講解自攻螺釘百度百科

自攻螺釘

    自攻螺釘,或稱(chēng)快牙螺絲,為鋼制經(jīng)表面鍍鋅鈍化的快裝緊固件。自攻螺釘多用于薄的金屬板(鋼板、鋸板等)之間的連接。連接時(shí),先對(duì)被連接件制出螺紋底孔,再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。

     一、自攻螺釘發(fā)展

    自攻螺釘是于1914年大批引入工業(yè)的。最早的設(shè)計(jì)(基本上是模仿木螺釘)是一種用淬硬鋼制成的,末端為A型的螺紋成形螺釘,主要應(yīng)用于連接供熱和通風(fēng)系統(tǒng)的薄板金屬通道。因此也被稱(chēng)為:“薄板金屬螺釘”。

到了20世紀(jì)20年代末,隨著市場(chǎng)的拓寬和新的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)新的設(shè)計(jì),廣泛提高了其應(yīng)用性能。下面介紹自攻螺釘在40年發(fā)展中的四個(gè)不同階段:螺紋成形自攻螺釘,螺紋切削自攻螺釘,螺紋輾制自攻螺釘和自鉆自攻螺釘。
    1.普通自攻螺釘(螺紋成形自攻螺釘)
    普通自攻螺釘是早期薄板金屬螺釘?shù)闹苯赢a(chǎn)物。原理是:當(dāng)把它擰入預(yù)制孔里時(shí),通過(guò)緊靠著孔周?chē)牧系囊莆?以及把材料推入螺紋之間的空隙,進(jìn)而形成與螺釘相連接的內(nèi)螺紋。
    2.自切自攻螺釘(螺紋切削自攻螺釘)
    由于普通自攻螺釘螺紋成形只有在相當(dāng)薄.而且韌性好的材料上才能方便實(shí)現(xiàn)。研制把自攻螺釘?shù)挠猛緮U(kuò)大到較厚截面和較硬、較脆及其他變形能力差的材料。這樣就研制出了自切自攻螺釘:在螺釘桿部末端加工出切削凹槽或刃口。當(dāng)把這種螺釘擰入預(yù)制孔里時(shí),螺釘就起到絲錐的作用,實(shí)際切削出與自身連接的螺紋。
    3.自擠自攻螺釘(螺紋輾制自攻螺釘)
    20世紀(jì)50年代初,緊固件工程師們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到自攻螺釘具有“結(jié)構(gòu)性”的潛在優(yōu)勢(shì),而不只是承擔(dān)輕載荷的附件。這就導(dǎo)致人們研制出一種全新的自攻螺釘螺紋輾制自攻螺釘(自擠自攻螺釘)。根據(jù)冷鍛成形絲錐設(shè)計(jì)原理,人們?yōu)檫@種螺釘專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了螺紋和末端,使得螺釘能通過(guò)在其螺紋的牙頂上,而不是在整個(gè)螺紋的側(cè)面,施加間斷的、周期性壓力,從而形成連接的內(nèi)螺紋。通過(guò)集中和限制成形壓力,使緊靠著孔的受壓材料更容易流動(dòng)和更好地填入(擠入)自攻螺釘螺紋的牙側(cè)和牙底。由于擰入的摩擦阻力遠(yuǎn)低于普通自攻螺釘,因此,螺紋輾制自攻螺釘(自擠自攻螺釘)能夠擰入較厚的截面。同時(shí)具有較好的擰人控制和緊固扭矩,而且極大地改善了連接強(qiáng)度和整體牢固性。這種自攻螺釘?shù)墓こ虡?biāo)準(zhǔn)規(guī)定了材料的選擇、熱處理機(jī)械性能和工作性能要嚴(yán)格控制。

    4.自鉆自攻螺釘(自鉆螺釘)

