螺纹紧固件的力学性能要求（电子整机中采用螺纹紧固力工艺标准）

一、专业术语

1、（螺纹）紧固

使用装配工具将螺纹连接件与螺纹紧固件紧密结合在一起，并保证一定预紧力的过程。表示相同意思的称谓有：拧紧，打紧，上紧，打螺钉等

2、扭矩

在螺纹连接中，为达到一定的预紧力而通过装配工具施加在螺纹紧固件上的扭矩，表示相同意思的称谓有：力矩，扭力。

扭矩国际单位为“牛顿•米”(N.m)，工程单位为“千克力.厘米”（kgf.cm），换算关系：0.98N.m=10kgf.cm，在实际计算中，可近似取1N.m=10kgf.cm。

在我司的生产中，一般以kgf.cm为单位。

3、紧固扭矩

在紧固过程中，为保证足够的预紧力，以达到可靠的机械连接或（和）电气连接而通过装配工具施加在螺纹紧固件上的扭矩。许多资料中称为“拧紧扭矩”，“拧紧力矩”等。

4、松脱扭矩

为松开经过紧固的紧固件，通过装配工具施加在紧固件上的最小扭矩。

5、手批、电批、风批和批头

电批：常用的称谓有电动起子，电动螺钉旋具等。

风批：常用的称谓有风动起子，风动螺钉旋具等。

批头：安装于电批和风批上。常用称谓有起子头，电批/风批咀等。批头根据其头部形状不同，有十字批头，一字批头，六角批头，套筒批头，六角花型批头等。

6、螺纹紧固件、螺纹连接件

螺纹紧固件：通过螺纹连接进行紧固的所有紧固件统称，如螺钉，螺栓，螺母等。

螺纹连接件：通过螺纹连接被紧固的所有紧固件、元器件的统称，如被螺栓-螺母紧固的钢板等。

7、手批、批头的规格

手批和批头因各制造厂家的不同，对其规格描述各有不同，针对我司的需求，在“工具选用”一节中作了详细的约定，请参考4.2条。

8、螺钉槽损坏

在螺钉紧固过程中，由于各种原因造成螺钉十字槽或一字槽镀层破坏，或者十字槽/一字槽磨损，起毛刺，破损等机械损坏。在口语中，常称为“螺钉打花”。

9、螺纹紧固失效

螺纹紧固失效可以分为螺纹连接失效、紧固件失效和连接件失效。

⑴螺纹连接失效

因强度不够引起螺纹紧固件破坏，如螺杆拉断，螺纹破坏（滑丝）。

松动或松脱。

由于压力不够，从而使密封、屏蔽、接地、低阻电导通等场合不能达到相应要求。

⑵紧固件失效

外观损坏，从而进一步影响连接性能。如锈蚀等。螺钉槽型损坏。

⑶连接件失效

连接件失效主要表现在连接件强度不够或连接压力过大，从而引起连接件被压溃、折断。外观损伤。

二、螺纹连接要素

1、紧固扭矩

紧固扭矩是影响螺纹连接可靠性最主要的因素，选择适当的紧固扭矩是保证预紧力和防止螺纹紧固件机械损伤的关键。紧固扭矩大小的确定由主到次由以下因素制约：

⑴螺纹紧固件公称直径

螺纹紧固件公称直径是影响紧固扭矩最主要的因素，在其他条件相同的情况下，直径越大，所需紧固扭矩也越大，具体数值见4.3。

⑵螺纹紧固件材料等级

一般机械用碳素钢和合金钢外螺纹紧固件按机械性能分为3.6，4.6，4.8，5.6，5.8，6.8，8.8，9.8，10.9，12.9共10个等级，一般情况下，如果没有特意提及，都为4.8级。对于每一级别，小数点前面的数据代表材料抗拉强度的1/100，小数点后面的数代表材料屈服强度或屈服点与抗拉强度比值的10倍，所以级别越高，对应扭矩越大。

公称高度≥0.8D（螺纹有效长度≥0.6D）的螺母，用螺栓性能等级的第一部分数字标记，分为4，5，6，8，9，10，12七个等级；螺母等级的选用按附表。

2、螺纹紧固件头部形状

1）公司常用的螺纹连接主要是螺钉连接，另外有螺柱、穿心电容、电缆接头等。在进行紧固装配选用工具时，应注意以下区别：

2）不同头部形状使用不同工具；

3）紧固件直径不同使用的工具型号大小也不同；

4）按不同标准要求生产的紧固件使用的工具也有差别。

头部形状

根据所需要的紧固工具不同可分六角头、内六角、带十字槽的和内六角花型（六角花型型）：

六角头——六角套筒、套筒批头、扳手等。

内六角——六角手批或六角批头。

带十字槽——十字批或十字批头，十字槽使用最为普遍，下面将详细介绍。

带一字槽——一字批，对一字槽，建议不要使用电批紧固，以免损坏一字槽。

十字槽

公司最常用的紧固件头部形状是带十字槽的紧固件，螺钉十字槽通用有Z型和H型2种，常用H型，H型十字槽在紧固时需要附加一定的轴向力。

3、十字批/十字批头形状：

紧固工具十字头的选用应适合螺钉十字槽的形状，合适的工具是防止大扭矩情况下螺钉十字槽的机械损伤，同时也是保证大扭矩情况下，得到合适的预紧力。

选用的理想状态就是当手批/批头的十字头插入螺钉十字槽时，在深度上基本上能插到槽底，在宽度上能够插满十字槽，并得到较好的吻合，这样就可以保证紧固时，螺钉十字槽受载面积较大，防止大扭矩损坏十字槽。

