自工絲螺絲的基本知識(shí)

自工絲螺絲的基本知識(shí)

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頭型 :
緊固件一端制成增大形狀之部分形成的承面. ANSI/ASME B18.6.4對(duì)自攻螺絲規(guī)定了13種標(biāo)準(zhǔn)之頭型. 請(qǐng)參照B18.6.4第1.2段之規(guī)定.對(duì)螺紋成型及螺紋切削自攻螺絲而言,13種中之5種 - 平頂埋頭（ Flat Countersunk ）, 扁圓埋頭（ Oval Countersunk ）, 盤(pán)頭（ Pan ）, 六角及六角華絲頭（ Hex and Hex washer Head ）zui為重要,這五種頭型占了所有自攻螺絲幾乎90%以上, 使用自攻螺絲應(yīng)先考慮此五種頭型.
另五種其它型式為平頂凹承面（ Flat Undercut ）, 平頂整緣（ Flat Trim）, 扁圓凹承面（ Oval Undercut ）, 扁圓整緣（ Oval Trim ）及圓柱頭（ 崗山頭Fillister ）為比較次要頭型, 而香菇頭（ Truss ）, 圓頭（ Round ）及100度平頂埋頭為新設(shè)計(jì)所不取,蓋其功用可為其它頭型所取代,盤(pán)頭可取代香菇頭及圓頭, 82度平頂埋頭可取代100度平頂埋頭.
螺紋滾成自攻螺絲頭型之選擇與上同, 使用主要考慮為平頂,扁圓頂,盤(pán)頭,六角頭及六角華司頭五種.
鉆尾螺絲以平頂,扁圓頂,盤(pán)頭及六角華司頭zui為普遍,六角頭之所以不使用,實(shí)因在鉆孔過(guò)程中,需施壓力于旋緊工具上以支撐工具進(jìn)行鉆孔作業(yè).因此都使用十字平頂,扁圓頂,盤(pán)頭或六角華司頭.
雖然美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定13種標(biāo)準(zhǔn)頭型, 但其它頭型在商業(yè)用途上依然可使用, 如乾墻螺絲所使用之喇叭頭,薄餅頭及其它依設(shè)計(jì)使用之特殊頭型,制造商可依其它資料制造.
承面 - 支撐或定位結(jié)件的部分,通常通過(guò)承面來(lái)裝卸螺絲.承面有兩種基本類(lèi)型,平型承面（與結(jié)件桿部垂直）和錐型承面（與結(jié)件桿部形成角度）前者在多數(shù)情況下為承受作用于結(jié)件的負(fù)荷力而服務(wù), 后者除延續(xù)平型承面相同的功用外,還可用于定位.有錐形承面的結(jié)件通常所指的是埋頭頭型.頭型的不同應(yīng)用,初步取決于承面的功能及頭部傳送轉(zhuǎn)力矩的能力.
常用平型承面的螺栓和螺栓類(lèi)型
平頭 : 可替代圓頭和蘑菇頭的新設(shè)計(jì),頭部低直徑大,頭部外圍圓周沿接表示特性的高型邊緣,使其對(duì)于高強(qiáng)度的扭矩發(fā)揮驅(qū)動(dòng)作用,與穴頭在頭型方面有微小差別.
圓頭 : 是過(guò)去zui常用的頭型.
頂柱頭 : 標(biāo)準(zhǔn)的扁圓頂柱頭的直徑較圓頭小,但由于槽深的關(guān)系因而比較高,較小的直徑使作用于小面積的壓力增大,可緊密組合于凸緣及增高的表層.由于在為保證集中性而設(shè)置的鉆孔模具中打頭,它們可以被成功的應(yīng)用于內(nèi)鉆孔的穴中.
圓頂寬邊頭 : 因頭下內(nèi)切束縛和減弱了對(duì)于電線組成部分的磨損,因而zui普遍的應(yīng)用于電器及收錄機(jī)中,為中低頭型以其較充分的承面提供了較有吸引力的設(shè)計(jì)類(lèi)型.
大圓頭 : 也稱橢圓頂寬邊頭,是一種低型,巧妙設(shè)計(jì)的大直徑頭型.當(dāng)附加作用的組合公差允許時(shí),可用于覆蓋具有較大直徑的金屬板洞.也可建議用平頭替代.
一字槽頭型 : 這是一種創(chuàng)造性的防松頭型,一旦組合不易解除,但卻可用一般標(biāo)準(zhǔn)的螺絲起子起動(dòng).這項(xiàng)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)通?？梢越鉀Q組合中的成本問(wèn)題,增加生產(chǎn)數(shù)量,為制造過(guò)程創(chuàng)造驚人的經(jīng)濟(jì)利益.
六角承穴頭 : 一種具扳手頭高兼有六角頭型尺寸的結(jié)件. 六角形*由反孔的模具冷間成型,頭部頂端有一處明顯的凹陷.
六角承穴華司頭 : 如標(biāo)準(zhǔn)的六角承穴頭型, 但同時(shí)在頭部基底有一華司面起到保護(hù)裝配的完成, 以免扳手損壞. 有時(shí)候事物的作用遠(yuǎn)比外觀重要.
六角頭 : 這是一種扭矩作用于六角頭部的標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型,有將銳利的尖角修整到接近公差范圍的特點(diǎn).可被推薦于一般商業(yè)用,也可適用于各種標(biāo)準(zhǔn)的模式和各種螺紋直徑.因其必需的第二道工序使其比一般六角承穴貴.
承窩頭 : 圓柱體頭部?jī)?nèi)有較深的六角承穴, 常見(jiàn)的有高強(qiáng)度承窩頭的Cap Screw. 較深的承穴使高轉(zhuǎn)力矩作用于結(jié)件上.
十二點(diǎn) : 高圓柱體頭型上布十二個(gè)外點(diǎn),有華司面承受施予結(jié)件的負(fù)荷.由于設(shè)計(jì)上為提供高度的扭矩帶來(lái)便利, 因此常用于高強(qiáng)度的結(jié)件.
梅花頭 : 一中等高度的六角小葉型頭型兼帶華司承面.它的設(shè)計(jì)包括直面與華司面垂直,扭矩承面在圓形突出的部分（小葉中）傳輸力矩.這樣的設(shè)計(jì)zui高程度的利用了外驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),使力矩能夠發(fā)揮到極至.高轉(zhuǎn)力矩的傳輸沒(méi)有改變頭部自身.
常用錐形承面的螺栓和螺栓類(lèi)型
平頂埋頭 - 標(biāo)準(zhǔn)角度為80~82度,用于表面需緊密接合的緊固件.承面部位可提供良好的中心性.
扁圓埋頭 - 全稱為”Oval Countersunk”,這種頭形類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)的平頂埋頭,但應(yīng)用更廣泛.另外,一個(gè)圓形, 整齊的上表面, 設(shè)計(jì)上也更吸引人.
小平頂埋頭 - 和標(biāo)準(zhǔn)的平頂埋頭, 扁圓埋頭一樣, 頭角為的80~82度, 只是承頭部位要小1/3, 用于簡(jiǎn)易產(chǎn)品或者特別短的長(zhǎng)度.說(shuō)得詳細(xì)點(diǎn),它用于標(biāo)準(zhǔn)的埋頭孔,而且非常適用于緊密配合件.
平頂埋頭（埋頭100度） – 這種特殊的平頂埋頭螺絲正逐漸應(yīng)用于要求緊密配合的表面, 建議用在軟的材質(zhì)上以分解壓力于更大和更少角度的表面,特別適用于鋁,軟塑料等.
