行业动态
自攻牙螺丝的介绍
简介
自攻牙螺丝，又称自攻螺丝，虽然已使用很久,一般也知道怎麼制作,但对於各规范所规定之标准及要求,也许并不是很清楚,在此仅藉由收集来之规范,整理出一份适合大家阅读,使能对自攻螺丝有多一层之认识.自攻螺丝是在金属或非金属材料之预钻孔中自行攻钻出所配合阴螺纹之一种有螺纹扣件.具有高拉力,单件,单边组合特色.由於其自行成型或攻出其配合螺纹,因此在组合上具有高防松能力。由於其自行成型或攻出其配合螺纹,因此在组合上具有高防松能力,且可以装卸.在小形螺丝上其尺寸、螺纹型式、头型、攻钻性能在工程用途上几乎无可限量。
自1914年自攻螺丝开始商品化.第一次之设计─主要源自木螺丝─系属可渗碳钢锥尾A型螺纹成型螺丝.当时主要之用途是用在空调系统导管上铁皮之接合,因此又叫做铁皮螺丝.经过80馀年之发展,共可分为四个时期─螺纹成型、螺纹切削、螺纹滚成及自钻。
螺纹型式
标准自攻螺丝辨识字符，包括代表螺纹及尾部型状之符号.自攻螺丝有一个或两个代表螺纹的字符用以代表机械螺纹或宽螺纹( SPACED ).如带有辨识字符”B”代表为宽螺纹螺丝. 无”B”者代表为机械螺纹.尾端代表字符用以区分自攻螺丝为螺纹成型,切削,滚成或自钻.
机械螺纹与英美统一螺纹一样具有60度之螺纹角及粗,细螺纹相同之螺距,如果在拆卸後螺丝遗失或有需要的话,可以用标准螺纹扣件代替之.
宽螺纹具有一60度之螺纹角但其螺距则较宽,而因其宽螺距之故,其螺纹较陡因此其螺纹导程比机械螺纹为大.另有一种专使用於塑胶上的螺纹,其螺纹角度为48度,俗称PT牙螺丝.
螺纹成型自攻螺丝A,AB, B, BP, C等型式目前已逐渐为螺纹滚成自攻螺丝所取代,故在新设计中不建议使用. AB, B, BP不同处仅在尾部形状, AB有一个螺纹锥尾, B有一个钝尾, BP有一个无螺纹之锥尾,尖尾中心进入预钻孔并开始使螺纹成型.螺纹切削自攻螺丝有BF, BP, D, F, G及T等形式, BF, BP为宽螺纹, 其馀为机械螺纹.
辨识字符不同点在於其切削尾.每一种切削尾都有一个可以收集切削下废料之形状. 如果自攻螺丝旋入盲孔( 不贯通之孔 ),则其碎片将残留且密封於孔底. 但如攻入贯通孔时, 则废料将掉在工件的另一边. 所以在选择本型式自攻螺丝时必需考虑及此, 废料可能会造成污染, 掉进运转中之零件或使电子基板无法运作.
所有螺纹滚成自攻螺丝均为机械螺纹, 与英美统一螺纹粗牙一样,请参阅SAE J81规定.公制螺纹请参阅SAE J1237及DIN7500规定.
钻尾自攻螺丝有切削宽螺纹BSD及机械螺纹CSD两种型式.另尚有特殊螺纹型式,包含高低双螺纹,同时各种攻钻尾亦适用.因为攻钻尾及螺纹性质,钻尾螺丝不适用於盲孔作业.在组装自钻螺丝时,钻尾需完全穿透工件後方可进行螺纹之切削或成型,所以通常会有一些碎屑,如果又使用螺纹切削型螺纹,更免不了有碎屑.因此实用上必需考虑此一问题.有关於BSD及CSD钻尾螺丝请参阅SAE J78及DIN7504(宽螺纹)之规定.
自攻螺丝螺纹最重要的是牙部外径,如果过大,会导致组装扭矩加大,如果过小,螺纹剪断强度会降低,而此一特性可以很轻易地由分厘卡或卡规测定而出,除了此一特性外,自攻螺丝不需任何螺纹量测,其理甚明,配合阴螺纹乃自攻螺丝攻钻而成,可以自行配合,因此无需任何配合上之量测,虽然如此,但制造上仍须注意ANAI/ASME B18.6.4的规定:C.D.F.G和T型：其本身尺寸不得低於2A螺纹之最小有效径,也不可大於最大牙外径.所以有时客户会依此规定要求.当要求时,由於有割沟的限制,环规无法顺利检验,在螺纹的量测上须使用螺纹指示规.另有两项自攻螺丝螺纹特性值得一提的是 :
螺纹成型之自攻螺丝由於其配合螺纹是挤压成型,因此螺丝之牙底径必需略小於预钻孔, 以便有空间容纳工件上被挤压而出之材料.而且螺纹之剪断强度也会较大.螺纹切削之自攻螺丝由於其配合螺纹是切削成型,因此螺丝之牙底径必需略等於预钻孔,而其预置扭矩较小,破断强度及拉出强度也比较低.
