Especificaciones y Modelos de Tornillos: Dimensiones Explicadas
2025-12-16
一Conocimiento básico de los tornillos
1.1 Definición y clasificación
Definición de tornillo: término general para los sujetadores con hilos externos, que logran la conexión a través de la fuerza de sujeción generada por el enganche del hilo.
Clasificaciones principales:
Tornos de máquinas: utilizados con tuercas o agujeros roscados, perfil de roscado estándar de 60°
Tornos de auto-apogamiento: Pueden golpear los hilos en materiales blandos por sí solos
Tornos de perforación automática: tener una broca en el extremo para la perforación directa y el toque.
1.2 Ilustración del parámetro clave
Dimensiones clave:
- d = Diámetro nominal (por ejemplo, 6 mm para M6)
- P = Pitch (distancia entre hilos adyacentes)
- L = longitud nominal (excluida la cabeza)
二Comparación de los principales sistemas de normalización
| Sistema estándar | Código | Características | Aplicaciones comunes | Ejemplos |
| Estándar nacional chino | El número de unidades | La corriente principal en el país | Maquinaria general | GB/T 5782 (tornos de cabeza hexagonales) |
| Estándar internacional | El ISO | Aplicable en todo el mundo | Productos de exportación | ISO 4017 (tornos de cabeza hexagonal) |
| Estándar alemán | El DIN | Uso común en Europa | Maquinaria de precisión | DIN 912 (tornos de cabeza de conexión hexagonal) |
| Estándar estadounidense | ANSI | Sistema imperial | Equipo estadounidense | ANSI B18 y sus derivados.3 |
| Estándar japonés | El JIS | Región de Asia | Productos electrónicos | Se trata de un sistema de gestión de datos. |
Nota: Incluso si el nombre del producto es el mismo, las dimensiones específicas pueden variar ligeramente según la norma.
2.1 Ejemplos de comparación de las normas ANSI e ISO/GB
| Especificaciones ANSI | Diámetro exterior (pulgadas/mm) | Piso (TPI/mm) | Lo más cercano a la especificación ISO | Diferencia de diámetro exterior | Consideraciones relativas a la aplicación |
| #10-24 UNC | 0.190"/4.83 mm. Es el tamaño de la pistola. | Las medidas de seguridad se aplicarán a las medidas de seguridad de los vehículos. | M5 × 0.8 | + 0,17 mm | ANSI es ligeramente más pequeño y no se puede intercambiar directamente. |
| 1/4"-20 UNC | 0.250"/6.35mm | 20TPI/1,27 mm | M6×1.0 | + 0,35 mm | La distribución de la tensión es diferente, por lo que se requiere un nuevo cálculo. |
| 5/16"-18 UNC | 0.313"/7.94 mm | Se trata de un sistema de control de velocidad. | M8×1.25 | - 0,06 mm | Dimensiones similares pero tono diferente |
| 3/8"-16 UNC | 0.375"/9.53mm | Se trata de una muestra de las características de las máquinas de ensayo. | M10 por uno.5 | - 0,47 mm | No es intercambiable, requiere un adaptador. |
2.2 Principios de selección transversal:
Principio de prioridad: evitar mezclar los diferentes sistemas estándar en la medida de lo posible.
Reemplazo equivalente: la resistencia debe recalcularse; no es aceptable el simple reemplazo basado en el tamaño.
Solución de conversión: utilizar adaptadores roscados o rediseñar la interfaz.
Caso típico: Al reparar equipos estadounidenses, un perno de 1/4"-20 puede dañarse. En caso de emergencia, un perno M6×1.0 puede usarse como reemplazo temporal.pero la especificación original debe ser sustituida tan pronto como sea posible.