發(fā)展（Evolution） : 自1914年自攻螺絲開(kāi)始商品化.*次之設(shè)計(jì)─主要源自木螺絲─系屬可滲碳鋼錐尾A型螺紋成型螺絲.當(dāng)時(shí)主要之用途是用在空調(diào)系統(tǒng)導(dǎo)管上鐵皮之接合,因此又叫做鐵皮螺絲.經(jīng)過(guò)80余年之發(fā)展,共可分為四個(gè)時(shí)期─螺紋成型、螺紋切削、螺紋滾成及自鉆。
螺紋成型自攻螺絲（Thread Forming Tapping Screws）─系直接由鐵皮螺絲發(fā)展而來(lái), 螺紋成型自攻螺絲使用時(shí)須預(yù)先鉆孔,再將螺絲旋入孔中,強(qiáng)力擠出配合陰螺紋,而原來(lái)在陰螺紋位置上之材料將被擠到陽(yáng)螺紋之間,此謂之螺紋成型自攻螺絲.僅可適用于薄且具有可塑性之材料,因此又發(fā)展出;螺紋切削自攻螺絲（Thread Cutting Tapping Screws）─在螺紋之尾端切割出一或多道之切削口,使能在旋入預(yù)鉆孔時(shí),利用螺絲尾部及牙部以類(lèi)似螺絲攻的方式切削出配合陰螺紋.它可以用在厚板,比較堅(jiān)硬或易碎等不易塑造之材料,.
螺紋滾成自攻螺絲（Thread Rolling Tapping Screws）─三角牙自攻螺絲,又稱為T(mén)ype TT（Type Tai 目前仍有）系基于成型螺絲攻之原理發(fā)展而成,螺紋滾成自攻螺絲具有特殊設(shè)計(jì)之螺紋及尾端使螺絲可以在斷續(xù)之壓力下自行滾成配合之陰螺紋.同時(shí)在孔周?chē)牧峡梢愿p易的填補(bǔ)自攻螺絲螺紋及牙底之空間,由于其磨擦力較螺紋成型自攻螺絲為小,因此可以使用在更厚之材料上,旋轉(zhuǎn)所需之扭矩更好控制,且組合后強(qiáng)度更高.螺紋滾成自攻螺絲其工程標(biāo)準(zhǔn)定義比成型或切削自攻螺絲在材料,熱處理,強(qiáng)度上之定義更高且更為明確,使得螺紋滾成自攻螺絲成為真正的”構(gòu)造用”扣件.
鉆尾自攻螺絲（Self Drilling Tapping Screws）─又稱為T(mén)ec,在組裝自攻螺絲之所有過(guò)程中,zui耗費(fèi)成本的是預(yù)鉆孔的準(zhǔn)備.自攻螺絲的使用,必需先鉆孔.而且孔徑也必需限制.無(wú)需預(yù)鉆孔而在某些方面可以節(jié)省成本.這就是集鉆, 攻, 旋緊于一次作業(yè)的鉆尾自攻螺絲.鉆尾螺絲的表面硬度及心部硬度比一般自攻螺絲高一點(diǎn),這是因?yàn)殂@尾螺絲多了一個(gè)鉆孔之作業(yè),另外鉆尾螺絲尚需作貫穿試驗(yàn),用以測(cè)試螺絲可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)鉆孔并攻出螺紋.上述為四種主要自攻螺絲之設(shè)計(jì)及發(fā)展過(guò)程,另有兩種為特殊螺紋設(shè)計(jì)之螺絲,*種為;高低牙自攻螺絲（High – Low Tapping Screws）─使用在塑料或其它低密度材料。雙螺紋設(shè)計(jì),高螺紋（ 牙部外徑較大）具有更平更尖銳螺紋角為30度之螺紋型式.低螺紋（牙部外徑較小）具有一60度之螺紋角,牙高只有高螺紋的一半.高低螺紋之組合設(shè)計(jì)降低了旋轉(zhuǎn)扭矩,改善了拉出強(qiáng)度,大幅降低了組合工件破裂的危險(xiǎn)性另一種用在建筑工業(yè)上乾墻（Drywall）之組裝用途上.,具有此類(lèi)螺紋設(shè)計(jì)之自攻螺絲特別適合于塑料,零件板及木頭.
另一種為;雙螺紋自鉆尾喇叭頭自攻螺絲（Twin Lead Self Drilling Point Tapping Screws） ─組裝時(shí)可以輕易旋入乾墻,在鋼鐵牙條上自鉆一洞并攻出配合之陰螺紋.其喇叭頭具凹入之承受面可以在旋入時(shí)不至于破壞到壁紙或石膏表面.大多數(shù)之自攻螺絲均屬于商業(yè)用途, 例如當(dāng)自攻螺絲以組合螺絲（ SEMS ）提供時(shí),可以提供更緊密之服務(wù).而螺絲如具有粗細(xì)螺紋特殊設(shè)計(jì)者則系著眼于組裝后之防松.
螺紋型式 : 標(biāo)準(zhǔn)自攻螺絲辨識(shí)字符，包括代表螺紋及尾部型狀之符號(hào).自攻螺絲有一個(gè)或兩個(gè)代表螺紋的字符用以代表機(jī)械螺紋或?qū)捖菁y（ SPACED ）.如帶有辨識(shí)字符”Ｂ”代表為寬螺紋螺絲. 無(wú)”Ｂ”者代表為機(jī)械螺紋.尾端代表字符用以區(qū)分自攻螺絲為螺紋成型,切削,滾成或自鉆.
機(jī)械螺紋與英美統(tǒng)一螺紋一樣具有60度之螺紋角及粗,細(xì)螺紋相同之螺距,如果在拆卸后螺絲遺失或有需要的話,可以用標(biāo)準(zhǔn)螺紋扣件代替之.
寬螺紋具有一60度之螺紋角但其螺距則較寬,而因其寬螺距之故,其螺紋較陡因此其螺紋導(dǎo)程比機(jī)械螺紋為大.另有一種專使用于塑料上的螺紋,其螺紋角度為48度,俗稱PT牙螺絲.
螺紋成型自攻螺絲A,AB, B, BP, C等型式目前已逐漸為螺紋滾成自攻螺絲所取代,故在新設(shè)計(jì)中不建議使用. AB, B, BP不同處僅在尾部形狀, AB有一個(gè)螺紋錐尾, B有一個(gè)鈍尾, BP有一個(gè)無(wú)螺紋之錐尾,尖尾中心進(jìn)入預(yù)鉆孔并開(kāi)始使螺紋成型.螺紋切削自攻螺絲有BF, BP, D, F, G及T等形式, BF, BP為寬螺紋, 其余為機(jī)械螺紋.
辨識(shí)字符不同點(diǎn)在于其切削尾.每一種切削尾都有一個(gè)可以收集切削下廢料之形狀. 如果自攻螺絲旋入盲孔（ 不貫通之孔 ）,則其碎片將殘留且密封于孔底. 但如攻入貫通孔時(shí), 則廢料將掉在工件的另一邊. 所以在選擇本型式自攻螺絲時(shí)必需考慮及此, 廢料可能會(huì)造成污染, 掉進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)中之零件或使電子基板無(wú)法運(yùn)作.
所有螺紋滾成自攻螺絲均為機(jī)械螺紋, 與英美統(tǒng)一螺紋粗牙一樣,請(qǐng)參閱SAE J81規(guī)定.公制螺紋請(qǐng)參閱SAE J1237及DIN7500規(guī)定.
鉆尾自攻螺絲有切削寬螺紋BSD及機(jī)械螺紋CSD兩種型式.另尚有特殊螺紋型式,包含高低雙螺紋,同時(shí)各種攻鉆尾亦適用.因?yàn)楣ャ@尾及螺紋性質(zhì),鉆尾螺絲不適用于盲孔作業(yè).在組裝自鉆螺絲時(shí),鉆尾需*穿透工件后方可進(jìn)行螺紋之切削或成型,所以通常會(huì)有一些碎屑,如果又使用螺紋切削型螺紋,更免不了有碎屑.因此實(shí)用上必需考慮此一問(wèn)題.有關(guān)于BSD及CSD鉆尾螺絲請(qǐng)參閱SAE J78及DIN7504（寬螺紋）之規(guī)定.