头型
紧固件一端制成增大形状之部分形成的承面. ANSI/ASME B18.6.4对自攻螺丝规定了13种标准之头型. 请参照B18.6.4第1.2段之规定.对螺纹成型及螺纹切削自攻螺丝而言,13种中之5种 - 平顶埋头( Flat Countersunk ), 扁圆埋头( Oval Countersunk ), 盤头( Pan ), 六角及六角华丝头( Hex and Hex washer Head )最为重要,这五种头型占了所有自攻螺丝几乎90%以上, 使用自攻螺丝应先考虑此五种头型.
另五种其他型式为平顶凹承面( Flat Undercut ), 平顶整缘( Flat Trim), 扁圆凹承面( Oval Undercut ), 扁圆整缘( Oval Trim )及圆柱头( 岗山头Fillister )为比较次要头型, 而香菇头( Truss ), 圆头( Round )及100度平顶埋头为新设计所不取,盖其功用可为其他头型所取代,盤头可取代香菇头及圆头, 82度平顶埋头可取代100度平顶埋头.
螺纹滚成自攻螺丝头型之选择与上同, 使用主要考虑为平顶,扁圆顶,盤头,六角头及六角华司头五种.
钻尾螺丝以平顶,扁圆顶,盤头及六角华司头最为普遍,六角头之所以不使用,实因在钻孔过程中,需施压力於旋紧工具上以支撑工具进行钻孔作业.因此都使用十字平顶,扁圆顶,盤头或六角华司头.
虽然美国国家标准只规定13种标准头型, 但其他头型在商业用途上依然可使用, 如乾墻螺丝所使用之喇叭头,薄饼头及其他依设计使用之特殊头型,制造商可依其他资料制造.
承面 - 支撑或定位结件的部分,通常通过承面来装卸螺丝.承面有两种基本类型,平型承面(与结件杆部垂直)和锥型承面(与结件杆部形成角度)前者在多数情况下为承受作用於结件的负荷力而服务, 後者除延续平型承面相同的功用外,还可用於定位.有锥形承面的结件通常所指的是埋头头型.头型的不同应用,初步取决於承面的功能及头部传送转力矩的能力.
常用平型承面的螺栓和螺栓类型
平头 : 可替代圆头和蘑菇头的新设计,头部低直径大,头部周边圆周沿接表示特性的高型边缘,使其对於高强度的扭矩发挥驱动作用,与穴头在头型方面有微小差别.
圆头 : 是过去最常用的头型.
顶柱头 : 标准的扁圆顶柱头的直径较圆头小,但由於槽深的关系因而比较高,较小的直径使作用於小面积的压力增大,可紧密组合於凸缘及增高的表层.由於在为保证集中性而设置的钻孔模具中打头,它们可以被成功的应用於内钻孔的穴中.
圆顶宽边头 : 因头下内切束缚和减弱了对於电线组成部分的磨损,因而最普遍的应用於电器及收录机中,为中低头型以其较充分的承面提供了较有吸引力的设计类型.
大圆头 : 也称椭圆顶宽边头,是一种低型,巧妙设计的大直径头型.当附加作用的组合公差允许时,可用於覆盖具有较大直径的金属板洞.也可建议用平头替代.
一字槽头型 : 这是一种创造性的防松头型,一旦组合不易解除,但却可用一般标准的螺丝起子起动.这项简单的设计通常可以解决组合中的成本问题,增加生产数量,为制造过程创造惊人的经济利益.
六角承穴头 : 一种具扳手头高兼有六角头型尺寸的结件. 六角形完全由反孔的模具冷间成型,头部顶端有一处明显的凹陷.
六角承穴华司头 : 如标准的六角承穴头型, 但同时在头部基底有一华司面起到保护装配的完成, 以免扳手损坏. 有时候事物的作用远比外观重要.
六角头 : 这是一种扭矩作用於六角头部的标准类型,有将锐利的尖角修整到接近公差范围的特点.可被推荐於一般商业用,也可适用於各种标准的模式和各种螺纹直径.因其必需的第二道工序使其比一般六角承穴贵.
承窝头 : 圆柱体头部内有较深的六角承穴, 常见的有高强度承窝头的Cap Screw. 较深的承穴使高转力矩作用於结件上.
十二点 : 高圆柱体头型上布十二个外点,有华司面承受施予结件的负荷.由於设计上为提供高度的扭矩带来便利, 因此常用於高强度的结件.
梅花头 : 一中等高度的六角小叶型头型兼带华司承面.它的设计包括直面与华司面垂直,扭矩承面在圆形突出的部分(小叶中)传输力矩.这样的设计最高程度的利用了外驱动系统,使力矩能够发挥到极至.高转力矩的传输没有改变头部自身.
常用锥形承面的螺栓和螺栓类型
平顶埋头 - 标准角度为80~82度,用於表面需紧密接合的紧固件.承面部位可提供良好的中心性.
扁圆埋头 - 全称为”Oval Countersunk”,这种头形类似於标准的平顶埋头,但应用更广泛.另外,一个圆形, 整齐的上表面, 设计上也更吸引人.
小平顶埋头 - 和标准的平顶埋头, 扁圆埋头一样, 头角为的80~82度, 只是承头部位要小1/3, 用於简易产品或者特别短的长度.说得详细点,它用於标准的埋头孔,而且非常适用於紧密配合件.
平顶埋头(埋头100度) – 这种特殊的平顶埋头螺丝正逐渐应用於要求紧密配合的表面, 建议用在软的材质上以分解压力於更大和更少角度的表面,特别适用於铝,软塑胶等.