三Especificaciones y detalles del modelo
3.1 Ejemplo de interpretación del número de modelo
Ejemplo 1: M6×20-8.8
M6: hilo métrico de 6 mm de diámetro
×20: longitud 20 mm
8.8: Grado de resistencia (resistencia a la tracción 800MPa, resistencia al rendimiento 640MPa)
Ejemplo 2: ST4.2×16-FPB
El ST4.2: hilo de autoapertura, de diámetro 4,2 mm
×16: longitud 16 mm
F: cabeza plana
P: cabeza de Phillips
B: acabado negro
3.2 Cuadro de especificaciones métricas de hilos (hilos gruesos comunes)
| Especificaciones | Poniendo en marcha el sistema de medición | Diámetro de perforación (mm) | En el caso de los hexámeros, el valor de la concentración de los hexámeros en el ensayo se calculará en función de los valores de la concentración de los hexámeros. | Capacidad de carga de referencia (kN) * |
| M3 | 0.5 | 2.5 | 5.5 | 1.8 |
| M4 | 0.7 | 3.3 | 7 | 3.3 |
| M5 | 0.8 | 4.2 | 8 | 5.3 |
| M6 | 1.0 | 5.0 | 10 | 7.4 |
| M8 | 1.25 | 6.8 | 13 | 13.6 |
| M10 | 1.5 | 8.5 | 16 | 21.6 |
| M12 y M12 | 1.75 | 10.2 | 18 | 31.2 |
| El M16 | 2.0 | 14.0 | 24 | 58.0 |
*La capacidad de carga se basa en la carga de tracción mínima de los tornillos de grado 8,8 de acuerdo con la norma GB/T 5782.
3.3 Cuadro de especificaciones de los tornillos de autoapertura
| Especificaciones | Diámetro exterior del hilo (mm) | Talla de las roscas (mm) | Diámetro del agujero preperforado (mm) | El espesor de la placa aplicable (mm) |
| El ST2.2 | 2.2 | 0.8 | 1.6-1.8 | 0.5-2.0 |
| El ST2.9 | 2.9 | 1.1 | 2.2-2.4 | 0.8-3.0 |
| El ST3.5 | 3.5 | 1.3 | 2.6-2.8 | 1.0-4. ¿Qué quieres decir?0 |
| El ST4.2 | 4.2 | 1.4 | 3.1-3.3 | 1.5 y 5.0 |
| El ST4.8 | 4.8 | 1.6 | 3.6 a 3.8 | 2.0 a 6.0 |
Principios para el cálculo del diámetro del orificio preperforado:
Acero suave/acero bajo en carbono: diámetro del orificio = diámetro exterior del hilo × 0.75
Acero inoxidable/materiales duros: diámetro del orificio = diámetro exterior del hilo × 0,80-0.85
Alquilo de aluminio/metales blandos: diámetro del orificio = diámetro exterior del hilo × 0,70-0.75
Plastico/madera: diámetro del orificio = diámetro exterior del hilo × 0,60-0.70
四. Parámetros técnicos de profundidad
4.1 Explicación detallada de los grados de resistencia del rayo
| Grado | Resistencia a la tracción (MPa) | Fuerza de rendimiento (MPa) | Escenarios de aplicación | Materiales |
| 4.8 | 400 | 320 | Carga ligera | acero de bajo carbono |
| 6.8 | 600 | 480 | Máquinas y aparatos generales | Acero de carbono medio |
| 8.8 | 800 | 640 | Conexiones importantes | Apagado de acero de carbono medio |
| 10.9 | 1000 | 900 | Requisitos de alta resistencia | Apagado de acero aleado |
| 12.9 | 1200 | 1080 | Oportunidades especiales | Apagado de acero aleado |
4.2 Cálculo del par de apretamiento
Formula de base:
T = K × d × F
Donde:
T = Par de apretamiento (N·m)
K = coeficiente de par (generalmente tomado como 0,15-0,20)
d = Diámetro nominal del hilo (m)
F = Precarga (N) = Fuerza de rendimiento × Área efectiva × 0,6-0.7
El valor de la tensión de frenado se calculará en función de la tensión de frenado de la máquina.
