Процесс оксидирования саморезов: Подробно о шурупах и саморезах

Подробно о шурупах и саморезах

Технологии до появления саморезов

До того как саморезы поступили в продажу, процесс крепления обычными шурупами выглядел следующим образом:

1. Высверливалось отверстие.
2. Вкручивался шуруп, но только до половины. (Если вкрутить шуруп до конца, то вы непременно сорвете шлиц, и выкрутить его не удастся.)
3. Далее вкручивался второй шуруп до конца и также выкручивался.
4. Затем вкручивался третий, конечный шуруп.

Данная технология крепления неприемлема для современных требований к скорости монтажных работ.

Появление саморезов уменьшило временные затраты, повысило экономичность и качество работ.
На данный момент рынок перенасыщен различными крепежными решениями и в данной статье мы подробно рассмотрим основные виды и специфику крепежей.

 

Конструктивное исполнение шурупов (саморезов)

Основные конструкционные элементы шурупа:

• Головка (Часть крепежа для образования опорной поверхности и передачи крутящего момента остальным частям конструкции)
• Шлиц (Специальное углубление в головке шурупа, служащее для передачи крутящего момента от инструмента)
• Стержень
• Резьба стержня
• Наконечник

 

Типы головок шурупа

1. Коническая – предназначена для утапливания крепежа в материал.
2. С насечками потайная – используется для крепежа дерева.
3. Рожковая – используется для крепления гипсокартона.
4. Полупотайная – используется для крепления дерева, ДСП, металла и пластика.
5. Галетная (малая и большая) – используется с шабой для крепления листов металла.
6. Полусферическая – используется для монтажа стальных фурнитур.
7. Полуцилиндрическая – используется в мебельном производстве и для крепления листа стали.
8. Шестигранная – крепеж с шестигранной головкой для закручивания ключом или специальной насадкой.
9. Плоская – используется для монтажа деревянных и металлических конструкций.

 

Типы шлицов

Основные типы шлицов различаются по размерам. Например, популярный шлиц Phillips имеет размеры маркированные как Ph2, Ph3 и Ph4. Для каждого типа шлица и его размера требуется специальный инструмент.

 

Типы резьбы

Возможность скрепить различные материалы на прямую зависит от типа резьбы шурупа.

Типы резьбы отличаются диаметром, шагом резьбы и углом при вершине профиля α.
Для эффективного вкручивания в мягкие материалы (дерево, ДСП, гипсокртон) используется резьба с углом α=45°. Чем ниже градус, тем легче закрутить крепеж и следовательно нарезать резьбу.
Для твердых материалов используется крепеж с углом α=60°. Крепеж с данным углом более прочен и конструктивно рассчитан на крепление бетона и металла.

 

Несимметричный профиль

Также существуют шурупы с несимметричным профилем. Данное решение находится между шурупом и гвоздем. При монтаже крепеж забивается как гвоздь и поворачивается до упора как шуруп. При необходимости удаления — выкручивается.

 

Наконечник шурупа

Прежде всего, от используемого наконечника зависит эффективность работы с тем или иным материалом.

В общем наконечники можно разделить на 2 группы:

Острый наконечник – угол наклона стандартных шурупов составляет 40°, а у саморезов от 20° до 30°, что значительно облегчает процесс вкручивания. Также существуют варианты с режущей кромкой и «ложечная перка» разработанные для упрощения вкручивания крепежа.
Наконечник-сверло – такой крепеж при высверливании создает необходимое отверстие, что облегчает введение шурупа и экономит время монтажа твердых материалов.

 

Размеры шурупов

Так как в основании шурупа лежит цилиндрическое тело, разделяются они по диаметру и длине.

Основные встречающиеся размеры:

• диаметры шурупов: 1.6, 2.0, 2.5, 3.0(2.9), 3.5, 3.8(3.9), 4.0, 4.2, 4.5, 4.8, 5.0, 5.5, 6.0, 6.3, 7.0, 7.5, 8.0, 10.0, 12.0 мм.
• длины шурупов: 7, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 20, 22, 25, 29, 30, 32, 35, 36, 38, 40, 41, 45, 50, 51, 55, 57, 60, 64, 66, 70, 76, 80, 89, 90, 100, 102, 120, 140, 160, 180, 200, 230, 250, 280, 300 мм.

Длина шурупов с потайной головкой измеряется по их полной длине, с выпуклой головкой — по длине от нижней части головки.

 

Покрытия крепежа

Покрытие крепежа используется для защиты металла от воздействия внешней среды.  
Стоит отметить, что покрытие используется не только в защитных, но и в декоративных целях. А также для создания:

• Теплопроводности
• Электропроводимости
• Электроизоляционных
• Светоотражающих и светопоглощающих свойств
• Магнитных и немагнитных свойств
• Износостойкости

Всего разделяют два вида защиты, это механическая и электрохимическая защита.

Механическая защита осуществляется путем нанесения на крепеж специального покрытия, изолирующего металл от действий окружающей среды. Сюда входят :

• Анодное покрытие
• Неметаллическое
• Лакокрасочное
• Пластмассовое

Электрохимическая защита применяется в случае, если покрытие является анодом по отношении к металлу. К данному типу относится анодное и катодное покрытие.
Говоря простым языком, у каждого металла есть свой электрохимический потенциал. В случае контакта двух металлов с разным потенциалом происходит химическая реакция и в следствии окисление металла с меньшим потенциалом.

Анодное покрытие, выполняется материалом, потенциал которого имеет меньший потенциал защищаемого металла. Для железа, стали и чугуна используются покрытия из магния, алюминия, цинка и хрома.

Катодное покрытие, выполняется соответственно материалом, потенциал которого больший чем у защищаемого металла. Для железа, стали и чугуна используются покрытия из меди, свинца, олова, никеля, серебра и золота.

Обратите внимание, потенциал материалов может изменяться от воздействия внешних факторов. Например, луженая часть консервы всегда ржавеет снаружи, а не внутри. Все потому, что по отношению к воздуху и воде, олово является катодным, а по отношению к органическим соединениям анодным.

Номером один в мире покрытий металлов крепежей является никель. Такая популярность обусловлена высокой коррозийной стойкостью и анодной защиты материала при температуре до 70оС.