自攻螺絲螺紋zui重要的是牙部外徑,如果過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致組裝扭矩加大,如果過(guò)小,螺紋剪斷強(qiáng)度會(huì)降低,而此一特性可以很輕易地由分厘卡或卡規(guī)測(cè)定而出,除了此一特性外,自攻螺絲不需任何螺紋量測(cè),其理甚明,配合陰螺紋乃自攻螺絲攻鉆而成,可以自行配合,因此無(wú)需任何配合上之量測(cè),雖然如此,但制造上仍須注意ANAI/ASME B18.6.4的規(guī)定:Ｃ.Ｄ.Ｆ.Ｇ和Ｔ型：其本身尺寸不得低于2A螺紋之zui小有效徑,也不可大于zui大牙外徑.所以有時(shí)客戶會(huì)依此規(guī)定要求.當(dāng)要求時(shí),由于有割溝的限制,環(huán)規(guī)無(wú)法順利檢驗(yàn),在螺紋的量測(cè)上須使用螺紋指示規(guī).另有兩項(xiàng)自攻螺絲螺紋特性值得一提的是 :
螺紋成型之自攻螺絲由于其配合螺紋是擠壓成型,因此螺絲之牙底徑必需略小于預(yù)鉆孔, 以便有空間容納工件上被擠壓而出之材料.而且螺紋之剪斷強(qiáng)度也會(huì)較大.螺紋切削之自攻螺絲由于其配合螺紋是切削成型,因此螺絲之牙底徑必需略等于預(yù)鉆孔,而其預(yù)置扭矩較小,破斷強(qiáng)度及拉出強(qiáng)度也比較低.
每寸牙數(shù)越多,組裝時(shí)所需擠壓或切削之材料就越多.因此機(jī)械螺紋一般比寬螺紋需更大之扭矩.但牙數(shù)越多,組裝后之剪斷強(qiáng)度越大,抗螺紋破斷及螺絲拉出越佳.
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Drive System） :
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),它的功能在于驅(qū)動(dòng)及傳送力矩將緊固件結(jié)合及松開(kāi).在整個(gè)系統(tǒng)中,扭矩的充分傳送是使得緊固件變得實(shí)用zui重要的一點(diǎn).對(duì)有螺紋的緊固件來(lái)說(shuō),有兩種基本的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 一個(gè)是外部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),一個(gè)是內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).外部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其驅(qū)動(dòng)要素是在整個(gè)頭部,扳手在外面工作.而內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其驅(qū)動(dòng)要素是在緊固件的頭部,扳手在里面操作.一般而言, 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)型對(duì)螺絲而言允許較高之扭矩.
外部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的頭形 : 六角頭, 六角驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 十二棱頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等.
一字槽是zui古老的一種槽型,對(duì)所有的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)這也是zui普遍的,割溝制造方式有兩種 : 一種是在完整頭型之螺絲上以割溝機(jī)械修出割溝,另一種則是在成型鍛造時(shí)一次成型.一次成型割溝比較經(jīng)濟(jì),因?yàn)樗鼰o(wú)需二次加工,但在某些方面仍有問(wèn)題,例如六角頭或六角華司頭使用直接成型, 則由于凹陷（ Indented ）處之故將使割溝深難以測(cè)量,更嚴(yán)重 的是會(huì)減少螺絲與起子的接合面,直接成型用在圓頭時(shí),接合面不變,但是成型壓力將迫使頭徑加大,特別是在割溝處兩側(cè),在某些頭型使用直接成型時(shí),頭部尺寸相當(dāng)難以控制.
割溝為凹陷的一種型式,對(duì)所有頭型除了平頂整緣及扁圓頂整圓外都是標(biāo)準(zhǔn)型式,對(duì)每種頭型之割溝尺寸規(guī)定在B18.6.4. 割溝特別適合于手工組合,但不適合半自動(dòng)或全自動(dòng)裝配.這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效果取決于頭部的高度和平整度,像平頭和崗山頭,這是因?yàn)轭^高越大,割槽越深,而頭部越平整,驅(qū)動(dòng)力就會(huì)更靠近頭部的外緣,扭矩更有效.若在實(shí)際應(yīng)用時(shí),要求更高的扭矩,剪切是一個(gè)問(wèn)題.即使是較深的結(jié)合,在驅(qū)動(dòng)起子和一字槽之間也很難找到很好的配合.而目前存在于驅(qū)動(dòng)器和緊固件之間的空隙,會(huì)引起不垂直性.當(dāng)驅(qū)動(dòng)器在外力作用下沒(méi)有垂直時(shí),起子會(huì)損壞一字槽的邊緣而引起剪切. 頭部越小或者越圓,這種現(xiàn)象越容易發(fā)生.一字槽不太適用于快速安裝,例如裝配在線,驅(qū)動(dòng)起子會(huì)從槽的一端滑到另一端, 如果驅(qū)動(dòng)起子的中心基本和緊固件的中心對(duì)齊,則驅(qū)動(dòng)起子有效.如果沒(méi)有對(duì)齊,那肯定會(huì)導(dǎo)致頭部損壞,同樣,驅(qū)動(dòng)起子也可能旋落到表面,直接作用在緊固件上,引起損壞.隨著扭矩加大的需要,也要求加載以防止剪切.
一字槽不存在制作問(wèn)題,但在大多數(shù)情況下,也確實(shí)需要第二次割槽成形,驅(qū)動(dòng)起子的有效性目前并沒(méi)有問(wèn)題.一字槽zui適用于那些不要求高扭矩的地方,尤其是那些需要在許多不同的環(huán)境下裝卸和調(diào)整的,的例子就是化油器上的調(diào)整螺絲.同樣這種槽型也常用在易消耗的,需修理和拆卸的緊固件上,例如 : 割草機(jī), 旋轉(zhuǎn)設(shè)備等等.
為了因應(yīng)自動(dòng)化裝配的大量采用而發(fā)展出一些凹陷頭型,其保留了高扭矩,作業(yè)容易且高速裝配,同時(shí)有相當(dāng)多之頭型使用相當(dāng)普遍, B18.6.4承認(rèn)了其中三種型式為標(biāo)準(zhǔn).均為十字穴, 分別為型I 十字（ Philips ）, 型IA米字（ Pozidriv ）, 型II （ Frearson ）. 尺寸請(qǐng)參照18.6.4規(guī)定.型IIzui早發(fā)展出來(lái),接下來(lái)是型I, 型IA則為型I之改良型, 其中型I及型IAzui為普遍,型II則需求越來(lái)越少.十字槽源自十字形槽穴范疇, 像十字路口.十字槽的邊傾斜交于槽底部的中間, 通常位于緊固件頭部的中心.它相對(duì)比較深,能夠幫助驅(qū)動(dòng)起子校正.有時(shí)槽深已經(jīng)到達(dá)緊固件的頸部,在這種情況下,緊固件的強(qiáng)度極限被潛在的削弱.它僅適用于從低到中的扭矩需要,因?yàn)樗臒o(wú)法避免的易滑出性,這也是由槽形的斜邊造成的.總的來(lái)說(shuō),每英寸1.7磅 - 1磅的扭矩,不會(huì)引起滑出,但超過(guò)這個(gè)數(shù)值的扭矩作用在十字槽上時(shí), 就會(huì)導(dǎo)致滑出,惡性循環(huán).許多時(shí)侯, 這種惡性循環(huán)會(huì)使得緊固件的槽形*失去工作能力.這種惡性循環(huán)同樣會(huì)引起驅(qū)動(dòng)起子的損耗,在很多情況下工具的壽命都會(huì)縮短, 增加成本.十字槽具備良好的校正性,適用于自動(dòng)裝配線.制作上沒(méi)有任何問(wèn)題, 在頭部成形時(shí)一次成形,不需要再做第二次加工.工具應(yīng)用廣泛.適用于手動(dòng)和自動(dòng)裝配在線低扭矩要求的埸合, 例如 : 超薄鋼板到薄鋼板, 薄鋼板到軟木, 軟塑料.FREARSON RECESS是另一種十字槽, 俗稱“reed & price”槽. （參照18.6.4型II規(guī)定）它的設(shè)計(jì)非常類(lèi)似于十字槽,但是槽的邊是垂直的,而且底部是尖的.因?yàn)檫@些細(xì)微的差別, FREARSON具有比十字槽更*的驅(qū)動(dòng)性能,但也同樣會(huì)有一些缺點(diǎn),會(huì)有滑出現(xiàn)象.這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠用于低到中扭矩要求的埸所,扭矩越大,槽形和工具損壞程度越大,目前制作沒(méi)有問(wèn)題.