    人們做過(guò)統(tǒng)計(jì):在構(gòu)成總裝配成本的若十項(xiàng)費(fèi)用中,最高的就包括孔的加工。自攻螺釘在實(shí)際應(yīng)用中,需要加工預(yù)制孔。而且為了使預(yù)制孔在實(shí)際應(yīng)用中起到良好的效果,必須要把這些孔的尺寸控制在相當(dāng)嚴(yán)格的范圍內(nèi)。20世紀(jì)60年代初,出現(xiàn)了自鉆自攻螺釘。由于不需要加工預(yù)制孔,為降低裝配成本向前邁進(jìn)了一大步。概括來(lái)講,自鉆自攻螺釘實(shí)現(xiàn)了鉆削、攻絲和緊固的一次作業(yè)。
    以上這些就是自攻螺釘設(shè)計(jì)和發(fā)展的四個(gè)主要階段。另外有兩項(xiàng)新研制的產(chǎn)品也值得介紹。兩種均屬于特殊螺紋型式的螺釘。一種設(shè)計(jì)的是用于塑料和其他低強(qiáng)度材料;另一種用于建筑工業(yè),用來(lái)連接水泥墻板,故亦稱(chēng)之為墻板自攻螺釘。
    二、自攻螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)
     每一個(gè)自攻螺釘都是由頭部、桿部和桿部末端三部分組成的。每一個(gè)自攻螺釘?shù)臉?gòu)成都有四大要素:頭部形狀、扳擰方式、螺紋種類(lèi)、末端形式。
    1.頭部形狀
    頭部形狀各式各樣。有圓頭(半圓頭)、扁圓頭、圓頭凸緣(帶墊)、扁圓頭凸緣(帶墊)、盤(pán)頭、盤(pán)頭凸緣(帶墊)、沉頭、半沉頭、圓柱頭、球面圓柱頭、喇叭頭、六角頭、六角法蘭頭、六角凸緣(帶墊)頭等。
    2.扳擰方式
    扳擰方式是指安裝和緊固螺釘時(shí)扭轉(zhuǎn)螺釘頭部的方式,基本方式有外扳擰和內(nèi)扳擰兩種。一般來(lái)講,外扳擰比任何形式的內(nèi)扳擰(內(nèi)凹槽)允許的扭矩要更大一些。外扳擰:六角、六角法蘭面、六角凸緣、六角花形等;內(nèi)扳擰:一字槽、十字槽H型、十字槽Z型、十字槽F型、四方槽、復(fù)合槽、內(nèi)花鍵、內(nèi)六角花形、內(nèi)三角、內(nèi)六角、內(nèi)12角、離合器槽、六葉片型槽、高扭矩十字槽等。
    3.螺紋種類(lèi)
    螺紋種類(lèi)繁多,有自攻螺紋(寬牙螺紋)、機(jī)螺紋(普通螺紋)、干壁釘螺紋、纖維板釘螺紋,以及其他一些特殊螺紋。另外,螺紋可以分為單導(dǎo)程(單頭)、雙導(dǎo)程(雙頭)、多導(dǎo)程(多頭)以及高低牙雙頭螺紋等。
    4.末端形式
    末端形式主要有錐端和平端兩種。但根據(jù)使用需要,在末端的旋入部分,可以加工具有切削功能的溝、槽、切口或類(lèi)似鉆頭形狀的部分等。在有的標(biāo)準(zhǔn)中,同樣是錐端或平端,也有不同的形式如圓頭端。
    三、自攻螺釘?shù)念?lèi)型
    根據(jù)自攻螺釘發(fā)展和演變過(guò)程,我們認(rèn)為自攻螺釘?shù)念?lèi)型主要有以下幾種:
    1、普通自攻螺釘
    螺紋為“自攻螺紋”,亦稱(chēng)“寬牙螺紋”。表面多為電鍍。
    2、自切自攻螺釘
    我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為“自攻螺釘刮削端”,螺紋為自攻螺紋或機(jī)螺紋,十字槽也是“H”型。自切自攻螺釘有以下幾種型式:十字槽盤(pán)頭自切自攻螺釘,十字槽沉頭自切自攻螺釘。十字槽半沉頭自切自攻螺釘,六角頭自切自攻螺釘。
    3、自擠自攻螺釘(自攻鎖緊螺釘)
    自擠自攻螺釘?shù)穆菁y一般為機(jī)螺紋,很少采用自攻螺紋。在扳擰方式中,為確保高速自動(dòng)裝配扳手的使用,一般不推薦采用開(kāi)槽。自擠自攻螺釘?shù)穆輻U橫截面為三棱形。所以也稱(chēng)為三角螺紋螺釘。
    4、自鉆自攻螺釘(自鉆螺釘)
    自鉆自攻螺釘?shù)穆菁y,中國(guó)、德國(guó)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為自攻螺紋。美國(guó)ASME和SAE標(biāo)準(zhǔn)中BSD型自鉆自攻螺釘為自攻螺紋,CSD型自鉆自攻螺釘為機(jī)螺紋。自鉆自攻螺釘不推薦采用“開(kāi)槽”和“普通六角頭”。
    5、金屬驅(qū)動(dòng)螺釘(金屬?gòu)?qiáng)攻螺釘)
    金屬驅(qū)動(dòng)螺釘?shù)穆菁y為多頭,并帶有一定螺旋角的特殊螺紋。只有美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中有金屬驅(qū)動(dòng)螺釘,我國(guó)和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有。
    6、墻板自攻螺釘(干壁釘)
    墻板白攻螺釘為喇叭頭,十字槽(H型),60°牙型角的特殊螺紋,表面多為磷酸鹽處理(磷化)。