4.3 Ajuste y tolerancia del hilo
Grados de ajuste:
6H/6g: ajuste estándar (más utilizado)
6G/6h: ajuste suelto (fácil de ensamblar)
4H/4h: ajuste de precisión (requisitos de alta precisión)
五Guía de selección inteligente
5.1 Diagrama de flujo de selección rápida
Inicio de la selección
↓ [Determinar el tipo de conexión]
️→ Placa de metal gruesa → Cerrojo de la máquina + tuerca
️→ Placas metálicas delgadas → tornillos de autoabordaje/autoperforación
Las partes de plástico → tornillos de autoaplazamiento específicos de plástico
️→ Madera → tornillos de madera
↓
[Calcular la fuerza requerida]
La carga ligera (< 50 kg) → M4-M6
La carga media (50-200 kg) → M8-M10
La carga de carga más pesada (> 200 kg) → M12 y superior
↓
[Determinar los requisitos ambientales]
️→ Seco en interiores → Acero al carbono galvanizado
️→ Exterior/Húmedo → Acero inoxidable 304
️→ Marítimo/Químico → Acero inoxidable 316
↓
[Elegir el tipo de cabeza y ranura]
Requiere un acabado reprimido → contra cabeza hundida
El par de torsión de las unidades de ensayo se calculará en función de las características de las unidades de ensayo.
️→ Ensamblaje estándar → Cabeza de panelas cruzadas
5.2 Casos de aplicación en la industria
industria del automóvil
Ensamblaje del motor
Escenario de aplicación: Conexión de cerrojo de cabeza de cilindro
Selección de especificaciones: hilo fino M10×1,25, grado 12.9
Requisitos especiales: apretamiento mediante el método de control del punto de rendimiento, método de control del ángulo
Punto clave: Usar un revestimiento MoS2 para reducir la variación del coeficiente de fricción
Sistema del chasis
Escenario de aplicación: Conexión del sistema de suspensión
Selección de especificaciones: M14×1.5, grado 10.9Tratamiento con Dacromet
Requisitos especiales: resistencia a golpes y vibraciones, resistencia a la corrosión
Ejemplo: un modelo de automóvil alemán utiliza pernos M14 × 80 con función de bloqueo para el brazo de control inferior de la suspensión delantera.
Aeronautica y aeroespacial
Estructura del fuselaje
Escenarios de aplicación: Revestimiento de la piel con aleación de aluminio
Selección de especificaciones: NAS1351C4-6 (1/4"-28 UNF tornillos de aleación de titanio)
Requisitos especiales: ligero, fuerte y resistente a la fatiga
Especificaciones técnicas: resistencia a la tracción ≥ 1100 MPa, 45% más ligero que el acero
Componentes de las secciones calientes del motor
Escenarios de aplicación: Instalación de palas de turbina
Selección de las especificaciones: Material Inconel 718, M6×20
Temperatura de funcionamiento: 650°C
Tratamiento especial: Revestimiento de plata para prevenir las convulsiones
Equipo electrónico
Fijación de placas de PCB
Escenarios de aplicación: conexión de la placa de circuito al chasis
Especificaciones: M2.5×5, latón niquelado
Requisitos especiales: conexión a tierra no magnética y conductiva
Torque de ensamblaje: 0,35 N·m (para evitar la deformación del PCB)
Instrumentos de precisión
Escenarios de aplicación: Mecanismo de ajuste de instrumentos ópticos
Especificaciones: hilo fino M3 × 0,35, acero inoxidable 316
Proceso especial: pulido electrolítico, libre de borraduras
Grado de precisión: 6 g
Dispositivos médicos
Implantes ortopédicos
Requisitos del material: aleación de titanio Ti6Al4V, biocompatible
Tratamiento superficial: anodizado, rugosidad Ra0.8
Tamaño típico: HA3.5×14 (tipo de autoapertura)
Requisitos de esterilización: esterilización a alta temperatura y a alta presión
5.3 Recomendaciones de selección para entornos especiales
Medio ambiente de vibración
