1、紧固件简介本简介将提供一些工业的基本术语, 在学习这些术语之前, 必须选择一些适当的观念. 在紧固件业界, 一个成功的业务员是销售紧固而不是紧固件本身.紧固件定义 : 将两个或两个以上的对象彼此互相固定的一种机械装置。换句话说, 紧固件是一种五金件, 对用户来说他们本身没有任何价值, 但是合适的运用, 他们就可以满足客户的需要了. 这就是紧固, 紧固是一个系统, 紧固件只是这个系统中的五金件而已, 一个业务员必须学会依据用途, 紧固件功能和紧固系统来思考, 这也就是说, 当一个用户想要紧固两个或两个以上的对象时, 业务员必须理解这种用途, 并且能够建议一种合适的紧固件, 用户关心的是紧固, 而
2、不仅是紧固件. 接下来, 我们来学习紧固件的一些组成, 要想学好这些组成, 就必须遵照应用功能的观念, 永远记得, 除非理解了他的用途, 否则你永远也无法找到他想要的紧固件.每一个紧固件都有几部分组成, 以不同的顺序组合就可以实现一定的功能.1. 尾 Point2. 螺纹 Thread3. 头部 Head4. 驱动系统 Driver Systems5. 其余部分每一组成部分都有数种形式, 可以按构造和功能性来划分. 学习的时候请致力于特定的用途, 这样你就能更好的理解紧固, 永远记得, 用户要买的是紧固而不是紧固件本身. 大多数应用场合, 尾部是紧固件实现功能的第一部分, 它首先接触到工作面.
3、在应用上紧固件开始工作是从尾部开始, 这就是紧固件尾部的作用.尾部启动紧固件可以有以下几个作用 :1、启动螺纹.2、对中或定位.3、穿透.4、钻孔.所有的尾部都有启动螺纹的作用, 许多尾部还另有上面所列作用中的一项.有一些尾部只是启动螺纹, 如下所列.1. 锻尾或墩尾( Die Point or Header Point ) : 打制尾部比较经济的方法是在锻粗时同时打尾, 这样会产生一个倒角, 顶部直径将小于齿根直径. 尾部变形量大约比最大的小径小 10%左右, 角度大约 4050 度, 或 5565 度, 这样在螺纹孔或螺母中至少就很容易启动紧固件.2. 滚尾( Rolled Point )
4、 : 长螺桩或长螺栓, 在制尾时有效的办法是顶部倒角类似于锻尾, 最后一个半螺纹被辗牙机轻微辗制成凹形 , 此种方式较易在钻孔, 螺纹孔或螺母中导入紧固件.3. 推拔尾( Tapered Point ) : 几乎所有的自攻螺丝都是这种尾部( 薄板螺纹, 切削螺纹, 成型螺纹 )这种推拔尾用在于钻孔且孔无螺纹, 紧固件必须自己攻出配合螺纹. 且有一些尾部除了启动螺纹外还可以用来辅助对中或定位.4. 狗尾( Dog Point ) : 尾部截面直径略小于螺纹小径, 通常尾部延伸长度大约是螺纹公称径的三分之二. 狗尾经常用于导入螺纹. 定位同时避免损伤螺纹, 而且能提高生产效率, 减少安装时间.5.