所以在手批/批头的选用中，一定要注意PXd（其含义在工具选用一节中有详细说明）的大小。可以说，螺钉紧固时，十字头与十字槽的配合的重要性并不亚于紧固扭矩的选择。

注意：在十字批头的选用中，由于我们普遍使用日产电批和批头，而螺钉生产有按国标和日标两种规格，所以应注意国标和日标的区别。

4、电批/风批扭矩范围：

1）电批和风批的选择要注意其扭矩范围，为保证较精确地控制扭矩，一般电批/风批的扭矩范围应满足以下关系：所需扭矩<电批/风批最大扭矩<3倍所需扭矩

2）电批/风批最小扭矩<0.8倍所需扭矩

3）例如现在紧固螺钉需要0.2N.M的扭矩，则可以选用扭矩介于0.15~0.6N.m之间的电批，而如果选用最大值为2.0的电批则扭矩很难精确控制。

三、工具选用

1、十字批与十字批头

⑴图示

规格表示方法：手批类型-PXL示例：十字批1X75

示例：十字批头-卡接式Ø5-1X3X30X60

⑵十字批和十字批头规格参数说明

安装方式指批头与电批/风批的接口形式，有卡接式和插接式两种

P值：

如下图所示，对十字头而言P越小，表示顶部十字越尖；P越大，表示顶部十字越钝；对批头而言，如0号批头、1号批头即指P值为0和1的十字批头。常用的批头有00号，0号，1号和2号。

批头之Ø值：批头与电批/风批接口大小，常用有4毫米、5毫米、6毫米和8毫米。对公司常用的HIOS电批而言，使用5毫米的卡接式批头,其代码为D76。

⑶常用十字批和十字批头规范参数范围

常用十字批规格各参数的范围如下：

2、一字批与一字批头

⑴图示

格表示方法：手批类型-头部形状-LXd

示例：一字批-普通型-40X3。

⑵一字批规格参数说明

头部形状

一字批头部形状常用的有普通型和电讯型两种，区别如下图：

3、六角批、手动套筒、扳手和六角批头、套筒批头

⑴图示

1.手动套筒规格表示方法：手动套筒-A/FXL

2.套筒批头规格表示方法：套筒批头-A/FXdXL

示例：手动套筒-6X150；套筒批头-6X10X75

六角批规格表示方法：六角批-HXdXL

六角批头规格表示方法：六角批头HXdXL(L表示批头总长度）

示例：六角批-2.5X3.5X150；六角批头-2.5X3.5X49

自上而下为：

单头扳手，表示方法：单头扳手 开口宽度，示例：单头扳手6。

双头扳手，表示方法：双头扳手 开口宽度X开口宽度，示例：双头扳手6X7

梅花表示，表示方法：梅花扳手 开口宽度X开口宽度，示例：梅花扳手6X7。

两用扳手，表示方法：两用扳手 开口宽度，示例：两用扳手6

⑵六角批、手动套筒、扳手和六角批头、套筒批头规格参数说明

扳手的开口宽度与套筒的A/F值与所要紧固的螺纹大小有一定对应关系，见下表。

六角批头和六角批的H值与所要紧固的螺纹大小对应关系见下表

4、常用螺钉扭矩与工具选用见表

说明：

1.如果因为排拉等原因，同一电批需要紧固不同大小螺钉，可以选用不同螺钉扭矩范围相重叠区域，对于螺纹连接件表面较光滑的连接，扭矩可以选用较小值（紧固扭矩和松脱扭矩都适用）；对于加弹垫的螺钉，扭矩可以取较小值（只对紧固扭矩）。如果不同螺钉扭矩相差较大，则应配备多把电批。

2.在“工具选用”中，括号内型号为不推荐型号，但因为排拉等原因而且为“一般连接”的情况下可以采用。

3.“高紧密度连接”指螺纹连接需保证密封、散热、屏蔽以及结构件有大电流通过等场合的连接。

4.对于公司经常遇到的塑胶件风扇紧固，如果使用自攻螺钉连接，则可套用“钢-塑胶，铝型材，铜”的连接场合；如果使用单边固定，则可套用“钢-钢，铸铝（一般连接）”的连接场合；不推荐使用双边固定。

