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文章出處：螺絲百科 網責任編輯： 法士威精密零件 閱讀量： 發表時間：2024-12-18
在螺紋連接中，滑牙是一種常見的是失效形式，當螺紋的抗剪切能力較弱且載荷較大時，易出現螺紋滑牙。裝配過程中的滑牙通常可以通過裝配曲線進行識別，如下圖所示，某連接副為扭矩法擰緊，正常的曲線為扭矩隨角度線性上升，而當螺紋出現滑牙時，曲線的上升斜率明顯降低，這類滑牙比較容易識別。另一類是裝配時未出現滑牙，擰緊曲線正常，當零件在使用時，在外載荷作用下，出現了滑牙，這類滑牙較難以識別。
在螺紋連接中，有一條重要的設計準則：螺紋連接過載擰緊時，失效模式應為螺栓斷裂，且斷裂在自由螺紋區或光桿區。這也就是說內外螺紋承載能力應高于螺栓自由螺紋或光桿區的承載能力。螺栓的斷裂往往時突然的，容易被察覺；而螺紋滑牙往往是隱蔽的，不容易被察覺。
那么螺紋出現滑牙失效時，可以從零件的哪些角度進行分析呢？
01 零件缺陷
1.1 螺紋牙形、尺寸、磕碰
螺紋牙形和是否有缺陷是影響螺紋強度的重要因素。如下圖所示，因為螺牙成型過程不佳，導致螺牙出現“雙峰”，“雙峰”會降低螺紋的嚙合面積，進而導致螺牙承載能力降低，載荷較大時，易出現滑牙。當螺紋出現滑牙時，通過金相和標準牙形進行對比和測量，確認是否是牙形缺陷導致的失效。
此外，當螺紋的尺寸偏小時，也會降低螺牙承載能力，通過通止規可以檢測螺紋的尺寸是否滿足要求。
對于一些包裝方式不佳的螺紋，零件運輸過程中，會發生磕碰，當磕碰傷較大時，會導致螺紋無法正常嚙合，強制擰緊時，易出現螺紋損壞或滑牙。
1.2 螺紋脫碳、熱處理不佳
通常把緊固件螺紋表面碳的損耗成為脫碳。脫碳分為全脫碳、不完全脫碳。
全脫碳是碳全部損耗，在金相檢查中只能看到鐵素體組織的脫碳。
不完全脫碳是由于碳的損耗已使回火后金相組織輕度變色，且硬度明顯地比相鄰基體硬度低的脫碳。螺紋脫碳的圖片如下圖所示。
緊固件表面硬度如果比它的芯部硬度低30個HV（維氏硬度值）就認為零件已經脫碳。表面是否脫碳可用來控制緊固件熱處理工藝質量，本身并不反映緊固件的強度性能，8.8級及其以上經熱處理的緊固件才需要檢查該指標。
脫碳會降低螺紋的強度，在擰緊裝配產生軸力或外載荷作用下，會導致螺牙強度不足，導致螺紋出現滑牙。
根據標準的技術要求，允許一定程度的脫碳，但對半脫碳層和全脫碳層的高度有明確要求，例如對于8.8級螺栓，未脫碳層高度超過1/2螺紋高度，全脫碳層高度小于0.015mm；對于10.9級螺栓，未脫碳層高度超過2/3螺紋高度，全脫碳層高度小于0.015mm。
1.3 螺紋連接中有異物
螺栓和螺母的配合為間隙配合，當通止規都能通過時，螺紋是可以較輕松旋入的。但往往由于過程異常因素，如螺栓和螺母經過電泳時，會在螺紋上殘留油漆或焊渣，螺紋在旋入時受阻，擰緊槍強制旋入會擠壓并破壞螺紋，減低螺紋承載能力，最終導致滑牙，因此，為了避免滑牙，可以采用密封蓋或膠水，保護螺紋，避免油漆和焊渣的黏附。
1.4 螺栓螺紋尾部導向不合理
螺栓螺紋尾部導向是直接影響螺栓螺母能否正常嚙合的重要結構，應用最多的尾部形狀是平端，如下圖所示，但往往平端的尾部結構容易在螺紋開始嚙合時，螺栓出現傾斜，尤其在自動擰緊工位，螺栓擰緊傾斜會導致螺紋螺牙受力異常，造成滑牙。因此設計上，可以適當增加螺紋尾部倒角。
當以上優化還不能解決螺紋傾斜和滑牙，可以變更尾部形狀，如下圖所示，設計成錐面導向端，可以有效避免螺栓開始擰緊時傾斜，該結構尤其適合在被加緊件厚度大、螺栓長，或者盲裝等需要導向的場合，比如：底盤的副車架、擺臂或鋼板連接到車身，發動機懸架到車架等連接點。
1.5 螺紋嚙合長度
嚙合長度是影響螺紋承載能力的重要參數，為保證連接的可靠性和螺紋不出現滑牙，設計上對螺紋孔的嚙合長度都有一定的要求。螺紋滑牙往往更容易發生在輕金屬內螺紋連接上，下圖是不同等級螺栓（8.8級、10.9級、12.9級），螺紋的最小嚙合長度和內螺紋剪切強度的關系。內螺紋材料剪切強度越高，所需的嚙合長度越短；螺栓強度等級越低，所需的嚙合長度越短。各位朋友們可以根據下圖，查閱所需連接副的最小嚙合長度。
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