GB/T 5787 六角法兰面螺栓概述
GB/T 5787-2016《六角法兰面螺栓》是我国紧固件国家标准体系中规定六角法兰面螺栓（粗牙）的主要标准。六角法兰面螺栓因底部自带承压法兰面，在连接时无需额外加装垫圈，可显著提高装配效率并改善载荷分布。该标准广泛应用于汽车制造、机械设备、家电组装和建筑钢结构等领域。
与普通六角头螺栓（如GB/T 5782）相比，六角法兰面螺栓的法兰底面提供了更大的承压面积，降低了被连接件表面的接触应力，特别适用于铝合金、塑料等低强度材料的连接。相比GB/T 5789 带齿法兰面螺栓，GB/T 5787的法兰面为光滑型，适用于一般防松要求不高的场合。
标准号与适用范围
标准号：GB/T 5787-2016
标准名称：六角法兰面螺栓
适用范围：粗牙普通螺纹，性能等级8.8级、10.9级，规格M5～M16
对应国际标准：ISO 4162
主要技术参数
| 规格 | 螺距P (mm) | 头部对边距s (mm) | 法兰面直径dc (mm) | 头部高度k (mm) | 常用长度L (mm) | 抗拉强度 (kN, 8.8级) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M5 | 0.8 | 8 | 11.8 | 5.4 | 8～50 | 11.6 |
| M6 | 1.0 | 10 | 14.2 | 6.6 | 10～60 | 16.5 |
| M8 | 1.25 | 13 | 18.0 | 8.1 | 12～80 | 29.8 |
| M10 | 1.5 | 15 (16) | 22.3 | 9.8 | 16～100 | 47.3 |
| M12 | 1.75 | 18 | 25.8 | 11.4 | 20～120 | 68.0 |
| M14 | 2.0 | 21 | 29.9 | 13.1 | 25～140 | 91.5 |
| M16 | 2.0 | 24 | 33.6 | 14.8 | 30～160 | 121.0 |
注：法兰面直径dc为近似参考值，具体以标准原文为准。抗拉强度为8.8级最小保证载荷参考值。
法兰面结构设计要点
六角法兰面螺栓的法兰面是其区别于普通六角头螺栓的核心特征，设计要点包括：
- 法兰面直径：一般为螺纹公称直径的1.5～2.2倍，承压面积比普通垫圈大30%～60%
- 法兰面厚度：直接影响承压刚度，一般为1.0～2.5mm，随规格增大而增加
- 法兰底面状态：GB/T 5787为光滑法兰面，GB/T 5789为带齿法兰面（齿形增加摩擦防松效果）
- 头部与法兰过渡：采用圆弧过渡设计，减小应力集中
性能等级与材料要求
| 性能等级 | 抗拉强度 Rm (MPa) | 屈服强度 Rp0.2 (MPa) | 适用材料 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| 8.8 | ≥800 | ≥640 | 中碳钢、合金钢 | 一般机械连接、结构件 |
| 10.9 | ≥1040 | ≥940 | 合金钢（调质处理） | 高强度连接、汽车底盘 |
表面处理选择
六角法兰面螺栓常用表面处理方式包括：
- 电镀锌（蓝白锌/彩锌）：盐雾试验48～96小时，适用于室内环境，性价比最高
- 达克罗（锌铬涂层）：盐雾试验240～1000小时，无氢脆风险，适用于汽车、高铁等高要求场合
- 热浸镀锌：盐雾试验300小时以上，适用于户外钢结构
- 发黑处理：外观美观，防锈能力较弱，适用于室内短周期使用
关于各表面处理工艺的详细对比，可参考紧固件表面处理盐雾试验标准与耐腐蚀性能对比指南。
六角法兰面螺栓与普通螺栓+垫圈组合对比
| 对比项目 | 法兰面螺栓 | 普通螺栓+平垫圈 |
|---|---|---|
| 零件数量 | 1件（自含法兰面） | 2件（螺栓+垫圈） |
| 装配效率 | 高（单手可操作） | 较低（需先套垫圈） |
| 承压面积 | 大且均匀 | 取决于垫圈外径 |
| 成本 | 单价略高，综合成本低 | 单价低，综合成本略高 |
| 防松性能 | 光滑型一般，带齿型优 | 取决于垫圈类型 |
| 自动化装配 | 非常适合 | 适合，但需额外供料 |
选用指南
1. 规格选择原则
法兰面螺栓的规格选择需综合考虑被连接件厚度、孔径配合、承载要求等因素：
- 长度计算：L = 被连接件总厚度 + 螺母厚度 + 垫圈厚度（如有）+ 2～3个螺距的螺纹露出量
- 法兰面外径：需确保法兰面不超出被连接件边缘，一般要求法兰面边缘距工件边缘≥3mm
- 通孔直径：按GB/T 5277标准，M8通孔直径为9mm（精装配）或10mm（中等装配）
2. 强度等级选择
根据连接重要性和载荷条件选择合适的性能等级：
- 8.8级：适用于一般结构连接、非关键受力部位，如设备外壳、防护罩
- 10.9级：适用于承受较大载荷或振动的部位，如汽车底盘、发动机连接、传动系统
3. 扭矩参考值
| 规格 | 8.8级拧紧扭矩 (N·m) | 10.9级拧紧扭矩 (N·m) |
|---|---|---|
| M6 | 9～11 | 13～16 |
| M8 | 22～27 | 32～39 |
| M10 | 44～54 | 63～78 |
| M12 | 77～95 | 110～135 |
| M16 | 190～230 | 270～330 |
注：扭矩值基于摩擦系数μ=0.12～0.18，具体应根据实际摩擦系数调整。
质量检验要点
- 外观检查：法兰面无裂纹、毛刺，六角头部棱角清晰，螺纹无损伤
- 尺寸检测：对边距s、法兰面直径dc、头部高度k需在公差范围内
- 机械性能：按GB/T 3098.1进行拉力试验和楔负载试验
- 螺纹检测：通止规检测螺纹精度，确保通规通过、止规不通过
- 法兰面平面度：法兰底面平面度直接影响载荷分布均匀性
常见问题（FAQ）
Q1: 六角法兰面螺栓可以重复使用吗？
光滑法兰面螺栓（GB/T 5787）在未超过屈服强度的条件下可重复使用2～3次，但每次使用前应检查法兰面和螺纹是否完好。带齿法兰面螺栓（GB/T 5789）因齿面嵌入被连接件表面，重复使用时防松效果会明显下降。
Q2: 法兰面螺栓还需要加垫圈吗？
一般情况下不需要。法兰面螺栓的设计初衷就是替代”螺栓+垫圈”组合。但在以下情况仍需加垫圈：①被连接件为软质材料（如铝合金、塑料）且接触应力超过材料许用值时；②通孔直径偏大，法兰面覆盖不足时；③需要使用弹簧垫圈进行额外防松时。详见法兰面螺母还需要加垫圈吗？。
Q3: GB/T 5787和GB/T 5789如何选择？
GB/T 5787为光滑法兰面，适用于一般连接场合，安装拆卸方便；GB/T 5789为带齿法兰面，法兰底面有径向齿纹，装配时齿纹嵌入被连接件表面，具有更好的防松和防转效果，特别适用于承受振动和冲击载荷的场合。
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