由于這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用不是很廣泛,相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)有限,在評(píng)估時(shí)需考慮到這一點(diǎn).凡是十字槽能夠使用的地方, FREARSON也能夠使用, 有些埸合不適宜用十字槽的,也可以用.
米字槽是一種十字形槽穴, 它是在克服上述兩種槽形的缺點(diǎn)上發(fā)展起來(lái)的.基本設(shè)計(jì)類(lèi)似于十字槽, 但有額外的凹槽, 俗稱”肋骨”.適用于低到中扭矩要求的埸所, 相對(duì)于前兩種槽形有很大的改善, 能夠大大減少滑出的機(jī)率.米字槽也要求end-loading以防止滑出,但可以承受更高的扭矩而不會(huì)傷害槽和驅(qū)動(dòng)起子.由于其基本設(shè)計(jì)類(lèi)似于十字槽,也具有良好的中心度, 適用于自動(dòng)裝配線.米字槽的成型工藝類(lèi)似于十字槽, 也是在頭部成形時(shí)一次成形,不需要第二次加工.工具容易獲得,但要獲得*效果,應(yīng)使用米字槽工具,有些人嘗試著用十字槽驅(qū)動(dòng)工具,但效果并不好.由于米字槽的*性, 凡是上述兩種槽形能夠應(yīng)用的埸合,它都能用.也能用在較大的扭矩, 例如重型薄板和薄板,螺紋切割機(jī)和螺紋成型機(jī),可塑性材料做的緊固件,和自動(dòng)機(jī)器上的要求低扭矩的螺絲.
六角穴承窩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正如他的名字所表示的,在緊固件的頭部有一個(gè)六角形穴, 常用Socket head cap screws”, 一種高強(qiáng)度緊固件.六角穴適用于高扭矩的埸合.對(duì)這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),滑出不是問(wèn)題, 但由于驅(qū)動(dòng)扳手和緊固件之間的結(jié)合特性,只用過(guò)幾次,穴和扳手就會(huì)變形.為了保證結(jié)合,穴和工具的尺寸都有一個(gè)通用的公差, 但這也只能減少實(shí)際表面接觸,和設(shè)施損耗. 這種類(lèi)型的緊固件價(jià)格較高,如果用在那些需要經(jīng)常拆卸的埸合,將大大增加成本.制作工藝上沒(méi)有大問(wèn)題,為一次成形. 在這之前,六角穴需要經(jīng)過(guò)兩道制程成形 - 鉆孔和沖孔.適用的工具稱為”六角扳手”, 分為兩大類(lèi), 短臂和長(zhǎng)臂. 六角扳手是六角形棒鋼彎曲成L形,對(duì)于固定的尺寸,長(zhǎng)臂扳手長(zhǎng)度比例比短臂扳手要大,其有效性沒(méi)有問(wèn)題.在自動(dòng)裝配在線,也會(huì)用六角起子來(lái)驅(qū)動(dòng).六角穴通常用于高扭矩的埸合,使用狀況是否理想很大程度上取決于反覆使用的次數(shù),對(duì)于需頻繁拆卸的緊固件,它并不經(jīng)濟(jì),因?yàn)椴酆凸ぞ咭鬃冃?增加成本.六角穴多用于中型設(shè)備和重型設(shè)備上裝配用的高強(qiáng)度緊固件.
齒狀六角穴頭（SPLINE RECESS）基本上是圓形的, 在承窩內(nèi)與緊固件軸平行的方向內(nèi)有六個(gè)直角肋.齒狀六角穴頭的應(yīng)用與六角穴頭的應(yīng)用是一樣的, 是用于高扭矩場(chǎng)合. 它的設(shè)計(jì)確是使六角穴頭及工具的磨損降低到zui小.齒狀六角穴頭的主要缺點(diǎn)是在制造穴頭及工具上. 穴頭由于其設(shè)計(jì)復(fù)雜, 必須在緊固件打頭時(shí)成形. 由于其有許多尖銳角度,所以生產(chǎn)時(shí)極難控制在要求的公差內(nèi).生產(chǎn)中用于制造穴頭的工具壽命極短,因此一般會(huì)增加緊固件成本.對(duì)于生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)工具來(lái)說(shuō),也有同樣的問(wèn)題.由于有限,齒狀六角穴驅(qū)動(dòng)工具比前述任何驅(qū)動(dòng)工具難以買(mǎi)到.齒狀六角穴頭應(yīng)用于高扭矩
場(chǎng)合, 但由于制造困難經(jīng)常產(chǎn)生供應(yīng)問(wèn)題 - 尤其需求量大時(shí). 當(dāng)選用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)把供應(yīng)短缺考慮進(jìn)去.TORX RECESS （梅花穴頭） : 梅花穴頭是Camcar公司設(shè)計(jì).它的設(shè)計(jì)解決了所有上述穴頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題.梅花穴頭是一種六角葉片設(shè)計(jì),具有直的內(nèi)邊及較淺的穴頭. 這種設(shè)計(jì)的扭矩傳遞是面支撐而不是像大部分穴頭的點(diǎn)支撐. 因此可使扭矩傳遞的效率提高.直邊可消除扭轉(zhuǎn)時(shí)的滑動(dòng)趨勢(shì)及端部負(fù)荷.這些均使梅花穴頭在實(shí)踐中有的驅(qū)動(dòng)結(jié)合以傳遞扭矩.事實(shí)上由于梅花穴頭一般比其它穴頭淺,這意味著扭緊力不會(huì)因?yàn)檠^深度而產(chǎn)生損失.這種設(shè)計(jì)有著極其優(yōu)良的特性使它成為自動(dòng)裝配在線理想的工具.在制造中亦無(wú)問(wèn)題.穴頭是在打頭進(jìn)程中成形的.由于梅花穴頭有著許多圓弧,而不是直角,制造工具磨損也不明顯.嚴(yán)格的公差保證了zui大的結(jié)合.
另外梅花穴頭有多個(gè)商可為用戶提供多種貨源.工具可從許多來(lái)源獲得.梅花穴頭對(duì)任何扭矩應(yīng)用要求, 無(wú)論對(duì)手動(dòng)或自動(dòng)裝配均是極適用的. 它的設(shè)計(jì)可消除滑動(dòng), 因此可傳遞更大的扭矩,更長(zhǎng)的穴頭壽命及制造工具壽命.這些優(yōu)點(diǎn)均可降低緊固件的成本.梅花穴頭可以應(yīng)用于大扭矩場(chǎng)合,尤其是重復(fù)使用,如重型機(jī)器及設(shè)備. 梅花穴頭可用于自動(dòng)裝配.這是因?yàn)檠^不會(huì)因變形而需返工, 工具有很長(zhǎng)的使用壽命,工人疲勞導(dǎo)致的操作錯(cuò)誤也因此而減少.在應(yīng)用中及自動(dòng)工業(yè)上, 梅花穴頭正越來(lái)越受歡迎. 梅花穴頭適用于幾乎任何高速裝配的場(chǎng)合.