Для усиления защитных свойств, никелевые покрытия проходят процесс хроматирования, фосфатирования или оксидирование.

При первом варианте на изделии образуется защитная хромо-цинковая пленка устойчивая к царапинам и жестким условиям эксплуатации. Второй и третий вариант, применяют, как правило, перед окраской изделия. 
Редко используются никелевое покрытие, хромирование и латунирование. Не смотря на хороший внешний вид изделия, значительно снижает защитные свойства и срок службы крепежа в следствие.

 

Окраска крепежа

Все крепежи могут быть окрашены необходимым цветом. В настоящее время окраска крепежа производится экологически чистой порошковой краской.
Для выбора необходимого цвета используется популярная цветовая схема Ranilla, разработанная одноименной финской компанией.

Более универсальная цветовая схема – немецкая система RAL. На сегодняшний день, данная система включает большое количество цветов и оттенков.

Группа компаний «Евразия» осуществляет производство и окраску крепежа. Более подробная информация в разделе услуги.

 

Полезные статьи:

1. Виды болтов
2. О шурупах и саморезах
3. Монтаж анкеров
4. Виды саморезов
5. Прочность болтов

описание технологии, виды и способы

Оксидирование стали заключается в формировании на поверхности изделия или детали пленки окислов. Оксидное покрытие по многим свойствам (антикоррозионным, адгезионным, маслоемким) близко к фосфатному. Цвет стального изделия после оксидирования в зависимости от режима процесса меняется от темно-серого до блестяще-черного.

Оксидные покрытия могут быть получены, термическим, химическим и электролитическим методами. Наиболее распространен химический способ, позволяющий получать, например, на стали пленки толщиной до 3 мкм. Пленки эти пористы и пригодны для защитных покрытий только в легких коррозионных условиях, (например, для защиты мелких деталей, работающих в помещении). Считается, что по собственной антикоррозионной стойкости фосфатные покрытия превышают оксидные.

Фосфатированные или оксидированные изделия могут применяться только в легких (Л) условиях эксплуатации, если эти покрытия подвергнуты промасливанию или гидрофобизированию — в средних (С) и жестких (Ж).

1. Суть и назначение технологии

Оксидирование стали основано на окислительно-восстановительной реакции металла при его взаимодействии с атмосферным кислородом, электролитом или специальными кислотно-щелочными растворами, в результате чего на поверхности детали образуется защитная пленка, которая улучшает технические свойства металла:

• повышает твердость;

• уменьшает трение;

• увеличивает прирабатываемость деталей;

• увеличивает срок службы;

• создает декоративное покрытие (если добавить в электролит красящий раствор, можно получать поверхности с различной окраской).

Оксидные покрытия используются в различных сферах. Например, в ювелирной промышленности и бижутерии оксидные покрытия наносятся на многие металлы, включая серебро, алюминий, медь, титан, латунь и бронзу. Суть их обработки заключается в повышении прочности и придании дополнительных декоративных свойств. Так, изделия из серебра прекрасно держат форму, что позволяет изготавливать ювелирные изделия с острыми углами и тонкими узорами. Оксиды также можно использовать для создания винтажных и других эффектов.

В зависимости от характеристик и свойств металла, для создания сложных оксидов на той или иной поверхности используются различные методы.

Хорошей новостью является то, что процесс окисления распространяется по поверхности тонким слоем в несколько микрон. В этом случае размеры детали и посадочные места сверху и на поверхности остаются неизменными.

2. Виды оксидирования металлов

Существует несколько видов технологий нанесения защитных покрытий различной сложности. Простейший способ используется уже много веков и доступен каждому, кто хочет нанести защитную пленку на деталь в домашних условиях. Более сложные методы требуют специального оборудования и выполняются только в производственных условиях:

• микродуговой;

• горячий;

• холодный.

К микродуговому относится способ создания оксидной пленки с помощью электролизной установки. Обычно применяется для алюминия, серебра и их сплавов. Окисление происходит в результате прохождения тока через деталь, образуются области с высокой температурой и давлением.

Горячее оксидирование заключается в значительном нагреве детали или раствора для ускорения процесса образования оксидной пленки.

К холодным относятся, в основном, методы химического покрытия и плазменного, когда поверхность насыщается кислородом под воздействием микротоков или в насыщенном растворе солей.

3. Химическое оксидирования

Процесс химического оксидирования осуществляют путем погружения компонентов в различные растворы. Низкотемпературное покрытие осуществляется при температуре от 30 до 180 °C. Сталь погружают в щелочной или кислотный раствор с марганцем. После извлечения из ванны его смазывают маслом или пропитывают в течение нескольких секунд.

Электрохимическое оксидное покрытие наносится при низких температурах до 100 °C. Электролит представляет собой раствор нескольких нитратов и хроматов. Сталь имеет черное покрытие.

Пищевая нержавеющая сталь содержит ряд легирующих элементов, включая хром и марганец. Требуется современное оборудование для нанесения покрытий. В домашних условиях ее можно оксидировать в жидкости с нитратом натрия. Поверхность имеет ярко-синий цвет.

3.1 Анодное оксидирование

Анодное оксидирование небольших деталей может быть выполнено в домашней мастерской. Для этого необходимы аккумулятор и выпрямитель тока. Анод подключается к заготовке и источнику постоянного тока. Когда сталь погружают в раствор слабокислого электролита, электроны начинают движение, и вместе с ними частицы солей и кислот проникают в верхний слой металла.

Это приводит к образованию кристаллов железа со сложными оксидами. Они постепенно покрывают всю поверхность детали, образуя слой в несколько микрон.

Скорость процесса можно регулировать для формирования оксидной пленки нужной толщины путем изменения силы тока и повышения температуры электролита. Анодирование влияет на исходные характеристики стали и цветных металлов:

• изменяет цвет;

• повышает сопротивление;

• мембрана имеет низкую электропроводимость;

• не допускает образования простых оксидов железа — коррозии.

3.2 Термическое оксидирование

Те, кто наблюдал за сваркой или нагревом деталей в термических печах, видели, как эта поверхность приобретает цвет от желтого до синего и черного. Они определяются температурой, при которой сталь была нагрета в конкретной точке. Чем выше температура металла, тем больше он окисляется и тем темнее цвет.

