M3螺纹作为公制粗牙螺纹的典型代表，其规格参数与加工精度直接影响机械连接的稳定性。以下从螺纹参数、底孔设计、切削工具、加工要点四个维度展开分析：

一、核心螺纹参数

1. 公称直径：3mm
   定义螺纹外径尺寸，决定与螺母或孔的配合公差。

2. 螺距：0.5mm
   每牙间距为0.5mm，需通过螺纹规或投影仪检测牙型间距精度。

3. 公差等级：6g级（通用场景）

• 6g级允许外螺纹中径公差为±0.076mm，确保与6H级螺母的互换性。

• 高精度场景（如电子设备）可选用5g级，公差缩小至±0.050mm。

4. 牙型角：60°
   标准公制螺纹牙型角，需通过工具显微镜检测牙型轮廓。

二、底孔设计规范

底孔尺寸是螺纹加工的关键，直接影响切削效率与连接强度：

1. 切削丝攻底孔：2.5mm

• 计算公式：底孔直径 = 公称直径 - 螺距 × (0.8~1.0)
  示例：M3底孔 = 3mm - 0.5mm × 0.9 ≈ 2.55mm（取整2.5mm）

• 作用：为切削丝攻提供排屑空间，防止切屑堵塞导致螺纹乱牙。

2. 挤压丝攻底孔：2.75~2.8mm

• 原理：通过塑性变形形成螺纹，无需切削材料。

• 优势：螺纹强度提升30%，耐磨性优于切削螺纹。

• 算法：底孔直径 = 公称直径 - 螺距 × 0.49
  示例：M3挤压底孔 = 3mm - 0.5mm × 0.49 ≈ 2.755mm（取整2.75mm）

3. 通孔与盲孔差异：

• 通孔：底孔直径可略大（如2.6mm），便于切屑排出。

• 盲孔：需严格控制底孔深度，通常为螺纹长度 + 0.5D（D为公称直径）。

三、切削工具选型

1. 切削丝攻类型：

• 直槽丝攻：通用性强，适合手工攻丝或低速加工。

• 螺旋丝攻：排屑顺畅，适合盲孔或深孔加工。

• 先端丝攻：前角较大，切削阻力小，适合高硬度材料。

2. 挤压丝攻特性：

• 材质：采用M42高速钢或粉末冶金高速钢（如ASP23），硬度达63~65HRC。

• 涂层：TiN或TiAlN涂层可提升耐磨性，延长使用寿命3~5倍。

3. 钻头选择：

• 高速钢钻头：适合加工低碳钢、铝合金等软材料。

• 硬质合金钻头：适合加工不锈钢、钛合金等高硬度材料，转速需降低30%。

四、加工工艺要点

1. 切削参数优化：

• 转速：碳钢材料建议800~1000rpm，不锈钢降低至500~700rpm。

• 进给量：切削丝攻为0.1~0.15mm/r，挤压丝攻为0.05~0.1mm/r。

• 冷却液：使用水溶性切削液，冷却效率比油基切削液高40%。

2. 螺纹检测标准：

• 通止规检测：通规需顺利旋入，止规在2.5牙内止住。

• 三针测量法：检测中径尺寸，公差需符合GB/T 197-2018标准。

3. 常见问题处理：

• 螺纹乱牙：原因多为底孔偏小或转速过高，需重新钻孔并调整参数。

• 丝攻断裂：盲孔排屑不畅导致，建议改用螺旋丝攻或增加退刀槽。

• 螺纹松动：公差等级不匹配或材料蠕变，可改用8.8级高强度螺丝或涂覆螺纹锁固剂。

行业应用案例

• 电子设备：优先选用M3×0.5细牙螺纹，抗松动周期达粗牙的3.2倍。

• 汽车制造：采用8.8级碳钢螺丝，配合沉孔设计（深度≥14.4mm），满足动态载荷需求。

• 航空航天：使用GH2132高温合金螺丝，适用温度范围-60℃~300℃，抗拉强度达800MPa。

通过精准控制螺纹参数、底孔尺寸及切削工艺，可显著提升M3螺纹的连接可靠性，满足不同行业的严苛要求。