外六角 : 外六角驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是通用頭型并被廣泛應(yīng)用.它被用于多種扭矩要求的自動(dòng)裝配.其適用于中, 低扭矩場(chǎng)合.在高扭矩場(chǎng)合,同六角穴頭的問(wèn)題是一樣的.這樣緊固件頭部將變形且驅(qū)動(dòng)工具會(huì)磨損.因?yàn)閴毫Χ鴮?dǎo)致的裂紋,用于驅(qū)動(dòng)六角頭的套筒壽命經(jīng)常很短. 這將大大增加緊固件的成本.有兩種類(lèi)型的六角頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng). 它們的制造不同. 六角凹頭（INDENT HEX）是一種經(jīng)濟(jì)的頭型.它是打頭時(shí)一并成型的, 無(wú)需兩次工序. 整緣六角頭（TRIMMED HEX）是較貴的一種.打頭后,再第二道工序加工六角面. 這會(huì)使角度更尖銳, 有利使用性能并且外觀好看. 另外, 兩種類(lèi)型的六角頭有時(shí)頭部會(huì)開(kāi)槽, 這樣有必要時(shí)亦可用起子驅(qū)動(dòng).驅(qū)動(dòng)工具相當(dāng)普及.外六角適用于手動(dòng), 自動(dòng)裝配的中, 低扭矩使用場(chǎng)合.額定扭矩一定要記住. 當(dāng)緊固件及其驅(qū)動(dòng)工具變形時(shí), 其余系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)重新檢查. 外六角頭緊固件在各種鋼板的裝配非常有用.十二棱頭 : 十二棱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是高強(qiáng)度外扳手系統(tǒng)主要用于飛機(jī)工業(yè).十二棱設(shè)計(jì)是基于圓柱加上適度的頂點(diǎn) - 正如名稱所指 - 十二棱. 當(dāng)用于飛機(jī)工業(yè)時(shí),會(huì)沿頭部中心鉆孔至頭部高度的2/3高處以減少重量.十二棱主要用于高強(qiáng)度緊固件.這種緊固件應(yīng)用于大扭矩場(chǎng)合.這種頭部的驅(qū)動(dòng)是使用相同結(jié)構(gòu)的套筒.十二棱系統(tǒng)一般優(yōu)于外六角系統(tǒng),但缺點(diǎn)是一樣的. 緊固件驅(qū)動(dòng)結(jié)合主要是在棱上而不是在面上. 當(dāng)重復(fù)使用時(shí), 棱易于磨損變成圓形而使緊固件扭轉(zhuǎn)不動(dòng). 驅(qū)動(dòng)套筒還有一個(gè)缺點(diǎn). 因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)緊固件所承受的扭矩反作用在套筒內(nèi)壁而導(dǎo)致開(kāi)裂.這種緊固件本身很貴, 該缺點(diǎn)亦增加其成本.十二棱結(jié)構(gòu)的制造比許多其它類(lèi)型的結(jié)構(gòu)難, 但它亦是打頭中成型的.一般可取得驅(qū)動(dòng)工具.十二棱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)商業(yè)上用于高強(qiáng)度場(chǎng)合. 尤其用于COUNTERBORE場(chǎng)合, 重型機(jī)器及設(shè)備以及飛機(jī)上.外梅花頭 : 梅花驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適用于所有外扳手驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合.梅花型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)是六角葉狀, 有平行于緊固件軸線直邊, 高度適中. 葉狀在驅(qū)動(dòng)時(shí)是面接觸而不像其它大多數(shù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸. 這使驅(qū)動(dòng)力矩傳遞更有效率.梅花外驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可用于任何扭矩要求, 但它zui適用與高, 中扭矩場(chǎng)合.它的快速, 方便與驅(qū)動(dòng)工具自動(dòng)及結(jié)合使它極適合于自動(dòng)裝配外梅花頭型像其它外頭型一樣用套筒驅(qū)動(dòng). 由于它是用支撐面有效傳遞扭矩, 套筒基本上不會(huì)損壞, 因此節(jié)約了驅(qū)動(dòng)工具之成本, 從而大大降低高速, 大量應(yīng)用時(shí)的緊固件成本.緊固件頭部即使重復(fù)使用也絕不會(huì)變形. 這節(jié)約了在裝配時(shí)的緊固件成本, 服務(wù)及返工.梅花設(shè)計(jì)頭部易在嚴(yán)格公差內(nèi)成型, 所有制造也沒(méi)有問(wèn)題.工具也可從幾個(gè)大的度很高的買(mǎi)到.這種頭型是解決自動(dòng)裝配問(wèn)題包括工具損壞及緊固件變形的方法. 梅花驅(qū)動(dòng)適用于在手動(dòng)或自動(dòng)裝配要求高扭矩的大多場(chǎng)合.梅花頭可適用于裝配,汽車(chē),重型機(jī)器及設(shè)備等. 梅花頭極適用于螺紋切削和螺紋成型自攻螺絲. 這時(shí)多余扭矩是必須的場(chǎng)合. 梅花頭用途是多種多樣的.
螺絲長(zhǎng)度 : 對(duì)在組裝時(shí)保證螺絲*螺紋與結(jié)合件厚度之配合而言, 螺絲長(zhǎng)度選擇非常重要. 平均螺絲長(zhǎng)度應(yīng)等于結(jié)合長(zhǎng)（ 組件總厚度 ）加上螺絲尾端. 螺絲尾端為非*螺紋部份再加上螺紋成型螺絲AB或BP型錐尾長(zhǎng)度或鉆尾螺絲鉆尾長(zhǎng)度. 這些不同錐尾或鉆尾長(zhǎng)度各規(guī)范均有規(guī)定,
其.例如我們要使用1/4”-20盤(pán)頭螺紋成型自攻螺紋來(lái)組裝一0.25”厚及一0.21”厚之平板, 螺絲尾端zui大長(zhǎng)度為0.175”, 螺絲長(zhǎng)度公差為+0 -0.03”.則螺絲長(zhǎng)度應(yīng)為0.25+0.21+0.175+0.03 = 0.665”. 因此應(yīng)使用3/4”長(zhǎng)之螺絲. 此時(shí)結(jié)合后暴露于另一端之長(zhǎng)度為0.75-0.21-0.25 = 0.290”, 自攻螺絲一般適合于1/8”長(zhǎng)度之增加.
材料, 熱處理,zui終處理及機(jī)械性能要求 : 自攻螺絲可由碳鋼,不銹鋼,銅或鋁制造.而碳鋼自攻螺絲占了絕大部份,甚至超過(guò) 95%,鋼鐵材料以外材質(zhì)之自攻螺絲緊在JIS B1055附屬書(shū)2中有機(jī)械性能（硬度及扭力強(qiáng)度）的規(guī)定,其余并無(wú)國(guó)家規(guī)范或其它*規(guī)范,對(duì)于機(jī)械性能一般由采購(gòu)者和制造廠商協(xié)議而定.因此本文所討論之問(wèn)題,幾乎集中在碳鋼材料.
材料 : 碳鋼自攻螺絲由低碳鋼所制成,當(dāng)客戶有要求時(shí),亦有使用中碳鋼制造者.但大部份使用C1018 – C1022材料（這是因?yàn)楹剂恳?.15%以上在熱處理上起作用）.原材料線材大都經(jīng)伸線→退火或球化→精伸線等過(guò)程以符合其成型條件.規(guī)定材料成份如下:
1.公制螺絲并無(wú)特別要求及限制其化學(xué)成份.
2.爐內(nèi)分析只提供訂單信息用.制品檢查為考慮螺絲心部的碳化物之偏析.
4.2 熱處理 : 自攻螺絲需經(jīng)滲碳熱處理以獲得非常硬之表面以便進(jìn)行螺紋攻入成型或切削.經(jīng)滲碳及調(diào)質(zhì)熱處理后,規(guī)范上所要求之機(jī)械特性有:
表面硬度 : 一般自攻螺絲滲碳后表面應(yīng)有45 HRC以上之硬度,以便能攻入鐵板中.鉆尾螺絲的表面硬度及心部硬度要比一般自攻螺絲高一點(diǎn)（J78要求表面硬度須有50~56HRC）,這是因?yàn)殂@尾螺絲多了一個(gè)鉆孔之作業(yè).為達(dá)日常測(cè)試或快速檢查之目的,表面硬度可以使用 HR 15N ,Knoop或微克氏微小硬度檢查.這些方法的選擇取決于制品可測(cè)試面積的尺寸.制品表面應(yīng)予輕微的處理后,再測(cè)試硬度值.如果硬度值低于規(guī)定時(shí),可參考下列敘述之方法:使用500g荷重之Knoop或300g之微克氏微小硬度機(jī)在制品表面下0.002英寸之位置讀取硬度值,如果全滲碳深度為0.004英寸和以下時(shí),可以使用100g荷重在表面下0.001英寸之位置測(cè)試.當(dāng)檢測(cè)表面硬度和滲碳深度時(shí),為確保鑲埋材料能適當(dāng)支撐,讀值將取自從中心到超過(guò)中心線的范圍內(nèi)之縱剖面測(cè)量.樣品應(yīng)能在鑲埋材料中得到適當(dāng)?shù)闹?測(cè)試時(shí)在顯微鏡上量測(cè)樣品截?cái)嗝嬷鈴綍r(shí),zui少應(yīng)有原樣品外徑95 %以上.