5、 锥尾( Cone Point ) : 一台精密的成型设备可以包括角度在内的任何加工. 比如光整的表面, 精确的长度, 任何希望的外形的尖锐尾部以满足特定需要, 锥尾通常用来定位.下面的一些型式可能被用来对中和或穿透材料.6. 钉尾( Pinch Point or Nail ) : 这是一种耗时不久的方式 , 可以做成 40 度, 60 度或 90 度, 根部断面大致成圆形, 在表面有夹断的痕迹. 用于几块薄板的对中或多个组件安装的前导, 或者较薄钢板的穿透.7. 钻尾( Gimlet Point ) : 钻尾是一种有螺纹的锥形尾, 通常的尖角角度在 40 度50 度中间( 也有 30 度的)
6、, 用于自攻螺丝螺纹如 Type A, TypeAB, 木螺丝, 方头螺钉等. 它可以有对中, 导入螺纹, 攻出螺纹和钻透的作用.下面是一种用在组件的钻孔和攻出螺纹, 导入螺纹的尾部.8. 钻孔螺丝, 自钻孔的自攻螺丝, 它特殊的尾部可以钻透 1/4”厚的金属板, 只要有足够的长度, 好处在于无须预制孔, 无须冲孔, 钻孔和攻螺纹, 节省了组装成本. 多带有惯用的驱动部位.接下来介绍一些尾部物理特性的术语, 用来明确表述一个特定的尾部.1. 尾角( Point Angle ) : 尾部所形成的夹角.2. 尾部直径( Point Diameter ) : 紧固件最末端的直径 , 有时对个别尾部型
7、式也称为”倒角径”.3. 尾长( Point Length ) : 沿紧固件轴向, 从最末端开始的尾部长度有时对一些特殊的尾部形式也叫” 倒角长 ”或”导入长”.螺纹( Thread )现在你应该对紧固件的第一种要素 : 尾部的功能有个整体的概念, 紧固件中参与紧固作用的第二种要素是螺纹.螺纹 - 以圆柱体外表面上的螺纹线为结构类型构成的山形部份.螺纹线的一个例子就是一种圆柱形缠绕线圈弹簧, 例如圆珠笔的弹簧, 所谓螺纹就是沿着一个轴缠绕的倾斜平面以获得机械方面的便利.紧固件中的螺纹的作用就是将旋转运动转变为线型运动. 在紧固件转动同时, 它进入主件直到它达到作用点. 这就是旋转运动转变为线型
8、运动. 通过旋转运动使紧固件到位. 并且正是螺纹使得紧固件获得有用的位置.现在你必须用一些基本螺纹术语来充实你自已.螺纹的侧边 :1. 螺腹( Flank ) : 螺纹侧面.2. 螺峰( Crest ) : 联接螺腹的表面, 距离柱面最远.3. 螺谷( Root ) : 联接相邻两个螺纹的侧面, 与柱面相邻, 紧固件最薄弱的地方, 因为它的截面最小.4. 螺距( Pitch ) : 沿轴向, 从螺纹的一个点到下个螺纹的对应点的距离 .5. 螺腹角( Thread Angle or Flank Angle ) : 螺纹侧面夹角, 几乎所有标准的机械螺纹都是 60 度.6. 大径( Major D
9、iameter ) : 紧固件螺纹的最大直径 .7. 小径( Minor Diameter ) : 螺纹的最小直径.8. 中径( Pitch Diameter 有效径 ) : 内外螺纹互相配合时所假定的一个距离. 其定义为大约是在螺峰与螺腹间的中点位置到另一边螺峰与螺腹间的中点位置的直径.9. 螺纹高( Thread Height ) : 方向垂直于螺纹轴, 数值等于螺峰与螺腹间的距离.10.导程( Lead ) : 沿螺纹旋转一周后获得的直线距离 .11.外螺纹( External Thread ) : 圆柱外表面形成的螺纹. 如 : 螺丝.12.内螺纹( Internal Thread )
10、 : 圆柱内表面形成的螺纹. 如 : 螺帽.13.右手螺纹( Right Hand Thread ) : 当沿着轴向观察时, 这种螺纹会沿着顺时针方向向后倾斜方向结合, 除非另行规定, 基本上所有螺纹都是右手螺纹.14.左手螺纹( Left Hand Thread ) : 这种螺纹会以相对紧固件柄逆时针方向结合 .15.切削螺纹( Cut Thread ) : 这种螺纹是通过采用成形切削工具将材料从表面上移走而形成的, 通常用于内螺纹加工.16.滚制螺纹( Rolled Thread ) : 这种螺纹是由一种成形工具制成的. 当这种工具被压入胚料表面时, 可以沿径向取代材料. 通常用于外螺纹成