Для проведения термического окисления достаточно нагреть поверхность до 300 ⁰C. На стали появится тонкая пленка из желтых и светло-коричневых оксидов. Чем выше содержание легирующих элементов, тем сильнее нужно нагревать сталь.

Нагрев часто используется для ускорения химического и анодного оксидирование стали. Помещенный в горячий раствор натриевой селитры или смеси кислот металл быстрее вступает в реакцию.

3.3 Плазменное оксидирование

Метод холодного оксидирования представляет собой плазменное покрытие компонентов. Окисление происходит при низких температурах. Компонент помещается в плазму, создаваемую высокочастотными или СВЧ токами, подобными тем, которые генерируются в микроволновой печи. В камере содержится высокий уровень кислорода.

Плазменное оксидирование в основном используется для улучшения светочувствительности и электропроводности компонентов в оптическом оборудовании и печатных платах.

3.4 Лазерное оксидирование

Оксидирование изделия с помощью лазера возможно только в промышленных условиях. Деталь кладется на стол или зажимается в патроне, пишется программа, и лазер поочередно нагревает узкие полоски по всей поверхности. Хороший вариант — применение станков с ЧПУ.

Недостатком лазерного оксидирования является то, что оно затрагивает только внешнюю поверхность заготовки. Лазерная головка не проходит в отверстия малого диаметра.

3.5 Оксидирование своими руками

Сделать защитное покрытие в домашних критериях проще всего по вековому рецепту. Для этого стальная заготовка должна быть очищена от всех видов грязи и протравлена слабокислым раствором. Любые пятна, оставленные на железе, будут препятствовать процессу оксидирования.

1. Конструкционную сталь нагревают до 300 ⁰C. Для легированных и углеродистых сталей требуются более высокие температуры. Чем больше легирующих элементов, тем интенсивнее должен быть нагрев.

2. Горячую заготовку опускают в льняное масло на 8-18 минут.

3. Процесс повторяется от четырех до шести раз, чтобы обеспечить защиту стали от ржавчины и сформировать плотный изоляционный слой.

4. Закаленные стали при нагревании до температуры выше 300 ⁰C могут размягчаться. Поэтому металл после закалки нагревают токами индуктора до 250-280 ⁰C. Если нет возможности нагреть только поверхность заготовки, температуру снижают до 220-250 °C, увеличивая количество нагревов и окунаний.

Льняное масло использовалось в течение многих веков. На данный момент его можно заменить веретенным маслом, которое широко используется для закалки стали.

Технология производства шурупов и саморезов

Что такое шуруп? Шуруп (от немецкого Schraube) — это винт, который вворачивается в какой-либо мягкий материал (например, дерево), самостоятельно образуя в нём резьбу. Способность ввертывания в мягкие материалы шуруп получает за счет резьбы, покрывающей его стержень. Резьба шурупа отличается от резьбы винтов и болтов, которые вворачиваются в металл. Она выше и имеет больший шаг нарезки. Резьбовой участок шурупа конической формы, сужающийся к концу. Резьба может быть нарезана по всей длине или по части шурупа.

Размеры шурупов разнообразны и зависят от того, для чего они предназначены. Так, например, есть совсем небольшой по размеру шуруп, который в простонародье называют «клопом», имеет длину 8 мм, а диаметр 4 мм, и часто служит в качестве крепления шильдиков к готовым изделиям. А для крепления железнодорожных рельс к шпалам используется так называемый путевой шуруп, который имеет длину 170 мм, а диаметр — 24 мм. Также шурупы имеют различные формы головок, которые определяются условиями монтажа, внешнему виду изделия и требованиями к монтируемой конструкции.

Формы головок представлены на рис. 1.

Виды головок и шлицов шурупов

Потайная. Полностью утапливается в материале закрепляемого элемента, а поверхность материала остается ровной. Потайная двойная. Усиленный вид потайной головки. Выдерживает большие нагрузки при монтаже в твердые материалы (даже при ударном методе).

Потайная усеченная. Позволяет более эффективно прижимать закрепляемый элемент к материалу основания благодаря увеличению длины резьбы крепежного элемента, а также образования на головке упорной нижней площадки, перпендикулярной действию нагрузки на вырыв.

Потайная типа «рожок». Эффективно прижимает гипсокартон к материалу основания. Специальная выгнутая форма головки в виде рожка оптимально воспринимает нагрузку на вырыв. Полукруглая головка. Эффективно удерживает закрепляемый элемент благодаря широкой несущей поверхности. Используется в случаях, где нет необходимости сохранить поверхность закрепляемого элемента ровной.

Полукруглая головка с пресс-шайбой. Имеет увеличенную несущую поверхность и уменьшенную высоту головки. Этот вид головки благодаря расширенной несущей поверхности отлично подходит для закрепления листовых материалов.

Узкая цилиндрическая головка. Минимальная несущая поверхность головки. При монтаже полностью утапливается в закрепляемом элементе. Используется в крепежных элементах, которые фиксируются в материале основания и в закрепляемом элементе с помощью резьбы, выполняющей основную функцию закрепления.

Трапециевидная головка. Увеличенная несущая поверхность головки. На внутренней стороне располагаются стопорные насечки.

Шестигранная головка. Одна из самых старых видов головок крепежных элементов. Стандартизирована под соответствующие размеры ключей. Для монтажа с помощью электроинструмента используются специальные шестигранные насадки.

Шестигранная головка с пресс-шайбой. Функции те же, что и у простой шестигранной головки, но несущая поверхность больше. Для монтажа шурупов с помощью инструментов, например, отвертки или шестигранника, в головке шурупа формируют шлицы.

Шлицы могут быть:

• Прямые
• Крестообразные
• Комбинированные
• В виде шестиконечной звезды
• Шестигранники
• Внутренние шестигранники

Традиционный материал, используемый для изготовления шурупов это сталь СТ 08 КП или СТ 10 КП.

Как изготавливаются шурупы?

Первый этап — формирование болванки (основы) под шуруп. На этом этапе головку шурупа, его наконечник и длину формируют на автомате подобному гвоздильному. Используемая проволока определяет диаметр будущего шурупа.