滲碳深度 : 滲碳深度相當(dāng)重要,滲碳太淺,螺絲無(wú)法正確進(jìn)行組裝作業(yè),滲碳太深,中心之扭矩及延展性會(huì)受到影響.一般自攻螺絲滲碳深度的測(cè)試須在螺絲截?cái)嗝娴闹悬c(diǎn)（zui少應(yīng)有原樣品外徑95 %以上）的牙山上的中點(diǎn)上量測(cè),ISO 2702規(guī)定小于ST 3.9的螺絲可以在牙谷處往中心部量測(cè).
回火后心部硬度 : 心部硬度應(yīng)在螺絲截?cái)嗝嫔峡拷捕酥?的牙底徑（平行處）處由牙底徑至半徑的中間點(diǎn)處測(cè)量.
相同稱呼徑自攻螺絲寬螺紋及機(jī)械螺紋其牙部外徑不同. 一般而言, 預(yù)備孔尺寸也不一樣, 通常, 我們只需要兩組不同尺寸之預(yù)備孔, 一組適用于機(jī)械螺紋之螺紋成型及螺紋切削自攻螺絲, 另一組適用于寬螺紋之螺紋成型及螺紋切削自攻螺絲. 螺紋滾成及螺紋成型螺絲之預(yù)備孔亦可適用于螺紋切削螺絲, 這是因?yàn)樵谒袟l件相同之下, 切削所需扭矩小于成型所需扭矩.
 螺絲尺寸 :
在構(gòu)造用組合中, 好的設(shè)計(jì)通常建議如果螺栓螺帽之組合在組合作業(yè)施力過(guò)大或使用場(chǎng)合應(yīng)力負(fù)荷過(guò)大導(dǎo)致結(jié)合失敗時(shí), 應(yīng)使螺栓破斷且螺紋不應(yīng)扯裂. 相同的觀念一樣適合于自攻螺絲之組裝. 特別是用在有應(yīng)力負(fù)荷的場(chǎng)合中. 如果組合失敗, 應(yīng)該是螺絲破斷而非螺紋損壞或拉出.抵抗螺紋損壞及拉出之功能由材料強(qiáng)度及螺紋剪應(yīng)力面積提供, 易言之, 系由螺絲尺寸,作用螺紋長(zhǎng)度及配合螺紋重迭深度控制, 螺紋作用長(zhǎng)等于結(jié)合工件厚度. 螺紋重迭深度由預(yù)備孔孔徑?jīng)Q定, 另一決定因素-螺絲尺寸則決定了扭矩及抗拉強(qiáng)度.在任何結(jié)合厚度下, 增大螺絲尺寸會(huì)增加拉應(yīng)力負(fù)荷面積與螺紋剪應(yīng)力負(fù)荷面積之比值, 常導(dǎo)致螺紋扯裂或拉出. 如減小螺絲尺寸則比值減少, 但旋入扭矩會(huì)增加造成螺絲扭斷,因此如何平衡抗拉強(qiáng)度抵抗螺紋扯裂或拉出有賴于決定螺絲尺寸和使用之工件厚度.在鋼制英美統(tǒng)一螺紋扣件中, 我們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)螺紋結(jié)合長(zhǎng)度約等于一倍扣件直徑D, 用來(lái)防止螺紋扯裂, 這對(duì)螺紋切削螺絲而言, 看起來(lái)也是滿合理的. 因?yàn)轭A(yù)鉆孔之zui小徑與螺帽zui小徑一樣, 螺絲尺寸等于或小于材料厚度可以防止螺紋扯裂. 實(shí)用上, 由于螺紋切削螺絲攻牙之阻抗力小, 可以使用在1.5倍徑或更厚的材料上. 而螺紋滾成螺絲由于阻力較大, 因此建議使用1.1倍徑之材料厚度. 對(duì)螺紋成型螺絲而言, 由于其使用寬螺紋及高扭矩, 因此很難決定使用多大尺寸螺絲以防止螺紋扯裂或拉出. 幸運(yùn)的是, 大多數(shù)螺紋成型螺絲很少用在高負(fù)荷的場(chǎng)合, 因此, 在防止螺紋扯裂或拉出以1.3倍徑配合材料厚度是合理的選擇.讓我們以一例作一總結(jié) : 如果我們使用材料的厚度是0.125”, 那么我們首先考慮的是#6螺紋滾成螺絲（ 1.1x.125=.137 ）, #5螺紋切削螺絲（ 1x.125=.125 ）, #8螺紋成型螺絲. 在有螺紋扯裂或拉出之顧慮的場(chǎng)合下, #6螺紋滾成螺絲使用材料厚度不能小于0.125”（ .138/1.1 ）, #6螺紋切削螺絲0.138”（ .138/1 ）, #6螺紋成型螺絲0.106”（ .138/1.3 ）.上述建議系以鐵板為基準(zhǔn). 而其它材料之使用應(yīng)以材料對(duì)剪力影響作相對(duì)調(diào)整. zui重要的是上述建議系假設(shè)預(yù)鉆孔為標(biāo)準(zhǔn)尺寸.5.3 材料硬度及厚度 :很明顯的, 組合材料的硬度越大或厚度越厚所需要的扭矩就越大. 因此預(yù)鉆孔也需加大, 但是, 預(yù)鉆孔尺寸限制之調(diào)整只能在調(diào)整一個(gè)相當(dāng)窄的范圍.通常適當(dāng)之孔徑約在螺絲螺紋中點(diǎn)以便保持攻鉆時(shí)螺紋之疊合, 而且孔徑限制不能大到螺紋高度之75%以上. 在小螺絲方面, 有一些調(diào)整的可能性. 如#8寬螺紋螺紋高度只有0.022”. 如孔徑只提供到螺紋一半高度時(shí)則螺紋切削螺絲攻入組件之螺紋疊合高只有0.011”,而螺紋成型及螺紋滾成自攻螺絲會(huì)因?yàn)閿D壓之故其螺紋疊合高會(huì)多一點(diǎn). 孔徑提供到螺紋75%高度時(shí)則螺紋切削螺絲攻入組件之螺紋疊合高只有0.005”, 而螺紋成型及螺紋滾成自攻螺絲也不致于多太多. 這表示孔徑之調(diào)整范圍只有0.010”.對(duì)更硬或更厚之材料來(lái)說(shuō), 應(yīng)選擇較大之螺絲并降低旋入扭矩而不是加大孔徑來(lái)允許較小之螺絲可以組裝.
1 延展性試驗(yàn)
1.1 適用范圍 : 所有種類(lèi)自攻螺絲
1.2 測(cè)試目的 : 檢查產(chǎn)品在組裝旋轉(zhuǎn)或旋緊或在上述過(guò)程受到?jīng)_擊應(yīng)力時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生頭部脆斷之危險(xiǎn).
1.3 測(cè)試裝置 : A.延展性測(cè)試座. B.小鐵鎚.
1.4 建議zui少測(cè)試量 : 每批8支,每批批量不超過(guò)250M PCS.
1.5 測(cè)試程序 : A.將螺絲置入測(cè)試座中適當(dāng)之孔內(nèi).B.以鐵鎚擊打頭頂使測(cè)件之承受面與測(cè)座之座面符合. C.檢查.
1.6 不良 : 如果頭與螺絲柄*分離者為測(cè)試不良.
1.7 產(chǎn)品不良因素 : A.心部硬度太高. B.滲碳層太深. C.沖孔太深.
D.頭下內(nèi)圓徑太小.