Utilice tornillos con función de bloqueo (anillos de bloqueo de nylon)
Utilizar lavadoras de resorte o lavadoras de bloqueo
Considere el uso de revestimientos antiaflojamiento (como loctita)
Medio ambiente de alta temperatura
< 250°C: acero inoxidable 310
< 550°C: aleación de alta temperatura A286
550°C: aleación de níquel a base de inconel
Medio ambiente limpio
Seleccionar los tornillos sin grasa
Utilizar superficies pasivadas o electrolitidas
Evite el riesgo de pelarse el revestimiento
六Problemas y soluciones comunes
6.1 Prevención de la eliminación del hilo
Análisis de las causas:
Torque de apretamiento excesivo
Ajuste incorrecto del hilo
Desajuste de la resistencia del material
Soluciones:
Utilice una llave inglesa para controlar el par
Compruebe la compatibilidad de las especificaciones de hilo
Mejorar el grado de resistencia del hilo
6.2 Directrices para la selección de materiales resistentes a la corrosión
| Condiciones ambientales | Materiales recomendados | Tratamiento de la superficie | Duración esperada |
| Secado en interiores | Acero de carbono | 5-8 μm galvanizados | Entre 5 y 10 años |
| Condiciones atmosféricas exteriores | Acero de carbono | Galvanizado en caliente > 45 μm | Entre 15 y 20 años |
| Corrosión leve | Acero inoxidable 304 | La pasivación | Entre 20 y 30 años |
| Medio ambiente marino | Acero inoxidable 316 | Las demás: | Más de 30 años |
| Ácidos y bases fuertes | Leguras de acero | - | Leguras de acero |
6.3 Precauciones de montaje
Requisitos previos a la perforación
Parafusos de la máquina: diámetro del orificio = diámetro del hilo + 0,1-0,2 mm
Parafusos de autoapertura: diámetro del orificio = 0,7-0,8 × diámetro del hilo
Selección de longitud de hilo
Acero: ≥ 1,0 × diámetro del hilo
Hierro fundido: ≥ 1,5 × diámetro del hilo
Legura de aluminio: ≥ 2,0 × diámetro del hilo
Secuencia de apretamiento
Para las conexiones de varios tornillos, utilizar el apretamiento diagonal.
Alcanzar gradualmente el par objetivo en 2-3 pasos.
七Herramientas de referencia rápidas y prácticas
7.1 Cuadro de conversión imperial-métrico
| Unidades imperiales | Aproximadamente equivalente a las unidades métricas (mm) | Lo más cercano a las unidades métricas |
| # 4 a 40 | 2.84 | M3 |
| # 6 al 32 | 3.51 | El M3.5 |
| # 8 a 32 | 4.17 | M4 |
| # 10 al 24 | 4.83 | M5 |
| 1/4"-20 | 6.35 | M6 |
| 5/16 "-18 | 7.94 | M8 |
| 3/8 "-16 | 9.53 | M10 |
| 1/2"-13 | 12.70 | M12 y M12 |
7.2 Fórmula de estimación rápida
Estimación de la cantidad de pernos:
n = (1,5 × F) / (f × d2)
Donde:
n = número de tornillos
F = carga total (N)
f = tensión admisible por unidad de superficie (MPa)
d = Diámetro del perno (mm)
Factor de seguridad recomendado:
Carga estática: 1,5-2.5
Carga dinámica: 2,5 a 4.0
Carga de impacto: 4.0-6.0
八Resumen y recomendaciones
8.1 Principios básicos de selección
Seguridad primero: elige más grande que más pequeño.
Los estándares primero: dar prioridad a las piezas estándar para reducir costos.
Compatibilidad con el medio ambiente: Los materiales deben ser adecuados para el entorno de operación.
Facilidad de mantenimiento: Considere la facilidad de reemplazo más tarde.
Normas de la industria: seguir las normas técnicas específicas de la industria.
8.2 Recomendaciones de contratación pública
Establecer una lista de las especificaciones comúnmente utilizadas en stock.
Seleccione proveedores de buena reputación.
Exigir certificados de materiales y informes de ensayos.
Realizar ensayos en lotes pequeños antes de las compras a granel.
Las industrias especiales (como la aeroespacial y la médica) requieren proveedores certificados.