Второй этап изготовления шурупа — это нарезание резьбы на его стержне. Нарезание резьбы происходит на специальных автоматах. Болванки шурупов засыпаются в бункер, из которого с помощью вибрационного транспортера и анкерного механизма они поштучно поступают в зону нарезки резьбы. При этом болванки строго ориентированы по отношению к рабочим элементам — плоским плашкам, которые перемещаются навстречу и параллельно друг другу, а также перпендикулярно оси шурупа, плотно прижимаясь к стержню шурупа. Плашки изготавливаются по основным параметрам резьбы шурупа (в России в соответствии с метрическими размерами, в других странах иногда используют плашки для нарезания дюймовой резьбы).

Благодаря такой схеме изготавливаются шурупы до диаметра 10-12 мм. Шурупы больших диаметров, как правило, изготавливаются методом горячей штамповки. Например, — путевой шуруп (диаметр — 24 мм, длина — 170 мм).

Технология изготовления саморезов.

Саморез способен нарезать резьбу не только в мягких материалах, таких как дерево или пластик, но и в металле или бетоне, за что вполне справедливо получил свое название. Это достигается за счет того, что его поверхность подвергают термической обработке (закалке). Также для оптимального вворачивания в скрепляемые конструкции, окончание самореза часто выполнено в виде сверла, которое при вворачивании просверливает отверстие необходимого диаметра.

1.Формирование сверла происходит на первом этапе изготовления, то есть в процессе формирования болванки.

2.На втором этапе формируется резьба самореза, так же как и на шурупе.

3.Следующий шаг — поверхностная закалка готового самореза. Этот этап очень важен, так как требуются не только высокие и стабильные характеристики стали, из которой изготавливается саморез, но также стабильные и точные приемы для ее закалки.

В России из-за отсутствия сырья со стабильными характеристиками, не всегда удается производить качественные саморезы, даже при наличии первоклассного оборудования и технологий. Закалка саморезов производится до твердости не менее 55 ед. по HRC (по Роквэллу).

4.Заключительный этап производства саморезов — защита от коррозии.

Самые распространенные способы:

• Фосфатирование;
• Оксидирование;
• Гальваническое цинкование желтым или белым цинком.
•  

Для чего используются саморезы?

На рынке доступны сотни различных типов винтов, различающихся по размеру, форме, материалу и дизайну. Саморез — это одна из разновидностей шурупов, которая оправдывает свое название, поскольку вкручивается в собственное отверстие при вкручивании в древесину или металл. Саморезы можно использовать по-разному, например, в производственной и строительной отрасли, поскольку они помогают сэкономить время, исключая несколько шагов из процесса установки.

 

На рынке представлено множество различных типов шурупов различных размеров, форм, материалов и конструкций. Самонарезающие винты — это один из таких типов винтов, часто известный как самонарезающий винт.

 

Термин «самонарезание» говорит сам за себя, он в основном врезается в свое собственное отверстие, когда вбивается в любой материал. Они широко используются в производственной и строительной отраслях. Саморезы помогают сэкономить время, устраняя необходимость сверления направляющего отверстия. Эта статья поможет вам понять, что такое саморезы и как они работают.

 

Саморезы имеют более острую резьбу, которая сама врезается в отверстие. В то время как у самосверлящего винта есть сколотый кончик, который позволяет выполнять фактическое сверление этим винтом. Кусок дает обломкам место для перемещения во время процесса бурения.

 

Следует отметить, что хотя все саморезы являются саморезами, не все саморезы считаются саморезами. Есть много саморезов, которые не имеют сколов, и технически для них нужно сначала просверлить отверстие, хотя во многих случаях это не совсем необходимо. Саморезы бывают всех типов и размеров, а также с различными типами головок.

 

Саморезы врезаются в резьбу винта, образуя канавку и режущую кромку, как метчик. В отличие от традиционных крепежных винтов, которые обычно требуют направляющего отверстия для сверления винта. винт, с другой стороны, автоматически создает пилотное отверстие, пока он ввинчивается в материал, что устраняет необходимость в отдельном сверлении пилотного отверстия. Этот процесс гарантирует, что из процесса сверления будет удален один шаг, что сделает самонарезающие винты еще более востребованными и эффективными.

 

Принцип работы саморезов зависит от материалов, в которые они закручиваются. В случае более мягких материалов, таких как дерево или мягкий пластик, винт может иметь сужающийся кончик, который образует буравчик. Этот сужающийся наконечник гарантирует, что материал, в который ввинчивается винт, смещается, создавая пилотное отверстие, когда он проходит через материал. Однако очень важно иметь в виду, что необходимо учитывать твердость и глубину материала. Следует убедиться, что материал, в который вы сверлите, находится в пределах указанного предела, в который может ввинчиваться шуруп. В противном случае саморез может не просверлить данный материал.

 

Важно отметить, что некоторые саморезы можно также использовать в качестве саморезов. Они имеют острый наконечник на головке винта, который совмещает установку крепежа и процесс сверления воедино. Это широко используется в приложениях, связанных с твердыми материалами, такими как сборочные линии, столярные изделия, строительные кровли и т. Д. Следовательно, все шурупы для сверления являются саморезами, но не все шурупы-саморезы являются саморезами.

 

Тот факт, что саморезы могут сверлить материалы без необходимости сверления направляющего отверстия перед процессом, не обязательно означает, что это лучший способ их использования. Если материал, который вы хотите просверлить, шероховатый, то желательно заранее просверлить пилотное отверстие, даже если вы используете саморез. Делая это, вы можете гарантировать, что шуруп будет расположен в правильном положении, и что он будет плавно входить в материал z без каких-либо ограничений.

 

 

Типы саморезов

 

В основном существует два типа саморезов: один резьбообразующий, а другой резьбонарезной.

 

Накатной винт — Прежде чем использовать нажимной винт, необходимо убедиться, что вы просверлили направляющее отверстие, так как винт сам по себе не сможет просверлить направляющее отверстие, так как у них нет заостренной кончик. Они обычно используются для скрепления пластиковых материалов. Благодаря своей специальной конструкции они более плотно сжимают материалы. Однако следует помнить, что всегда существует риск чрезмерного затягивания винта, что часто может привести к разрушению материалов под давлением.

