸代號：代表公稱直徑 * 螺距，例如3*0.5（3為公稱直徑，0.5為螺距）。

- 公差帶代號：由公差等級代號（數字）和基本偏差代號（外螺紋用小寫，內螺紋用大寫）組成，例如6H。

- 有效長度代號：由代號L（長）、N（中）、S（短）表示有效螺紋長度。如果螺紋具有中等有效長度，則不標注N。

- 旋向代號：右旋螺紋不標注；左旋螺紋標注LH。

如果上述標注過於複雜，可以採用簡化方法，如下圖所示。

解讀：

: 8個直徑4.2的底孔，攻M5螺紋，有效螺紋深度10，內螺紋公差6H。

: 一個直徑14的通孔貫穿元件。

: 表示深度。

7. 螺紋孔位置

螺紋孔應位於元件內部。如果螺紋孔過於靠近元件邊緣，在加工過程中，螺紋可能會穿透零件，導致邊緣崩裂，影響元件的完整性。