2 扭力強(qiáng)度試驗(yàn)
2.1 適用范圍 : 所有種類(lèi)自攻螺絲
2.2 測(cè)試目的 : 檢查產(chǎn)品因?yàn)榕ちΣ蛔阍诮M裝旋轉(zhuǎn)或旋緊扭斷.
2.3 測(cè)試裝置 : A.螺絲夾具. B.夾具夾持座.C. 螺絲測(cè)定固定座.D. 精度在2%內(nèi)之扭力扳手.
2.4 建議zui少測(cè)試量: 每批4支,每批批量不超過(guò)250M PCS.
2.5 測(cè)試程序 : A.將螺絲置入測(cè)試夾具中再將夾具置入夾具支持座,螺絲至少應(yīng)有兩牙在夾具中,兩牙在夾具外. B.將支持座固定在測(cè)定固定座上. C.扭轉(zhuǎn)扳手直到螺絲扭斷. D.記錄破壞值.
2.6 不良 : 螺絲扭斷值小于規(guī)定值.
2.7 產(chǎn)品不良因素 : A.心部硬度太低. B.表面硬度太低. C.有效滲碳層不足.D. zui小徑（牙底徑）太小.3 攻入試驗(yàn)
3.1 適用范圍 : 除Type 25外之所有種類(lèi)自攻螺絲
3.2 測(cè)試目的 : 檢查產(chǎn)品是否會(huì)因組裝時(shí)螺紋崩壞而導(dǎo)至組合失敗.
3.3 測(cè)試裝置 : A.測(cè)試鋼板. B.扭轉(zhuǎn)工具（可使用電動(dòng)工具,但不能超過(guò)500rpm）.
3.4 建議zui少測(cè)試量: 每批4支,每批批量不超過(guò)250M PCS.
3.5 測(cè)試程序 : A. 將螺絲鎖入測(cè)試鋼板直到*個(gè)完整螺紋通過(guò)鋼板,Plain的螺絲可上少許油.B. 檢查螺紋是否崩壞.
注 : 本測(cè)試可與旋入扭力測(cè)試及氫脆化測(cè)試一起實(shí)施.
3.6 不良 : 螺絲旋入后螺紋崩壞.
3.7 產(chǎn)品不良因素 : A.有效滲碳層不足. B.滲碳硬度太低. C.測(cè)試鋼板太硬.D. 測(cè)試孔太小.4 旋入扭力試驗(yàn)
4.1 適用范圍 : 螺紋滾成（三角牙）自攻螺絲
4.2 測(cè)試目的 : 檢查產(chǎn)品是否因組裝時(shí)旋入扭力過(guò)高而導(dǎo)至組合困難.
4.3 測(cè)試裝置 : A.測(cè)試鋼板. B.精度在2%內(nèi)之扭力扳手.
4.4 建議zui少測(cè)試量: 每批4支,每批批量不超過(guò)250M PCS.
4.5 測(cè)試程序 : A.將螺絲以扭力扳手旋入測(cè)試鋼板直到*個(gè)完整螺紋通過(guò)鋼板,Plain的螺絲可上少許油.B.記錄zui高扭力值.
注 : 本測(cè)試可與旋入測(cè)試及氫脆化測(cè)試一起實(shí)施.
4.6 不良 : 螺絲旋入zui高扭力大于規(guī)定值.
4.7 產(chǎn)品不良因素 : A.螺紋滾成時(shí)未適當(dāng)成型. B.滲碳硬度太低. C.滲碳深度不足. D.測(cè)試鋼板太硬.E.測(cè)試孔太小. F.產(chǎn)品需上油或上臘.5 氫脆化試驗(yàn)
5.1 適用范圍 : 所有電鍍自攻螺絲
5.2 測(cè)試目的 : 提早發(fā)現(xiàn)以預(yù)防電鍍自攻螺絲因?yàn)闅浯嗷阪i緊后24小時(shí)崩壞.
5.3 測(cè)試裝置 : A.測(cè)試鋼板. B.精度在2%內(nèi)之扭力扳手.C.平面華司.
5.4 建議zui少測(cè)試量: 每批8支,每批批量不超過(guò)250M PCS.
5.5 測(cè)試程序 : A.以扭力強(qiáng)度之平均為基準(zhǔn),將之乘以80%為鎖緊扭力.B. 將平面華司套入螺絲再將螺絲旋入測(cè)試鋼板,旋緊至鎖緊扭力,并置放24小時(shí).C.將螺絲旋松后再旋緊至鎖緊扭力.5.6 不良 : 從測(cè)試開(kāi)始至測(cè)試終了,不可有任何螺絲斷頭.
5.7 產(chǎn)品不良因素 : A.電鍍后未烘干. B.螺絲以太高之鎖緊扭力鎖緊. C.未套入華司造成夾緊扭力過(guò)高. D.孔深太深.6 攻速試驗(yàn)
6.1 適用范圍 : 僅用于自鉆螺絲
6.2 測(cè)試目的 : 發(fā)現(xiàn)自鉆螺絲攻速太慢或因生產(chǎn)問(wèn)題導(dǎo)致之攻鉆問(wèn)題.
6.3 測(cè)試裝置 : A.攻速試驗(yàn)機(jī). B.測(cè)試鋼板,厚0.060” - 0.064”,硬度HRB 60 - 85.
顯微組織 : 以金相法檢視時(shí),表面與心部間應(yīng)無(wú)帶狀肥粒鐵產(chǎn)生.肥粒鐵顯現(xiàn)表示熱處理不*（加熱溫度不足;或淬火速度過(guò)慢導(dǎo)致肥粒鐵先析出于晶界）.對(duì)于有強(qiáng)度要求者可能降低其特性.
（1）全滲碳深度之測(cè)試位置,應(yīng)位于螺紋牙腹上牙山到牙底的中點(diǎn). 當(dāng)使用500g 荷重之微小硬
度機(jī)測(cè)試讀值轉(zhuǎn)換到HRC值時(shí),其zui大滲碳深度不可超過(guò)42 HRC.
（2）硬度應(yīng)不超過(guò)zui大值,且不大于Rockwell C36以確保組裝與使用時(shí)不致?lián)p毀.
表面處理 : 大部份自攻螺絲之表面被覆系使用鍍鋅或磷酸鋅披覆.鍍鎘因其高成本和毒性因此使用的很少,如果外觀是很重要的話,可以選擇鍍鎳或鉻.表面處理會(huì)產(chǎn)生兩項(xiàng)問(wèn)題:其一為,表面處理不僅會(huì)加大尺寸（例如孔穴的縮小等）且不同的表面處理會(huì)影響扭矩,旋緊程度,強(qiáng)度間之關(guān)系,所以在做攻入試驗(yàn)時(shí)須依鍍鋅,鍍鎘或磷酸鹽處理做不同之規(guī)定.在測(cè)試適用攻鉆孔徑時(shí),所使用之螺絲必需是同一表面處理之螺絲.其二為,高硬度,小尺寸之自攻螺絲常因氫脆化導(dǎo)致使用失敗.自攻螺絲為了要攻入鐵板中,不得不予滲碳處理.在滲碳處理后會(huì)產(chǎn)生高硬度及高碳含量,當(dāng)以此狀況做電鍍或酸洗處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫脆化.規(guī)范上所建議消除氫脆的方法為:
a）.電鍍或酸洗處理后1小時(shí)內(nèi)實(shí)施烘烤.
b）.溫度375 ~ 425 oF（190 ~ 220 oC）.
c）.時(shí)間至少4小時(shí).