 

Нарезание резьбы — Для этих винтов не требуется предварительно просверленное направляющее отверстие, саморезы могут просверливать собственное направляющее отверстие, что упрощает процесс крепления. Рекомендуется всегда следить за тем, чтобы направляющее отверстие было меньше диаметра самореза. Эти винты удаляют материал с пути и сами создают путь для винта.

 

Использование саморезов

 

Саморезы в основном используются, когда среда, в которую они будут ввинчиваться, представляет собой что-то вроде металла. Хотя саморезы также используются для сверления деревянных и пластиковых материалов. У них, как правило, острый конец, и нити также острые, чтобы действовать как ножи, разрезающие любую среду.

 

Ниже приведены некоторые из основных сценариев, требующих использования саморезов:

 

Изделия из листового металла: для работы с металлическим листом. Металлические листы используются для обрамления многочисленных объектов, таких как автомобили, конструкции, мебель и т. д., и саморезы являются предпочтительным выбором в таких случаях.

 

Медицинские применения: Застежки в нашем теле не кажутся хорошей идеей, но это именно то, что происходит в случае замены и других видов операций по восстановлению тканей / мышц. В многочисленных медицинских статьях и журналах регулярно упоминается использование самореза и его функциональность внутри тела.

 

Муниципальные работы: саморезы являются предпочтительным типом винтов практически для любой системы крепления водосточных желобов. Они сокращают время, необходимое для установки винта, а также обеспечивают надежную фиксацию и отделку. Эти винты помогают сохранить желоба в целости, чтобы они могли противостоять различным погодным условиям, противостоять коррозии, среди прочего.

 

Кровельные решения: Саморезы позволяют выполнять гладкие работы по созданию каркаса для любого типа кровельного листа или материала, который вы можете использовать, будь то асфальт, дерево и металл. Для каждого основания будет использоваться отдельный тип саморезов/шурупов. .

 

Почему стоит купить крепеж Screw Expert?

 

Компания Screw Expert является одним из ведущих индийских производителей, поставщиков и экспортеров крепежных изделий. Мы угождаем разнообразным потребностям современной промышленности с нашим широким ассортиментом продукции, которая доступна в различных формах и размерах. Мы предлагаем широкий ассортимент болтов и гаек, соответствующих международным стандартам и спецификациям качества. Наши винты и гайки производятся с учетом определенных требований и изготавливаются в соответствии с потребностями наших клиентов. Мы следуем четырем основным принципам, первый из которых заключается в предоставлении высококачественных продуктов и услуг. Во-вторых, мы гарантируем, что предлагаем нашим клиентам надлежащие услуги, удовлетворение потребностей клиентов является нашей главной целью. Честность — еще один принцип, которому мы следуем. Конечной ценностью является обеспечение безопасных условий труда для наших работников.

Типы саморезов для пластика и их характеристики

Содержание

Что такое саморезы для пластика?

Саморезы для пластика, как следует из названия, формируют или нарезают резьбу при ввинчивании в пластик с предварительно просверленными или формованными направляющими отверстиями. Они обеспечивают экономичный метод соединения двух пластиков или металла с пластиком и позволяют легко разбирать и снова собирать.

Саморезы для пластика (Фото: stanleyengineeredfastening.com)

Эти самонарезающие винты являются отличным выбором, особенно в деталях для литья под давлением , поскольку гораздо дешевле формовать направляющие отверстия, чем резьбовые отверстия или резьбовые вставки. Эти специальные застежки используются вместо стандартных застежек из-за их узкого профиля резьбы, повышенного сопротивления выдергиванию и меньшего радиального напряжения. Меньшее радиальное напряжение также предотвращает повреждение бобышки.

Реклама

Реклама

Их часто принимают за саморезы. Стандартные саморезы имеют наконечник для сверления на конце винта, который помогает формировать резьбу без направляющего отверстия. Они используются преимущественно в листовом металле, мягком металле и дереве для сверления, нарезания резьбы и завинчивания шурупов за один шаг.

Объявление

Объявление

Как работает саморез для пластика?

Чем саморезы для пластика отличаются от стандартных шурупов?

Уголки профиля резьбы , также называемые уголками профиля саморезов, имеют меньшие размеры, чем стандартные винты, как показано на рисунке ниже, что снижает внутренние радиальные напряжения, создаваемые при снятии и деформации пластика.

Поскольку диаметр основания меньше, чем у стандартного крепежа, резьбовое зацепление (CM) диаметрально больше, чем у стандартного крепежа, что увеличивает удерживающую способность на мягком пластике по сравнению с металлом.

Угол наклона и зацепление резьбы винтов для пластмассы (Источник: stanleyengineeredfastening.com)

Типы саморезов

Выбор наиболее подходящего крепежа для материала позволит использовать более тонкие выступы и избежать использования специальных вставок и фиксирующих компонентов, которые снизить общую стоимость инженерной продукции. Это также сократит использование пластиковых материалов, время впрыска и стоимость деталей для литья под давлением.

Саморезы подразделяются на две группы: резьбонарезные и резьбонарезные. Выбор винтового типа будет зависеть от его требований к применению, типа материала и свойств. Существует множество торговых марок и запатентованных конструкций от различных компаний, таких как крепежные детали Stanley, EPOK, TR и т. д. У всех производителей есть варианты с различными углами профиля резьбы (30-45-48 градусов), чтобы соответствовать диапазону модуля изгиба пластмасс.

Накатка резьбы

Резьбонарезные винты для пластмассы не имеют заостренного конца и требуют направляющего отверстия. Винтовая резьба деформирует пластиковый материал, обтекая резьбу. Следовательно, решающее значение имеют величина перекрытия (зацепление резьбы) и угол профиля резьбы.

Резьбонарезные винты для пластика (Источник: stanleyengineeredfastening.com)

Резьбонарезные винты создают высокие внутренние напряжения, поскольку материал скорее деформируется, чем удаляется. В результате эти винты можно использовать только в мягких полимерах с более низким модулем изгиба.

Резьбонарезной

Винты для нарезания резьбы для пластика, также известные как самонарезающие винты, имеют острую режущую кромку, которая разрезает пластик, когда они ввинчиваются в направляющее отверстие, образуя резьбовое соединение. Это создает меньшее внутреннее напряжение по сравнению с винтами для формовки резьбы, что делает их подходящими для более жестких пластиковых материалов с более высоким модулем изгиба.

