緊固件,是作緊固連接用且應(yīng)用極為廣泛的一類機(jī)械零件。使用行業(yè)廣泛,在各種機(jī)械、設(shè)備、車輛、船舶、鐵路、橋梁、建筑、結(jié)構(gòu)、工具、儀器、化工、儀表和用品等上面都可以看到,是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械基礎(chǔ)件。
它的特點(diǎn)是品種規(guī)格繁多,性能用途各異,而且標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的程度也極高。因此,也有人把已有國家標(biāo)準(zhǔn)的一類緊固件稱為標(biāo)準(zhǔn)緊固件,或簡稱為標(biāo)準(zhǔn)件。
描述緊固件需要標(biāo)明的參數(shù)有:
品名(標(biāo)準(zhǔn))、規(guī)格、材質(zhì)、強(qiáng)度等級、表面處理。如DIN912、M4-0.7x8、SCM435、12.9級、發(fā)黑。
◆1、品名(標(biāo)準(zhǔn)):對于沒有標(biāo)準(zhǔn)的螺絲,屬于非標(biāo)件,則需要提供圖紙。比如說DIN912,中文名稱為:內(nèi)六角圓柱頭螺絲,這是品名。不過最準(zhǔn)確的做法,還是需要稱呼標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)镚B70也同樣是這樣的品名;但兩個標(biāo)準(zhǔn)有很多地方尺寸并不一致。
世界上影響比較大的標(biāo)準(zhǔn)分別為:德國標(biāo)準(zhǔn)(DIN)、國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)、中國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、美國標(biāo)準(zhǔn)(ANSI)、日本標(biāo)準(zhǔn)(JIS)。
◆2、規(guī)格:一般螺絲稱呼都是牙紋稱呼徑*螺絲長度。
牙紋稱呼徑,公制常用的有:M2,M3,M4,M5,M6,M8,M10,M12等;
美制常用的有:4#-40,6#-32,8#-32,10#-24,1/4-20,5/16-18,3/8-16,1/2-13等。
而螺絲長度,是指埋入被載物體的有效長度。比如:沉頭螺絲被載入的是總長度,半沉頭螺絲要加上半個頭的長度,而圓柱頭螺絲長度則不包含頭部尺寸。
如:對于規(guī)格,全稱最好是加上牙距。例如M4-0.7x8,4指牙外徑是4mm,0.7是指兩個牙峰之間的距離為0.7mm,8指埋入被載物體的有效長度為8mm。
為了簡化,不寫牙距,把粗牙默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)牙,因?yàn)樽畛R?;這樣就不用標(biāo)出了。這點(diǎn)公制才有,美制產(chǎn)品還是要標(biāo)牙距。
這里重點(diǎn)講一下美制螺絲的規(guī)格,如6#-32*3/8,6#是牙外徑,接近于3.5mm;32是每英寸的螺紋長度里有32個牙(相當(dāng)于公制螺絲的牙距);3/8則是螺絲的長度(具體同公制螺絲)。
這里須記住的2個公式:牙外徑A#=(Ax0.013+0.06)x25.4(mm), 1英寸=25.4mm。
其中2#=2.2mm,4#=2.9mm,6#=3.5mm,8#4.2mm,10#=4.8mm是須熟記數(shù)據(jù)。其中各個規(guī)格的螺絲對應(yīng)的牙數(shù)也須熟記:2#-56,4#-40,6#-32,8#-32,10#-24,1/4-20,5/16-18,3/8-16,1/2-13(美制標(biāo)準(zhǔn)牙)。
注:美制UNC牙是標(biāo)準(zhǔn)牙,UNF是細(xì)牙。我們把粗牙默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)牙。
◆3、材質(zhì):材質(zhì)按最常見的依次有:碳鋼、不銹鋼、不銹鐵、銅、鋁等。
碳鋼又分為低碳鋼(比C1008/C1010/C1015/C1018/C1022)、中碳鋼(比如C1035)、高碳鋼(C1045/C1050)、合金鋼(SCM435/10B21/40Cr)。
一般C1008材質(zhì)都是打普通等級產(chǎn)品,比如說4.8級螺絲,普通等級螺母;C1015一般打吊環(huán)螺絲;C1018一般做機(jī)螺絲,當(dāng)然也有拿來做自攻釘?shù)?;C1022一般用來做自攻釘;C1035打8.8級螺絲;C1045/10B21/40Cr打10.9級螺絲;40Cr/SCM435打12.9級螺絲。
不銹鋼則有SS302/SS304/SS316為最常見。當(dāng)然現(xiàn)在也流行大量SS201產(chǎn)品,甚至含鎳量更低的產(chǎn)品,我們叫非正宗不銹鋼產(chǎn)品;外觀看上去跟不銹鋼差不多,但是防腐性能相差很多。
◆4、強(qiáng)度等級:強(qiáng)度等級主要是指碳鋼類緊固件。