    7、纖維板釘

    十字槽為Z型,表面處理多為電鍍。纖維板釘有以下幾種幾種型式:沉頭、雙沉頭纖維板釘,盤(pán)頭、盤(pán)頭凸緣(帶墊)纖維板釘,半沉頭、半沉頭凸緣(帶墊)纖維板釘。
    8、組合自攻螺釘
    普通白攻螺釘、自切白攻螺釘、自鉆自攻螺釘?shù)扰c平墊圈、彈性墊圈(包括彈簧墊圈、彈性鎖緊墊圈形t成的組合自攻螺釘。
    9.其他自攻螺釘類(lèi)型
    高、低牙雙導(dǎo)程自攻螺釘,粗、細(xì)牙(不同螺距)螺紋自攻螺釘,螺紋涂有密封材料(耐落)的自攻螺釘,各種復(fù)合槽自攻螺釘,其他特殊設(shè)汁的自攻螺釘?shù)取?/span>
    總之,自攻螺釘種類(lèi)很多,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,新材料、新結(jié)構(gòu)、新的螺紋形式的,新型自攻螺釘類(lèi)產(chǎn)品會(huì)不斷出現(xiàn)。
    四、自攻螺釘?shù)奶攸c(diǎn)
    自攻螺釘種類(lèi)雖然很多,但它們都具有以下幾個(gè)共同點(diǎn):
    (1)一般都是采用滲碳鋼制造(占總產(chǎn)量的99%)。也可以采用不銹鋼或有色金屬制造。
    (2)產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)熱處理。碳鋼自攻螺釘必須經(jīng)過(guò)滲碳處理,不銹鋼自攻螺釘必須經(jīng)過(guò)固溶硬化處理。以使自攻螺釘達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所要求的機(jī)械性能和使用性能。
    (3)產(chǎn)品表面硬度高,芯部韌性好。即“內(nèi)柔外剛”。這是自攻螺釘性能要求的一大特點(diǎn)。如果表面硬度低,則擰不進(jìn)基體中;如果芯部韌性差,一擰就斷,也不能使用。所以“內(nèi)柔外鋼”是自攻螺釘滿(mǎn)足使用性能的,非常重要的要求。
    (4)產(chǎn)品表面均需要表面防護(hù)處理,一般是電鍍處理。有的產(chǎn)品表面須經(jīng)磷酸鹽處理(磷化),如墻板自攻螺釘多為磷化。
    (5)采用冷鐓工藝生產(chǎn)。推薦采用高速冷鐓機(jī)和高速搓絲機(jī)或高速行星式滾絲機(jī)生產(chǎn)。這里強(qiáng)調(diào)高速,是為了確保產(chǎn)品質(zhì)量。只有高速機(jī)器生產(chǎn)的自攻螺釘頭部成形好,螺紋品質(zhì)高。
    五、自攻螺釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)
    總的來(lái)說(shuō),自攻螺釘?shù)某叽?、機(jī)械性能和工作性能要求共有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn):
    1.自攻螺釘尺寸標(biāo)準(zhǔn)
    ASME B18.6.3 2010標(biāo)準(zhǔn)不僅介紹了開(kāi)槽和十字槽自攻螺釘及金屬驅(qū)動(dòng)螺釘?shù)某叽?還包括碳鋼自攻螺釘?shù)臋C(jī)械性能和工作性能要求。附錄給出了測(cè)量各種尺寸的說(shuō)明及有關(guān)夾緊長(zhǎng)度和試驗(yàn)孔徑的應(yīng)用指導(dǎo)。
    2.自攻螺釘性能標(biāo)準(zhǔn)(包括機(jī)械性能和工作性能):
    (1)SAE J933:介紹了碳鋼普通自攻螺釘和白切自攻螺釘?shù)臋C(jī)械性能和工作性能要求。進(jìn)一步規(guī)定了原材料的選擇、熱處理、滲碳層深度及表面硬度、芯部硬度等方面的要求。
    (2)SAE J81:介紹了自擠自攻螺釘(自攻鎖緊螺釘)的機(jī)械性能和工作性能。
    (3)SAE J78:介紹了自鉆自攻螺釘?shù)臋C(jī)械性能和工作性能。
    (4)IFl-113:介紹了自鉆自攻螺釘?shù)臋C(jī)械性能和工作性能。
    (5)ASTM C1513:介紹了碳鋼自攻螺釘?shù)臋C(jī)械性能和丁作性能要求。

    對(duì)于其他特殊類(lèi)型自攻螺釘,沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),也沒(méi)有除碳鋼以外的,其他金屬材料制造的自攻螺釘?shù)臄?shù)據(jù)得到公認(rèn)。有關(guān)這些自攻螺釘?shù)募夹g(shù)數(shù)據(jù),可以向制造者查詢(xún)。