Резьбонарезные винты для пластика (Фото: stanleyengineeredfastening.com)

Важно иметь правильный диаметр и глубину направляющего отверстия. Глубина отверстия должна быть больше, чем длина зацепления винта, чтобы оставалось место для перемещения удаленного материала. Для пластиков, наполненных волокном или стекловолокном, они обеспечивают высокое зацепление с резьбой, высокие зажимные нагрузки и снижение напряжения. Самым большим недостатком резьбонарезного винта является срыв резьбы при разборке.

Объявление

Объявление

Объявление

Объявление

Преимущества и недостатки использования саморезов для пластика

Преимущества

• • Саморезы для соединения пластика надежны при правильном использовании
  • Они дешевы по сравнению с другими способами соединения
  • Легко разбирается
  • Не требует предварительно формованных резьб
  • Хорошая ударопрочность и вибростойкость
  • Нет времени отверждения или времени установления для достижения полной прочности
  • Специальный инструмент не требуется

Недостатки

• • Только до 10 циклов разборки и сборки
  • Концентрация стресса или повышенная вероятность
  • Очень трудно контролировать момент затяжки
  • Увеличивает количество деталей
  • Это может повлиять на внешний вид конечного продукта

Пластик открывает большие возможности для конструкторы изделий машиностроения благодаря своей универсальности и вариантам материалов. Но когда дело доходит до соединения пластика или пластика с другим материалом, возникают некоторые уникальные проблемы, такие как использование крепежных деталей и резьбы.

Стандартные винты и саморезы для металла, такие как тип A и тип AB, не подходят для пластика из-за их большого угла задней поверхности и мелкой резьбы. Они используются на листовом металле и толстых пластиковых листах, таких как рамы из ПВХ. Как обсуждалось в разделе выше, два типа саморезов, доступных для использования на наиболее распространенные пластмассы резьбонарезные и резьбонарезные винты .

Каждый тип пластмассы имеет уникальные характеристики, такие как пластичность, тепловое расширение и удержание при зажиме. Выбор крепежа, который лучше всего соответствует этим характеристикам, имеет важное значение для успешного винтового соединения в конструкции вашего продукта.

Имея так много доступных полимеров типа , всегда лучше протестировать резьбовое соединение, чтобы найти наилучший тип и конструкцию резьбы. Выбор правильного крепежа, предназначенного для определенного типа материала, даст

• • • Более высокие крутящие моменты зачистки
    • Увеличить сопротивление раскручиванию
    • Более высокие значения отрыва

Реклама

Реклама

Реклама

Реклама

Эффективность самонарезающего соединения зависит от следующих факторов

• • • Свойства пластмассы
    • Тип винтов
    • Конструкция интерфейса крепежа

Свойства пластика

На характеристики самонарезающего пластикового резьбового соединения влияют следующие свойства пластика.

• • • Жесткость материала (модуль изгиба пластика)
    • Добавки и наполнители (наполнитель, содержание и тип армирования)
    • Степень теплового расширения
    • Скорость ползучести

Жесткость материала – модуль упругости пластмассы

Модуль упругости или модуль изгиба измеряет жесткость пластмассы на начальном этапе процесса изгиба и деформации и представляет собой отношение напряжения к деформации при деформации изгиба . Проще говоря, склонность пластика сопротивляться изгибу.

Материалы			Модуль упругости при изгибе (psi)	Модуль упругости при изгибе (МПа)
Термопласты	Ковкий	Полиэтилен (ПЭ)	150000	1034
		Полипропилен (ПП)	200000	1379
		Поликарбонат (ПК)	340000	2344
		АБС, 0-20% стеклонаполнения	350000	2413
		Полиамид 66 (ПА)	350000	2413
		Ацеталь (АС)	400000	2758
		Полистирол (ПС)	430000	2965
		Полипропилен, 40% талька (PP40)	500000	3447
		Полифениленсульфид	550000	3792
	Умеренная	АБС, 20% стеклонаполнение	650000	4482
		Полиамид 66, 12% стеклонаполнение	800000	5516
		Поликарбонат, 20% стеклонаполнение (PC20)	850000	5861
	Жесткий	Поликарбонат, 30% стеклонаполнение (PC30)	1100000	7584
		Полибутилентерефталаты 30% стеклонаполнения (PBT30)	1100000	7584
		Полиамид 66, 30% стеклонаполнение (PA30)	1200000	8274
		Жидкокристаллический полимер (LCP)	1400000	9653
Реактопласты		Полифениленсульфид, 40 % заполнения (PPS40)	1700000	11721
		Фенольный, 20% стеклонаполнитель	1750000	12066
		Полиэстер, 50% стеклонаполнитель	2100000	14479

Модуль упругости при изгибе используется для определения эффективности саморезного соединения. Как правило, более низкий модуль упругости означает, что больше материала будет обтекать профиль резьбы и позволит лучше формировать резьбу, а значит, и соединение будет лучше. Для термопластика с более высоким модулем изгиба обычно требуется крепеж с малым углом наклона спирали, чтобы избежать чрезмерного вращающего момента.

Влияние добавок и наполнителей

Хотя добавки, такие как смазки для форм, наполнители и армирующие материалы (как показано на изображении ниже), добавляются для улучшения некоторых свойств материалов для литья под давлением , побочный эффект что он изменяет некоторые другие свойства, такие как модуль изгиба. Например, силикон отрицательно влияет на нагрузку зажима, так как снижает крутящий момент привода.

Добавки и наполнители для пластмасс

Коэффициент теплового расширения

Любое вещество расширяется или сжимается при изменении температуры. Это может привести к значительным изменениям размеров, короблению деталей или внутреннему напряжению. Кривая напряжение/деформация для термопластов сильно зависит от температуры. При одинаковой температуре пластмассы расширяются быстрее, чем металлы. Если комбинации зажимаемых материалов разные, то скорость их расширения тоже будет разной. Это приведет к тому, что прижимная нагрузка будет колебаться в зависимости от температуры.