5.一般情况下，相同直径不同头部形状的十字槽可以选用相同型号的工具；在要求较严的场合，可以按表7要求使半沉头（O型）选用大1号工具，小盘头使用小1号工具。

6.对于大于M3的饰钉，紧固扭矩可比表中相应数值小40%~60%。

7.对于其他特殊的连接场合，套用本规范引起批量性连接缺陷；或者具体的装配操作指导书与本规范有不一致之处，应以具体的装配操作指导书的要求为准，并通知工艺人员确认。

铜排与铜排搭接、电缆端子与铜排搭接时，连接螺栓的紧固力矩见表

统一螺纹（美制螺纹）标准力矩见表

自攻螺钉紧固力矩见表

说明：

1、具体紧固扭矩应介于“最大紧固扭矩”和“最小紧固扭矩”之间，对于使用电批紧固方式，应采用较小扭矩；对手批紧固可使用较大扭矩。

2、对于连接件材料或厚度与表中数据不同的，可以大致按线性规律进行估算。

高等级螺纹连接扭矩见表

四、操作方式

1、物料拿取

无特殊原因，不允许徒手拿取螺钉，建议对小螺钉使用上磁的批头/手批进行吸取；对大螺钉、螺母等戴手指套拿取；如果戴手套操作，应保证手套干净、无残破，保证手指汗液不污染螺钉。

由于戴手套或手指套会带来操作的不便，同时为保证螺钉紧固质量，提倡使用定位工装辅助 螺钉紧固的装配。

2、电批转速选择

对于公司常用的HIOS电批，由于其有“高速”和“低速”两档，为减少对螺钉十字槽的破坏，一般使用“低速”档，无特殊要求，严禁使用“高速”进行紧固。

对于特别重要的螺纹连接，如果所需扭矩较大，则必须使用手批进行紧固。

3、工具使用方法

使用工具紧固螺钉时，要采用正确的紧固方式，如下图所示。

说明∶

⑴螺钉与螺孔同轴，不允许螺钉歪斜放置在螺孔内即进行紧固装配。

⑵安装螺钉时，确认批头与螺钉十字槽相符，左右无晃动感。

⑶紧固螺钉时，批头与螺钉安装面垂直，如图(4)所示，如批头倾斜，螺钉十字槽很容易损坏。

⑷在批头/手批旋转紧固同时，应将电批或手批压紧螺钉，即给螺钉适当的轴向力，如图所示。

4、成组螺钉的紧固方法

安装成组螺钉的原则是交叉、对称、逐步地紧固。

逐步紧固是先将所有螺钉拧入三分之一(预装在螺孔内)，然后再紧固其余三分之二。逐步紧固是为了减少被紧固件的变形、应力。特别对散热元件、逐步紧固可使其底面充分与散热器接触，减少热阻。

紧固条形、方形和圆形工件上的螺钉顺序见，如有定位销钉，则先从定位销钉附近开始。

拆卸螺钉时，同样必须按相反方向、依次将所有螺钉都松动一下，然后再完全拧下。螺母的紧固和拆卸方法和螺钉相同。

5、螺纹伸出量

1）使用螺纹紧固件时，除非工程图纸特别标明，否则至少应有1扣到1扣半螺纹伸出量，但当螺纹可能干扰到其他元件或线缆或者使用锁紧装置时，螺栓和螺钉可以与螺纹紧固件底面平齐。

2）当螺纹伸出部分不与其相邻零件干扰且满足设计的电气间隙时，对长度小于等于25毫米的螺栓和螺钉，其螺纹伸出量不应大于3毫米再加1到1扣半的长度；对于长度大于25毫米的螺栓和螺钉，其螺纹伸出量不应大于6.3mm再加1到1扣半的长度。如果螺纹伸出量不满足以上要求，可以向工艺人员提出质疑。

⑶沉头螺钉

沉头螺钉紧固后，其头部应与被紧固零件的表面保持平整；允许稍低于零件表面。在紧固运动零件的导轨时，螺钉头部必须低于被紧固零件的表面；其他场合，在不影响产品功能及使用的条件下，允许螺钉头部高出被紧固零件的表面。

3、螺纹紧固程度（扭矩检验）

1)螺钉采用弹垫时，螺钉紧固以弹垫切口被压平为准。弹垫下应有平垫，禁止螺钉下直接垫弹垫紧固。

2)螺钉紧固程度也可以通过检验螺纹连接松脱扭矩、紧固扭矩或者其他方法进行检验。

3)对于盘头、沉头螺钉，螺母等，可以使用扭矩可调手批，用松脱扭矩或紧固扭矩来检验连接的紧固程度是否满足要求；但对于自攻螺钉，不允许使用松脱扭矩来检验，检验方法可以使用紧固扭矩，来验证自攻螺钉是否滑丝或是否已经紧固到底；对于SMA等射频插接头，同样不允许使用松脱扭矩来检验紧固程度，可以通过指标测试来间接检验。

4)对于有特殊紧固要求或表明原装件的螺钉，或者有反馈说明按本规范进行操作而仍有连接不可靠的情形，可以由工艺人员认定，在螺钉和螺母(或螺孔)结合处点红色硝基磁漆，用于防松和标识。对于反馈的连接不可靠情况，还应由工艺人员参与，进行原因调查。

5)如果检验与以上要求不一致，应视情况对螺纹紧固件或螺纹连接件进行更换或维修，对批量性的不一致应向工艺人员和IQC等提出质疑。

附：中试车间常用扭力工具及电批：

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