11、型. 所有友汇的外螺纹都是由这种办法制成的.17.螺纹结合长度( Length of Engagement ) : 内外螺纹所互相结合的长度.18.螺纹结合比( Percentage of Thread Engagement ) : 内外螺纹所互相结合时自垂直于螺纹轴方向所互相迭合的长度.19.双导程螺纹( Double Lead Thread/Twinfast Thread ) : 一个紧固件在同一柱面上有两个螺纹. 导程(每次旋转获得的距离)等于两个螺距.20.螺纹级数( Class of Thread ) : 螺纹级数是通过公差或指定的公差来区分 . 对内和外螺纹有几个螺纹级数. 它们分
12、别是 1B, 2B, 3B, 1A, 2A, 3A. 种类 2A 及2B 是指定最广泛并适用于商业紧固件.21.每英吋螺纹数 : 螺纹长度每英吋整个螺纹的个数或螺距的个数 .这些是描述螺纹的术语. 标示螺纹时, 第一步所要标示的就是螺纹的大径. 大径在 1/4”或以上规格, 仅通过测量即可知晓具体尺寸. 而对于 1/4”以下的规格则可采用编号的形式 , 而非英制的分数来表示. 机械螺丝的编号从#0 到#12, 木螺丝和自攻螺丝( 仅 Type A 部份 )则从#0 - #18 依次递增 . 每一个编号都有一等值的英制小数相对应, 可以通过测定螺纹的直径而获得一系列不同类型的数值范围. 无论怎样
13、, 只要通过常规的测量仪器, 比如光标卡尺或外径分厘卡就可确定螺纹的规格, 一旦小数的数值确定, 就可通过图表了解到相应所属的编号. 第二步, 即要了解螺丝的每英吋螺纹数, 就像术语本身所提示的, 即表示整个牙长中任何一英寸中螺纹的数量. 这个数据可以直接通过细数螺纹数来获得, 但一种更简单, 更精确的方法则是利用螺纹比对器或牙规来达到目的. 确定每英寸的螺纹数并不需要截取至少一英寸的牙长, 如果半英寸牙长有 10 个螺纹, 该紧固件的每英寸螺纹数即为 20 个. 大径和每英寸螺纹数之间有着诸多特定的联系, 这些联系决定了螺纹的系列属性.螺纹类型是多种多样的, 但在美国工商业市场上真正有意义的
14、螺纹类型并不多, 最主要的四种类型是 : Type A, Type B, 统一制粗螺纹, 统一制细螺纹. 类型的划分是根据它们的粗细程度来制定的, 在相同的大径前提下, 每英寸螺纹数越少, 螺纹越宽.有关螺纹的粗细程度, 有以下两项通用规则 :1. 螺纹越宽, 所形成的螺旋线越陡峭. 即 :(a) 当螺纹线变陡峭时, 起始部分的距离增加( 距离是由转数达成的 ).(b) 当螺纹线变陡峭时, 需要更多的旋转扭矩达成旋转.2. 对于一个既定的螺纹直径, 螺纹越宽, 螺纹高度越高. 即 :(a) 当螺纹高度增加时, 螺纹结合得越紧密( 移动的趋向越小).(b) 对于一个给定的大径, 当螺纹高度增加时
15、, 小径减小 (因横截面面积减小, 降低了最终的锁紧强度).每英寸螺纹数公称直径 A 型 B 型 或 AB 型 粗螺纹 细螺纹0 40 48 - 801 32 42 64 722 32 32 56 643 28 28 48 564 24 24 44 485 20 20 40 446 18 20 32 407 16 19 - -8 15 18 32 3610 12 16 24 3212 11 14 24 281/4 10 14 20 285/16 10 12 18 243/8 10 16 247/16 14 201/2 13 205/8 11 183/4 10 167/8 9 141 8 12T
16、ype A 和 Type B 是自攻螺丝或一般金属板螺丝的常用螺纹类型, Type A具有比 Type B 更宽的螺纹. Type A 螺纹的牙端常有尖锐的锥度, 对于对准和旋紧紧固件都有辅助作用, 而事实上这点就说明了为什么 Type A 比较通用, 螺纹本身就揭示了其对于薄金属板, 木材, 石膏上的充分应用, 但 Type B 螺纹对作用于这些材料也有同等功效.Type B 型的牙端比较钝, 仅有锁紧紧固件的作用. Type B 螺纹除与” Type A 螺纹有相同应用外, 对于厚金属板 , 塑料制品, 模铸件等也大有用武之地 . Type AB 兼有 Type A 和 Type B 的优
17、点, 是三种自攻螺纹中最通用的一种 , 它的尖锥顶端具有帮助旋紧的辅助作用, 同时 Type B 的螺纹类型又适合于各种应用场合. Type AB 的类型因其多用性及节约存储经费的优越性, 已被建议替代 Type A 和 Type B 的螺纹. ( 译注 : 在较新版自攻螺丝标准中 Type A 已不建议使用而由 Type AB 代替 )统一制粗牙和细牙是机械螺丝的螺纹类型, 统一制粗牙具有比细牙更宽的螺纹.细螺纹因其在应用上不如粗螺纹广泛, 因而更易下定义, 当被锁紧的物体较纤细时, 细螺纹就比较适合发挥它的最大结合力度; 当紧固件被用于细微处的调节时, 比如汽化器的调节螺丝或需要高扭力强度