Коэффициент теплового расширения пластмасс (Коэффициент линейного теплового расширения)

Свойство материала линейного коэффициента теплового расширения (показано выше) — это свойство, на которое следует обращать внимание при проектировании с использованием разнородных материалов. Это количественно определяет тенденцию пластика к расширению при повышении температуры.

Скорость ползучести

Все полимеры будут ползти или необратимо деформироваться при длительном напряжении или нагреве. Эта ползучесть приведет к потере зажимной нагрузки. На графике показан стандартный саморез для пластика, теряющий с течением времени прижимную силу.

Скорость ползучести саморезов для пластика (Фото: stanleyengineeredfastening. com)

Следующие методы уменьшают эффект ползучести в соединении

• • Уменьшить напряжение на опорной поверхности за счет
    • Увеличение диаметра головки или использование шайбы большего размера для распределения нагрузки
    • Уменьшение диаметра отверстия с зазором для увеличения площади зажимной поверхности
    • Уменьшение начальной нагрузки на зажим при сборке
  • Включите в соединение пружинные элементы, такие как пружина и плоская шайба, чтобы компенсировать проскальзывание
  • Включите металлическую втулку в зажимной компонент, чтобы уменьшить нагрузку на пластик
  • Увеличение жесткости материала

Реклама

Реклама

Реклама

Реклама

Типы винтов

Выбор правильного резьбового крепежа (самонарезающего винта) для материала имеет решающее значение, поскольку он напрямую влияет на соотношение крутящего момента привода и полосы и удерживание зажима. Таблица жесткости материала сечения должна служить отправной точкой при выборе винтов с учетом жесткости материала.

Типы саморезов для пластика (Источник: stanleyengineeredfastening.com)

Резьбонарезные и резьбонарезные винты доступны с углами по бокам 30⁰, 40⁰, 45⁰, 48⁰ и 60⁰. Некоторые бренды также делают резьбу с двойным интервалом и трехлепестковую форму.

• Угол по бокам 30⁰ – Однозаходный винт с круглой резьбой 30 градусов с уменьшенным сердечником и большим шагом резьбы для высокой производительности при обработке большинства термопластов и некоторых реактопластов
• Боковой угол 45⁰ с трехлопастной резьбой — Однозаходный резьбонарезной винт с трехлопастным корпусом и углом резьбы 45 градусов, предназначенный для установки в широкий спектр термопластов, включая стеклонаполненный нейлон и модифицированный полифениленоксид.
• Угол наклона 60⁰ с трехдольной резьбой – Винт с трехзаходной резьбой с одним заходом и углом захода 60, предназначенный для стандартной работы с нейлоном, ацеталем, АБС-пластиком и некоторыми стеклонаполненными нейлонами.
• Винты для нарезки резьбы – A 30 ^o и 60 ^o круглая форма резьбы с зазубринами на конце, предназначенная для нарезания резьбы, используется для более твердых пластиков, таких как реактопласты.
• Резьба с двойным интервалом – они имеют углы по бокам 30⁰ и 60⁰ с резьбой разного диаметра, как показано на рисунке выше.

Конструкция интерфейса крепежа

Ключевыми факторами конструкции продукта, которые могут повлиять на способность крепежа работать удовлетворительно, являются диаметр направляющего отверстия , зацепление с резьбой , длина зацепления и конструкция бобышки . Хотя дизайн продукта может накладывать определенные ограничения на эти четыре ключевых фактора, лабораторные испытания позволят установить наилучшее сочетание этих параметров для вашего приложения. Итак, вы должны провести некоторые испытания на образце пластика с различными винтами.

Самонарезающие винты для пластика — дизайн интерфейса крепления (Фото: stanleyengineeredfastening.com)0050 – Диаметр направляющего отверстия и диаметральное зацепление резьбы будут идти рука об руку. Глубина боковой поверхности резьбы, заполненная материалом, называется зацеплением резьбы и выражается в процентах. Никогда не используйте 100% зацепление резьбы, так как это увеличит требуемый крутящий момент и не улучшит работу соединения. Как показывает опыт, 75%-80% зацепления резьбы используется на жестких материалах для достижения хорошего соединения.

Длина зацепления – Длина зацепления – это расстояние между резьбой полноразмерного крепления и материалом гайки. Длина зацепления винта указывается как коэффициент номинального диаметра винта и должна составлять от 2 до 2,5 диаметра винта.

Конструкция бобышки – Отверстия с уклоном необходимы для литья под давлением термопласта, но они уменьшают зацепление резьбы из-за изменения диаметра по длине винта. Для поддержания правильной работы пресс-формы всегда используйте наименьший возможный угол уклона. Как правило, номинальный размер отверстия измеряется на глубине, равной половине всей длины зацепления крепежного изделия, без учета зенковки. Как правило, производители винтов определяют размеры направляющего отверстия и бобышки для своих саморезов.

Характеристики винтового соединения

Отношение затяжки к закручиванию

Отношение закручивания к закручиванию, которое представляет собой отношение крутящего момента затяжки к крутящему моменту, используется для определения возможности изготовления крепежного соединения. Это соотношение должно быть около 5:1 для крупносерийного производства с использованием электроинструментов. Соотношение 2:1 может быть приемлемым для хорошо обученных сотрудников, использующих одинаковые компоненты и ручные инструменты. Смазочные материалы резко снижают это соотношение, поэтому их следует избегать.

Torque-turn — зачистка резьбы (Фото: stanleyengineeredfastening. com)

На приведенном выше графике крутящего момента показано, как саморез ведет себя в зависимости от приложенного крутящего момента. Приводной крутящий момент несколько линейно увеличивается до точки «В», которая нарезает резьбу и преодолевает трение скольжения резьбы вместе с глубиной резьбы. Головка винта касается верхнего материала (пластика или металла) в точке «В». Любой дальнейший крутящий момент переходит в сжимающую нагрузку резьбы до «С», крутящий момент зачистки. Напряжение в нитях приближается к пределу текучести пластика в точке «С», и нити начинают срезаться. Когда нити полностью обрываются, нити продолжают обдираться до точки «D».

Момент затяжки

Поскольку пластик мягче металла, резьбу можно легко сорвать при затягивании винта. Момент зачистки винтов для пластика можно рассчитать по приведенной ниже формуле для заданного усилия вытягивания F.

