外六角和内六角螺栓，机械设计中该如何选择？.docxVIP

11

结构

结构上，内六角螺栓和外六角螺栓很容易辨别。螺纹部分基本没有差异，外六角是头部的边呈六边形，头部没有凹陷。为了增大头部承压面积，还可以做成外六角法兰螺栓，该变种应用也非常广泛。

内六角螺栓的头部外边是圆的，中间则是凹进去的六边形，比较常见的是圆柱头内六角，还有盘头内六角、沉头内六角、平头内六角，无头螺丝、止付螺钉、机米螺钉等则被称为无头内六角。

当然，内六角螺栓为了增加头部接触面积也可以做成内六角法兰螺栓。

为了控制螺栓头部摩擦系数或提高防松性能，也可以做成外六角组合螺栓和内六角组合螺栓，如下图所示。

22

成本

内六角和外六角螺栓的螺纹一般都是通过搓丝而成，采用的搓丝板基本相同，成本上无明显差异。机械工程师公众号，服务于制造业百万工程师。

差异点的是头部制造工艺，因为头部结构完全不相同，需采用不同的模具和工艺，内六角螺栓的头部制造成本要高于外六角螺纹的头部制造成本，外六角螺栓的成本仅内六角螺栓的一半。

33

拧紧工具

这里可分为生活中和生产中的装配。

生活中的装配，内六角螺栓用的扳手形状是“L”型，一边长一边短，短的那边拧螺丝，手握长的一边可以省力且更好地紧固螺丝。外六角螺栓是头部成等边六角形的扳手，如活络扳手、梅花扳手和开口扳手等。如下图所示，老铁们有做过家里日常的装配或维修，对以下两种工具应该很熟悉。

生产中的装配，为保证拧紧质量和自动化的要求，会通过定值扭力扳手和高精度拧紧枪进行装配，因此需要匹配相应的拧紧套筒，外六角螺栓的套筒是内凹六角形，内六角螺栓的套筒是外凸六角形，如下图所示，两者根据螺栓头部的大小会有一系列尺寸匹配的套筒。

44

优缺点

4.1优点

外六角螺栓/螺钉：自锁性好；预紧接触面积大，预紧力大；全牙螺纹长度范围更广；可以存在铰制孔，能够固定零件位置，承受横向力引起的剪切；头部比内六角薄，在有些地方内六角无法替代。机械工程师公众号，服务于制造业百万工程师。

内六角螺栓/螺钉：便于紧固；不易拆卸；不易滑角；所占空间小；承受的载荷较大；可以埋头处理，可以沉到工件内部，更精巧、美观，不会妨碍其他部件。

4.2缺点

外六角螺栓/螺钉：所占空间较大，较为精巧的场合不太适用；不能用于沉头。

内六角螺栓/螺钉：接触面积小，预紧力小；超过一定长度没有全螺纹；紧固工具不好配，拧起来容易滑丝，替换不方便；拆卸时要用专业扳手，平时不好拆卸。

555

应用范围

正是外六角螺栓和内六角螺栓的优缺点，那么在应用时该如何选择呢？

如果拧紧点所需的轴力较大，即拧紧的扭矩较大，且外部拧紧空间充足，则采用外六角螺栓拧紧。如果拧紧位置有空间限制，或有美观做成沉头需求，同时拧紧点所需的轴力不大，即拧紧的扭矩不大，此时可做成内六角。机械工程师公众号，服务于制造业百万工程师。

以汽车为例，副车架和车身连接位置，几颗螺栓通过底部穿过副车架，拧紧到车身，因为底部是不可见区域，无美观要求，拧紧不存在干涉，且拧紧所需的轴力和扭矩较大（螺栓过屈服拧紧），对于这种连接位置就适合采用外六角螺栓拧紧。

内饰件的连接，是客户的可视区域，通常有美观的要求，需要做沉头结构，螺栓头部顶端需和被连接件结构保持在一个平面上，或者外面还需要加一层覆盖件，此类位置的拧紧轴力和扭矩也较小。因此，非常适合用内六角螺栓或螺钉来拧紧。

如果还不太清楚如何选择，那就看连接位置有没有精巧、美观、装配空间限制的要求，如果有，那么就选择内六角螺栓/螺钉。如果没有，就选外六角螺栓/螺钉，毕竟外六角螺栓价格更便宜，其它的要求也基本能满足。这也是为什么外六角螺栓/螺钉比内六角螺栓/螺钉应用更加广泛。

66

经验与结论

六角头螺栓/螺钉因为结构简单、使用方便、价格适中、拧紧不易失效等优点目前广泛应用在各行业，常见的六角头螺栓/螺钉有外六角和内六角两种结构。

结构上，看两者头部结构可明显区分；成本上外六角为内六角螺栓价格的一半；无论是生活上还是生产中，其拧紧工具都是不同的；根据两者的优缺点，应用上，如连接位置有精巧、美观、装配空间限制的要求，则选择内六角头螺栓/螺钉，如无此要求，选择外六角头螺栓/螺钉。