18、的时候 , 它的作用亦见体现. 细螺纹的类型被最广泛的应用在汽车和航天工业上.粗螺纹由于在应用上体现了高度的效用而更受人们青睐, 因为其所增加的螺纹高度减少了紧固件被拉脱出的可能性, 故在锁紧较柔软的材料时特别理想 .通常, 粗螺纹比细螺纹锁紧时移动的可能性小. 同时, 粗螺纹对于需要快速组合的零件亦是十分理想的, 它会有助于加快单位长度的安装时间 . 这都是因为螺纹越宽, 紧固件每一旋转周期的距离(即导程)越长. 当用每分钟 X 转速的起子操作时, 相同规格的紧固件, 粗螺纹会比细螺纹更早到达相对应的位置. 在大量组合的过程中, 时间就是金钱, 这一因素可能会对成本核算造成极大的差异.影响螺
19、纹最后的因素是螺纹的级别. 螺纹级数可用公差等级而相互区别开来, 外螺纹或螺栓是用后缀的”A” 来表示的, 内螺纹则用”B”表示.1A & 1B : 一般商用, 螺纹旋合较松, 适用于快速组装场合.2A & 2B : 大批量普通商用螺栓, 螺帽, 螺丝的标准化生产零件.3A & 3B : 用于高质量的要求, 可使螺纹部分得以较紧密的结合.5 级 : 主要用于螺椿和其接口部位, 旋合需较大的转力矩以使其半永久的组合.螺纹的级数仅适用于机械螺丝的螺纹, 不可用于标示自攻螺丝的螺纹.如果客户未特别标明螺纹级数, 应该就是 2A 或 2B 级, 因为通常 2A 及 2B比较普遍, 而特殊生产所需的 3
20、A 级别比 2A 昂贵许多.螺纹的标示由两或三个要素组成, 取决于讨论的究竟是机械螺丝还是自攻螺丝. 无论是自攻螺丝还是机械螺丝, 所必须要描述的是大径及每英寸螺纹数 , 有书面和口头表达方式两种 : 书面方式 : 螺纹公称直径后加连字符, 然后标明每英寸螺纹数 .口头方式 : 先表述螺纹公称直径, 再说明每英寸螺纹数 .而对于机械螺丝的级数, 就只要表述在最后. 记住, 若无特别标明, 即指 2A.总之, 紧固件螺纹的功效和意义就是将旋转运动转变为直线运动.头型( Heads )这一章节讨论的是螺丝头型及其应用. 特别需要注意的是应用方面的下列描述 : 头型 紧固件一端制成增大形状之部分并构
21、成承面.承面 - 支撑或定位紧固件的部分, 通常通过承面来装卸螺丝.承面有两种基本类型, 平承面(与紧固件杆部垂直 )和锥承面(与紧固件杆部形成角度). 前者在多数情况下为承受作用于紧固件的负荷力而服务, 后者除延续平型承面相同的作用外, 还可用于定位. 有锥承面的紧固件通常所指的是埋头头型.头型的不同应用, 初步取决于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1. 盘头( Pan Head ) : 可替代圆头和大扁头的新设计 , 头部低直径大, 头部外围圆周沿接表示特性的高型边缘, 使其对于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.2. 圆头( Round
22、Head ) : 是过去最常用的头型, 现已被盘头取代而不建议使用.3. 顶柱头( Fillister Head ) : 标准的扁圆顶柱头的直径较圆头小, 但由于槽深的关系因而比较高, 较小的直径使作用于小面积的压力增大, 可紧密组合于凸缘及增高的表层. 由于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于内钻孔的穴中.4. 圆顶宽边头( Binding Head ) : 因头下内切束缚和减弱了对于电线组成部分的磨损, 因而最普遍的应用于电器及收录机中, 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.5. 大扁圆头( Truss Head ) : 也称椭圆顶宽边头, 是一
23、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, 可用于覆盖具有较大直径的金属板洞. 也可建议用盘头替代.6. 单向一字槽头型( One Way Slot Head ) : 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.7. 六角承穴头( Indent Hexgon ) : 一种具扳手头高兼有六角头型尺寸的紧固件. 六角形完全由反孔的模具冷却成型, 头部顶端有一处明显的凹陷.8. 六角承穴华司头( Indent Hexgon Washer Head )