Момент зачистки
\(T = Fr (f_1 + f_2 + \frac{p}{2\pi r}) \)
\(T\)	Крутящий момент для создания усилия отрыва
\(р\)	Делительный радиус винта (Dp/2)
\({D_{p}}\)	делительный диаметр
\(p\)	Шаг резьбы
\(F\)	Усилие отрыва
\({f_{1}}\)	Пластмассовый винт с коэффициентом трения
\({f_{2}}\)	Головка винта с коэффициентом трения – материал основания

Сила вытягивания

Сила вытягивания будет зависеть от диаметра винта, длины зацепления и напряжения сдвига материала. Силу вытягивания можно рассчитать по следующей формуле.

Усилие вытягивания
\(F = \frac{\tau \pi {D_p}L}{S}\)
\(F\)	Усилие вытягивания
\(\tau \)	Напряжение сдвига (\(\tau = \frac{{\sigma _t}}{\sqrt{}3}\)  )
\(\sigma \)	Предел текучести при растяжении или расчетное напряжение
\({D_{p}}\)	Делительный диаметр
\(L\)	Осевая длина полной резьбы
\(S\)	Коэффициент безопасности (\(S = 1,2 {{c _1}}.{c_2}\)  )
\({c_{1}}\)	1,0 для специальных винтов 1,5 для обычных винтов
\({c_{2}}\)	\(c_2 = \frac{10}{{\varepsilon _{br}}} (\geq 1.0)\)
\({\varepsilon _{br}}\)	удлинение при разрыве, (%)

Общие советы

Следующие принципы следует учитывать при выборе пластиковой застежки для успешного соединения.

• Все пилотные отверстия должны быть скошены до большого диаметра резьбы, чтобы предотвратить растрескивание. Или в идеале иметь расточенную часть в начале.
• Высота бобышки должна быть такой, чтобы не было зазора между верхней частью бобышки и зажимаемым компонентом.
• Диаметр бобышки должен примерно в 2,5–3 раза превышать диаметр направляющего отверстия.
• Отношение момента зачистки к моменту нарезания резьбы должно быть не менее 3-1 или около 5-1 для автоматизированного крупносерийного производства
• Направляющие отверстия должны иметь резьбовое соединение не менее чем в два раза больше диаметра винта.
• Если есть какая-либо неопределенность в отношении применимости, следует провести тестирование конкретного приложения.

Как работают саморезы | Симпсон Strong-Tie

Приложение

Как следует из названия, саморезы работают по тому же принципу, что и сверла и другие режущие инструменты. Производительность любого режущего инструмента определяется скоростью резания, скоростью подачи, глубиной резания и самим обрабатываемым материалом. Таким образом, производительность установки саморезов может быть связана с основными параметрами режущего инструмента. Предлагаемые оптимальные значения параметров перечислены в таблице ниже по номинальному размеру винта.

Точечная геометрия — расчетная форма вершины сверла шурупа.

Об/мин — это скорость, с которой работает приводной двигатель, когда винт установлен. Это часто регулируется с помощью спускового крючка с регулируемым усилием или другого приводного двигателя.

Приложенное усилие — это показатель усилия, прикладываемого пользователем при установке винта. Больше силы не обязательно лучше.

Твердость обрабатываемого материала можно рассматривать как сопротивление материала сверлению или резанию. В большинстве случаев, чем тверже рабочий материал, тем труднее его резать.

Оптимальные режимы резания в зависимости от размера винта

* Предлагаемые комбинированные максимальные значения. Отдельные значения могут быть увеличены, если другие, связанные с ними переменные уменьшаются пропорционально. Для указанных скоростей может потребоваться двигатель отвертки с регулируемой скоростью и частичное нажатие на спусковой крючок.

Конструктивные особенности

При выборе самонарезающего винта учитывайте толщину и типы соединяемых материалов. Ниже приведены некоторые ключевые конструктивные особенности, на которые следует обращать внимание при выборе подходящего крепежа.

Сверлильные канавки позволяют высверливаемому материалу выходить из отверстия. Полностью встроенные канавки больше не могут удалять эту стружку, которая содержит примерно 80% тепла, выделяемого в процессе сверления. Накопление этого материала может привести к перегреву наконечника и его выходу из строя.

Длина вершины определяет толщину материала, в которую может надежно проникнуть шуруп. Часть наконечника без резьбы (пилотная секция) должна быть в состоянии полностью просверлить материал до того, как резьба войдет в зацепление. Если резьба зацепится до завершения сверления, застежка может заклинить и сломаться.

Крылья с наконечником используются на некоторых шурупах, которые крепят более толстые материалы, такие как дерево, к металлу. Крылышки увеличивают отверстие в скрепляемом материале, позволяя нитям проходить, не касаясь скрепляемого материала. Этот дополнительный зазор предотвращает отделение закрепленного материала от основного металла (известное как «поддомкрачивание»). Крылья оторвутся при контакте с металлом до того, как резьба войдет в металл.

Особые указания

Материал сверла обычно представляет собой простую углеродистую сталь, которая менее стабильна при высоких температурах, чем аналогичные сверла из быстрорежущей стали (HSS). Чтобы уменьшить износ сверла, закрепите его с помощью двигателя дрели, а не ударного шуруповерта или перфоратора.

Устойчивость к высоким температурам влияет на скорость выхода из строя наконечника сверла из-за тепла, выделяемого в процессе сверления. Обратитесь к руководству по устранению неполадок в конце этого раздела, где приведены некоторые наглядные примеры.

Температура сверления прямо пропорциональна скорости вращения двигателя, приложенной силе и твердости обрабатываемого материала. По мере увеличения каждого значения увеличивается и тепло, выделяемое операцией бурения.

Уменьшение прилагаемой силы может увеличить срок службы и позволить наконечнику сверла проникать в более толстые материалы (т. е. удалять больше материала, прежде чем он выйдет из строя из-за накопления тепла).

Редуктор оборотов двигателя может повысить производительность при работе с более твердыми материалами, позволяя пользователю прилагать больше усилий в процессе сверления и продлевая срок службы наконечника сверла.

Базовая анатомия самонарезающего винта

Толщина рабочего материала по винту

1. Общая толщина всей стали, включая расстояние между слоями.