螺纹底孔尺寸

摘要：在板料冲压件上，按其料厚不同分别采用精冲小孔、变薄翻边、冷冲挤等工艺方法，成形螺纹底孔。本文论述了上述螺纹冲压成形工艺、冲模结构及其设计与制造技术。

主题词：冲件螺纹底孔冲小孔变薄翻边冷冲挤成形技术

螺纹联接结构，尤其紧螺纹联接结构，是各种机电与家电产品中零部件最主要的联接结构型式。薄板冲压件进行紧螺纹联接，需要有大于料厚的联接螺纹长度，以确保其联接可靠性，增强其负载能力，才能达到使薄板冲件联接牢靠、重量小的目的，从而使其成为结实、轻巧、紧凑的理想结构零件。

在仪器仪表、电子电器、各类家电、家用器具、玩具等产品的板料冲压件上，经常采用M2-M10的小螺纹紧联接结构。为提高效率并满足大量生产的需求，采用精冲小孔、变薄翻边、冷冲挤等工艺方法，冲压成形这些小螺纹底孔，不仅能以冲压制孔取代钻孔而大幅度提高生产效率，同时能获得尺寸精确、一致性好的底孔，并可使螺纹联接有足够的长度，从而确保其联接可靠性及设计要求的承载能力。所以，用冲压成形技术加工小螺纹底孔，具有优质高产的效果，也是一种成熟而值得推广的工艺技术。

1螺纹底孔的计算

合适螺纹底孔的大小，不仅取决于螺纹直径，而且与其螺距有着密切的关系，通常可按下式计算：

当t L≤1时，取：d Z=d-t L

当t L>1时，取：d Z=d-(1.04～1.06)t L(2)

式中t L-螺距，mm

d z-螺纹底孔直径，mm

d-螺纹直径，mm

表1 螺纹底孔直径的合理值(mm)

螺纹直径d 螺距t L底孔直径d z

M1 M2 M3

M4

M5

M6

M8

M10

M12

M14

M16

M18

M20 0.25 0.4

0.5

0.7

0.8

1

1.25

1.5

1.75

2

2

2.5

2.5

0.75 1.6

2.5

3.3

4.2

5

6.7

8.5

10.2

11.9

13.9

15.4

17.4

M22 M24 M27 M30 2.5

3

3

3.5

19.4

20.9

23.9

26.3

2冲制螺纹底孔的基本工艺方法

用冷冲压冲制板料冲压件上螺纹底孔的主要工艺方法有如下几种：

(1)厚料冲小孔与精冲孔

当冲件厚t可以满足螺纹联接所需长度时，可用冲压制孔工艺解决。通常在这种情况下，多为厚料冲小孔，即冲制螺纹底孔的直径dz≤t或稍大于t，见表2。螺纹联接的最小有效长度取决于螺纹直径、螺距并与联接件的材料种类密切相关。

表2 厚板冲制小螺纹底孔参数(中碳钢冲件)

冲件料厚t(mm) 螺丝直径d 螺距t L(mm)

底孔直径d z(m

m)

要求螺纹联接最

小长度

Lmm(mm)

3 M2

M3

M4

0.4

0.5

0.7

1.6

2.5

3.3

1.7

2.2

2.6

4 M3

M4

M5

0.5

0.7

0.8

2.5

3.3

4.2

2.2

2.6

3.2

5 M4

M5

M6

0.7

0.8

1

3.3

4.2

5

2.6

3.2

3.3

6 M5

M6

M8

M10

0.8

1

1.25

1.5

4.2

5

6.7

8.5

3.2

3.3

4.6

5.7

8 M8

M10

M12

M14

1.25

1.5

1.75

2

6.7

8.5

10.2

11.9

4.6

5.7

6.8

7.8

10 M10

M12

M14

M16

1.5

1.75

2

2

8.5

10.2

11.9

13.9

5.7

6.8

7.8

8.5

12 M10

M12

1.5

1.75

8.5

10.2

5.7

6.8

M14 M16 M18 M20 2

2

2.5

2.5

11.9

13.9

15.4

17.4

7.8

8.5

9.6

10.5

从表2可以看出，一些t≥3～12mm的中厚板冲件，其料厚可以满足螺纹直径适中的一些紧螺纹联接要求的螺纹联接长度。故可用冲孔或精密冲孔、冲小孔诸工艺方法冲制螺纹底孔。

螺纹底孔不仅尺寸要求较晋严，孔壁也要垂直平整。否则，攻制螺纹时因丝锥较细而长，冲制孔壁因冷作硬化较硬，很易磨损与折断。故一般用标准间隙或大间隙冲孔，均不能满足攻丝要求，除非另加扩孔或铰孔工序。而这样做显然不经济。这里推荐用精冲孔或小间隙厚料冲小孔工艺对表2所列小螺纹底孔的冲制加工。这些冲压制孔工艺都已在生产中推广应用，比较成熟。即便使用普通国产标准压力机进行精冲孔或厚料冲小孔工艺，国内使用也很普遍，尤其在仪表、开关电路行业、应用较多。

(2)变薄翻边

对薄料冲件采用变薄翻边冲制小螺纹底孔是目前国内使用广泛的工艺方法。通过对薄料的变薄翻边，增加螺纹底孔的轴向长度，使螺纹联接长度加大，使螺纹联接结构更坚固、可靠。同时，还能有效减小产品重量。利用变薄翻边冲制螺纹底孔多用于料厚t≥3mm的薄板冲件。其翻边几何尺寸参数列入表3，供参考。

表3变薄翻边冲压成形螺纹底孔推荐参数

冲件料厚t(mm) 螺纹直径

d

翻边预冲底孔

直径

d0

翻边预螺纹孔直径

d z

翻边凸缘外径

Dz

翻边凸缘高度

H0

1 M2

M2.5

M3

M4

φ1

φ1.1

φ1.15

φ1.2

φ1.6

φ2.1

φ2.5

φ3.3

φ2.4

φ3.1

φ3.6

φ4.4

1.7

2.0

2.2

2.6

1.5 M3

M4

M5

M6

φ1.5

φ1.6

φ1.7

φ2.2

φ2.5

φ3.3

φ4.2

φ5

φ3.2

φ4.2

φ5.6

φ6.4

2.2

2.6

3.2

3.3

2 M4

M5

M6

M8

φ2

φ2.1

φ2.2

φ3

φ3.3

φ4.2

φ5

φ6.7

φ4.3

φ5.4

φ6.6

φ8.3

3

3.4

3.8

4.6

2.5 M5

M6

M8

M10

φ2.5

φ2.6

φ3

φ3.6

φ4.2

φ5

φ6.7

φ8.5

φ5.6

φ7

φ8.4

φ10.7

3.9

4.2

4.9

5.4

3 M6

M8

M10

M12

φ3.2

φ3.4

φ3.8

φ4.3

φ5

φ6.7

φ8.5

φ10.2

φ7.1

φ8.5

φ11

φ12.4

4.6

5.3

5.7

6.2

(3)冷挤压

对料厚t≤2mm的薄板冲件，采用冷挤压的方法在板料上冲挤出类似翻边的螺纹底孔。此工艺无须预冲孔，用闭式冷挤模冲挤。凸模压入板料后，材料在凹模中围绕在凸模周围重新分配成环状凸缘，从而获得孔径精确、高度足够的螺纹底孔。孔的末端带有薄薄的连皮，在改制螺纹时由丝锥冲去。这种工艺早