碳鋼螺絲常見的強(qiáng)度等級有:4.8級、5.8級、6.8級、8.8級、10.9級、12.9級。螺母則相應(yīng)有:4級、6級、8級、10級、12級。
一般8.8級以下的螺絲都叫普通螺絲,而8.8級以上(含8.8級)則為高強(qiáng)度螺絲。區(qū)別在于高強(qiáng)度螺絲都需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理。
◆5、表面處理:表面處理主要是為了增加防腐性能,也有部分兼顧顏色,所以主要是為了碳鋼類產(chǎn)品,一般都需要經(jīng)過表面處理。
常見的表面處理有:發(fā)黑、鍍鋅、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、鍍銀、鍍金、達(dá)克羅、熱浸鋅等;
鍍鋅的種類非常多,有藍(lán)白鋅、藍(lán)鋅、白鋅、黃鋅、黑鋅、綠鋅等,同時還分環(huán)保及不環(huán)保,每種鍍別又有多種鍍層厚度,以滿足不同的鹽霧測試效果。
1、螺絲扭力要求:外六角螺絲的承受扭力相對更大,內(nèi)六角螺絲承受的扭力較小,十字槽的扭力更?。ㄒ虼嗽擃惵萁z一般都是普通等級螺絲)。
2、裝配外六角螺栓一般用活絡(luò)扳手、梅花扳手和開口扳手裝配?;罱j(luò)扳手的裝配效率低,但通用性很強(qiáng),適用于各種頭部規(guī)格的外六角螺絲;梅花扳手效率最高,但有些場合不適用,一只梅花扳手只有2個頭,也就只能運(yùn)用于兩種規(guī)格頭部的外六角螺絲上;開口扳手跟梅花扳手差不多,但它可以加長套筒使用。外六角螺絲的規(guī)格越小,對外六角螺栓的棱角要求越高,否則其頭部在受(扳手)力時,容易打滑。溫州人為了節(jié)約材料,發(fā)明了外六角凹穴。凹穴外六角螺絲單重輕,頭部厚度較薄,受力易打滑,頭部也有可能會被擰掉。
3、內(nèi)六角螺絲用內(nèi)六角扳手裝配。這對內(nèi)六角孔的要求很高,孔大一點(diǎn)扳手打滑,小一點(diǎn)扳手插不進(jìn)去。內(nèi)六角規(guī)格越小,對孔的要求越高。對于一些規(guī)格大的內(nèi)六角螺絲,內(nèi)六角只要有一個對邊合格,用扳手就可正常裝配;對一些規(guī)格很小的內(nèi)六角螺絲,如M2的內(nèi)六角緊定,扳手插進(jìn)去稍用力內(nèi)六角就會打滑,所以稍微有一個對邊大了都不合格。因此M2、M2.5、M3的內(nèi)六角螺絲(特別是緊定類產(chǎn)品)在裝配過程中扳手都容易打滑。
4、十字槽螺絲用螺絲刀裝配,不需要用太大力,所以強(qiáng)度只要4.8級即可,偶爾有些需要高強(qiáng)度的螺絲,只要滲碳熱處理即可。
5、在產(chǎn)品配套使用中,我們一般建議選用螺絲的等級比螺母等級高一級,這樣最具備經(jīng)濟(jì)效益。比如說8.8級螺絲,配套使用4級螺母;這樣下次換用時,只需換用螺母即可。
熱處理主要是針對碳鋼類螺絲來講的,主要是調(diào)質(zhì)熱處理及滲碳熱處理,以滿足不同環(huán)境對螺絲強(qiáng)度的要求。
1、調(diào)質(zhì)熱處理:8.8級及以上強(qiáng)度等級的產(chǎn)品,都是調(diào)質(zhì)熱處理的產(chǎn)品。此熱處理的特點(diǎn)是硬度內(nèi)外都比較均勻。
同一材料做熱處理時,硬度越高,韌性越差。所以需要有安全匹配,在滿足硬度的同時,韌性同樣有保證。
2、滲碳熱處理:自攻釘類螺絲基本都需要此處理,特點(diǎn)是表面非常硬,而芯部比較軟;因?yàn)樾枰ミM(jìn)堅(jiān)硬的鐵板。
自攻釘類風(fēng)險較高,比如自攻釘經(jīng)常碰到斷頭,其可能的原因有:氫脆;硬度太高或太低招致扭斷;十字槽太深;頭部太薄;頭頸結(jié)合部無R角導(dǎo)致應(yīng)力集中;操作不規(guī)范等。
1、一般情況下,硬度>32HRC的產(chǎn)品,電鍍有氫脆風(fēng)險。所以所有10.9級以上(含10.9級)產(chǎn)品及經(jīng)過滲碳熱處理的產(chǎn)品(自攻釘)等產(chǎn)品電鍍時,都會出現(xiàn)氫脆風(fēng)險。
2、氫脆即產(chǎn)品電鍍時,H+進(jìn)入金屬內(nèi)部形成氣泡,致使螺絲在使用時,當(dāng)場不斷,但24小時之內(nèi)發(fā)生延遲斷裂。
3、有氫脆風(fēng)險的產(chǎn)品電鍍后4小時內(nèi),需要送到去氫爐里,在200攝氏度的條件下,存放8小時左右;這就叫去氫處理。
4、氫脆處理方式可以大幅降低氫脆風(fēng)險,但不能完全避免,所以在需要保證100%無氫脆風(fēng)險的情況時,嚴(yán)禁使用電鍍產(chǎn)品;而改用達(dá)克羅、噴砂等表面處理工藝。
1、強(qiáng)度高的同時能保證韌性;
2、相同的大小的情況下能使重量減輕;
3、機(jī)械強(qiáng)度能保證的情況下能讓體積變小;
4、強(qiáng)度保證的情況下能讓韌性加強(qiáng);
5、外觀滿足的情況下能讓防腐能力增強(qiáng);
6、精度極限上的提高。