24、: 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.9. 整缘六角头( Hex Head, Trimmed ) : 这是一种扭矩作用于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. 可被推荐于一般商业用, 也可适用于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.10. 承窝头( Socket Head ) : 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于紧固件上.11. 十二点( Twelve Point ) : 高圆柱体
25、头型上分布十二个外点, 有华司面承受施予紧固件的负荷. 由于设计上为提供高度的扭矩带来便利, 因此常用于高强度的紧固件.12. 外梅花头( Torx, External ) : 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.锥形承面1. 平顶埋头( Flat Head ) - 标准角度为 8082 度, 用于表面需紧密接合的紧固件. 承面部位可提供良好的中心性.2. 扁圆埋头( Oval Head ) - 全称为”Oval
26、Countersunk”, 这种头形类似于标准的平顶埋头, 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.3. 承穴平顶, 承穴扁圆埋头( Flat and Oval Heads With Undercut ) - 和标准的平顶埋头, 扁圆埋头一样, 头角为的 8082 度, 只是承头部位高度要小 1/3, 用于简易产品或者特别短的长度. 说得详细点, 它用于标准的埋头孔, 而且非常适用于紧密配合件.4. 平顶埋头(埋头 100 度) 这种特殊的平顶埋头螺丝正逐渐应用于要求紧密配合的表面, 建议用在软的材质上以分解压力于更大和更少角度的表面, 特别适用于铝, 软塑料等
27、.以下是一些关于各种头型的物理性能的描述, 应该逐步掌握.1. 头角( Head Angle ) - 指头部两个承面之间的角度 , 通常为 82 度或 100 度.2. 头径( Head Diameter ) 头部之最大直径.3. 头偏心度( Head Eccentricity ) 紧固件头的轴线与紧固件杆部的轴线之偏心量.4. 头高( Head Height ) 对平承面来说, 头高为从头顶面之最高点到承面间之距离. 对锥形承面来说, 头高为从头顶面最高点到头部与杆部交接处之距离. 对小平顶埋头来说, 头高为从承面的交叉处到凹槽底部之距离. 对扁圆埋头来说, 头高为整个头部的高度.5. 头长
28、( Head Length ) 对矩形或不规则形, 头长为沿着最长对称轴线所量出的长度.6. 头推拔角( Head Taper ) 指头部成型时其侧边或头部侧边和轴线所形成的角度, 它并不适用于传统的埋头, 不应和头角的概念混淆.7. 头宽( Head Width ) 在六角头, 方头或十二棱头二平行面间所量出之长度. 而矩形或不规则形头则为沿着头之最短轴之间所量出之长度.驱动系统( Driver System )通过了解每个元素的功能, 你现在应该知道紧固件的作用. 在一开始的时候, 螺纹的功能是将旋转运动变为直线运动, 直到紧固件处于有用的 , 实用的地位. 而这一点通常与头形有关, 因为
29、头部的功能决定了紧固件的安装和装配.对所有的紧固件来说, 还有另外一个基本要素, 就是驱动系统. 在研究螺纹和头部时, 我们常常要讨论到” 扭矩”. 扭矩是指引起旋转所必须用的力量 , 那也是驱动系统引入紧固件的地方, 而它的功能在于将扭矩从驱动用在紧固件上. 在整个系统中, 扭矩的充分传送是使得紧固件变得实用最重要的一点. 驱动系统在整个安装过程中都要用到, 任何的失败都很明确的意味着客人没有得到合格的紧固件性能.对有螺纹的紧固件来说, 有两种基本的驱动系统, 一个是外部驱动系统, 一个是内部驱动系统. 外部驱动系统其驱动要素是在整个头部, 扳手在外面工作.而内部驱动系统其驱动要素是在紧固件的头部, 扳手在里面操作.外部驱动系统等同于头形 : 六角头, 六角驱动系统 , 十二棱头驱动系统等.驱动系统具有许多性能 :1. 能够传送力矩.2. 脱出防止( Tendency to Cam-Out ).3. 末端施力要求( End-Loading Requirements ).4. 装配方式.5. 制造困难度.6. 工具适用性.
