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必看的手动装夹方式——螺栓紧固30张图解
2026-04-14 19:45:49
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返回列表螺栓拧紧是夹具设计中常用的紧固方式之一，在各种需要连接通孔的环节上大量使用，比如夹具在工作台的固定、手动装夹、连接板之间的固定等。
螺栓拧紧的工作状态如下图所示，施加一定扭矩旋转一定角度后，这部分的扭矩+角度所做功最终转为三个部分：螺栓头下摩擦力消耗、螺纹副摩擦力消耗、产生预紧力。而之所以大量使用，也正是因为它装配简单、拆卸方便，且成本低廉。
拧紧一颗螺栓，需要施加一定扭矩旋转一定角度后才可以完成，这部分的扭矩+角度所做功最终转为三个部分：
一般而言，这三者的比例在10%，40%以及50%，这部分能量的消耗很容易直观的体会到：10%的夹紧力做功体现在螺栓的被拉伸，40%和50%体现了螺纹副以及螺栓头下拧紧后摩擦力导致的发热。
螺栓的初始设计是按照如上图的比例来分配三者关系的，如果实际的过程中改变了三者的比例关系，会出现扭矩“合格”，夹紧力不合格的情况。
此时螺纹副摩擦系数降低，摩擦力矩变小，施加的扭矩“转移”给夹紧力，后果有可能是：螺栓拉断或者工件变形。
其它改变摩擦系数的常见情况有：涂层材料改变，涂层厚度变化，螺栓/螺钉公差，与螺帽旋转接触面摩擦系数，工具转速，垫片增加/减少等。
螺栓拧紧是装配环节的重要环节，螺栓/螺母在产品寿命周期内必须稳定连接，否则有可能造成严重的质量事故，因为螺栓/螺母失效而导致的安全事故时有发生。
螺栓常见强度等级如下，如果螺栓制造商供应的螺栓不能满足对应的强度要求，螺栓连接的安全性也无法得到保障。
按照ISO898要求，与螺栓配合的螺纹副/螺母强度要与螺栓本身强度相匹配，比如螺栓强度为10.9的螺栓，应采用强度为10的螺母。
同样根据ISO898要求，螺母或者有效螺纹连接高度一般大于公称直径D的0.8以上，比如M10的螺栓与之匹配的螺母高度不得低于8mm。
螺栓/螺母机械强度的测试方法很多，比较权威的方法是依据ISO898-1以及ISO898-2，对于螺栓的机械抗拉强度测试方法如下：固定螺栓两端，通过万能材料试验机产生轴向拉力，通过轴向拉力/轴向拉伸量获得螺栓的机械性能指标。