氫脆化測(cè)試 : 氫脆化測(cè)試主要是要測(cè)試自攻螺絲是否殘留氫在螺絲組織中及是否會(huì)使得螺絲產(chǎn)生脆化,（通常脆斷不是一下子就發(fā)生,且須施予一定之應(yīng)力才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)）電鍍或披覆之螺絲應(yīng)裝入如表3所規(guī)定之測(cè)試鐵板和鋼制的平華司中,突出頭型螺絲頭下承面使用標(biāo)準(zhǔn)的平華司,埋頭型（Oval）螺絲使用一相配合之有倒角間隔鋼片.裝在頭下承面之平華司或 間隔片的厚度應(yīng)能符合螺絲的zui大無(wú)效牙長(zhǎng)度.對(duì)于半牙之長(zhǎng)螺絲,其柄部可以使用較長(zhǎng)之冷軋鋼制的間隔片或平華司支撐,以保證*牙部份可以結(jié)合并維持在測(cè)試鐵板厚度中.螺絲應(yīng)被鎖緊到zui大破斷扭矩的80% ,破斷扭矩是以鎖緊5支螺絲至破斷以其平均值決定,繼續(xù)保持鎖緊持續(xù)24小時(shí)后,再將螺絲旋松后再旋至原鎖緊扭力,螺絲應(yīng)無(wú)明顯的失敗.
.5自攻螺絲之功能性 : 自攻螺絲之功能性包括有延展性（Ductility）;攻入測(cè)試（Drive Tese）;攻入扭矩（Drive Torque）及攻速測(cè)試（Drive Speed）等.如下所述:
延展性（Ductility） : 自攻螺絲經(jīng)滲碳處理→淬火→回火后,為免因熱處理不當(dāng)導(dǎo)致過(guò)硬而脆性增加致破斷,通常須測(cè)試其延展性（韌性）狀況.測(cè)試方法為將螺絲樣品置入一經(jīng)硬化處理且呈某一角度角度的測(cè)試座中,或其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備,測(cè)試座的孔穴依ASME B18.6.4規(guī)定應(yīng)比螺絲公稱直徑大0.020 – 0.040英寸（0.5 – 1.0mm）.施以軸向壓力于螺絲頭頂部,壓力應(yīng)持續(xù)直到頭下承面與螺絲軸心呈現(xiàn)某一角度的*彎曲.本測(cè)試可以使用瑯頭重復(fù)打擊直到*彎曲.若頭部分離即予拒收攻入測(cè)試 （Drive Tese） : 攻入測(cè)試為自攻螺絲zui主要之特性,當(dāng)自攻螺絲無(wú)法攻入組合之鐵板中則將失去其主要功能.因此各規(guī)范中均規(guī)定須做攻入試驗(yàn).B18.6.4規(guī)定了尾型AB, B, BP, C, D, F, G和T（ BF,BT,BG不在此限）須作組裝測(cè)試.在測(cè)試時(shí),螺絲必需旋進(jìn)一依規(guī)定硬度,厚度且鉆有預(yù)鉆孔之鋼板中,旋進(jìn)時(shí)螺紋需無(wú)可目視之變形,在測(cè)試時(shí)無(wú)扭矩限制.至于三角牙之螺絲（參閱SAEJ78 , J1237 , FIP 1000 , DIN 7500） 在組裝測(cè)試方面, 不僅要求旋進(jìn)時(shí)螺紋需無(wú)可目視之變形,同時(shí)還規(guī)定組裝測(cè)試時(shí)之扭矩上限.
IS B1055 之鐵板碳含量在 0.23% 以下之低碳鋼 , 硬度為 70 ~ 85 HRB （125 ~ 165 HB） .
SAE J1237之鐵板為低碳鋼制成,硬度為 75 ~ 90 HRB . 孔徑公差 ± 0.025mm.
DIN 267/12之鐵板硬度為 72 ~ 87 HRB . DIN 7500 之鐵板厚度及孔徑公差無(wú)規(guī)定.
扭力強(qiáng)度測(cè)試 : 所有尺寸及型式的自攻螺絲均需作扭矩測(cè)試,測(cè)試時(shí)將螺絲裝入于一盲孔的固定裝置中（zui少2個(gè)螺紋）,螺絲頭露在外面（zui少2個(gè)螺紋）.使用一經(jīng)校正過(guò)且顯示精度低于± 2%之扭矩設(shè)備施以扭矩直至螺絲斷裂（通常破斷處位于螺絲柄或頭頸交接處）,所測(cè)出之扭矩至少需等于規(guī)定值或更高者為合格.
混合了ANSI/ASME B18.6.4及SAE J933之對(duì)螺紋成型自攻螺絲之要求, SAE J81包含材料選擇, 熱處理要求, 滲碳深度, 表面及心部硬度. 一般而言與J933大致相同. 它又包含了電鍍后之烘干處理要求. 組裝及扭矩測(cè)試一樣需要要求. 另增加了抗拉強(qiáng)度之規(guī)定, 旋緊負(fù)荷, 保證扭矩, 延展性及氫脆化測(cè)試.但是多加了抗拉強(qiáng)度135,000 psi要求.六角及六角華司頭（ 有足夠長(zhǎng)度 ）螺絲需作垂直抗拉強(qiáng)度測(cè)試. 另外尚需加測(cè)旋緊負(fù)荷,保證扭矩. 測(cè)旋緊負(fù)荷時(shí)螺絲應(yīng)組裝在一與組裝測(cè)試相同之鋼板上用力旋緊至規(guī)定之扭矩值. 扭矩值應(yīng)略為超過(guò)扭矩測(cè)試扭矩規(guī)定之下限. 在承受此種扭矩下, 螺絲不應(yīng)破斷.所有螺紋成型螺絲應(yīng)做延展性測(cè)試, 將螺絲頭彎曲與軸呈7度角. 同時(shí)電鍍螺絲應(yīng)作氫脆化測(cè)試, 將螺絲依規(guī)定之扭矩旋入預(yù)置孔旋緊并保持24小時(shí)而螺絲不斷頭者合格（ 此值約等于扭矩測(cè)試規(guī)定下限之75% ）.
螺絲選擇及適用 :
使螺絲可以組裝之力量-稱為旋入扭矩（ Drive Torque ）-并成型或攻出配合螺紋, 如果在力量持續(xù)狀況下, 螺絲將會(huì)密合, 旋緊, 同時(shí)再繼續(xù)下去將會(huì)超過(guò)-稱為極限扭矩（ Utimate Torque ）-螺絲將產(chǎn)生破斷, 扭斷, 螺紋扯裂（打滑）或自結(jié)合工件脫出.在使用所有自攻螺絲前, zui重要的問(wèn)題是 : ”正確的旋緊扭矩是多少? 多大的扭矩使螺絲得以旋緊而不致使螺絲或結(jié)合工件有所損害?”. 非常明顯的是旋緊扭矩必然介于旋入扭矩及極限扭矩之間. 且無(wú)理由的建議使用兩者之中點(diǎn). 有幾個(gè)因素會(huì)影響到旋轉(zhuǎn)扭矩及極限扭矩, 比較重要的因素是螺絲型式, 尺寸, 結(jié)合工件成份及硬度, 結(jié)合工件厚度及預(yù)鉆孔之準(zhǔn)備方式, 其中zui受爭(zhēng)議的是預(yù)鉆孔配合螺絲的尺寸, 有趣的是, 其它因素都會(huì)影響預(yù)鉆孔之尺寸. 因此預(yù)鉆孔是設(shè)計(jì)zui后決定的因素, 而且zui重要. 如果預(yù)鉆孔太大, 螺絲可以輕易旋入, 但會(huì)破壞結(jié)合完整性而導(dǎo)致螺絲在未到極限扭矩時(shí)即產(chǎn)生脫出. 如果預(yù)鉆孔太小, 則旋入扭矩會(huì)加大甚至有扭斷的危險(xiǎn). 就算螺絲已經(jīng)密合且旋緊, 但是在旋入扭矩及極限扭矩間差別太小可能會(huì)導(dǎo)致組合失敗.
各項(xiàng)因素影響預(yù)鉆孔而產(chǎn)生之扭矩問(wèn)題應(yīng)該依照旋入扭矩及極限扭矩來(lái)決定”旋緊扭力到底是多少?”5.1 螺絲型式 :
通常, 我們可以很輕易的從使用環(huán)境因素來(lái)決定到底要使用螺紋成型, 螺紋切削, 螺紋滾成或鉆尾自攻螺絲, 例如 :
- 螺絲結(jié)合后必需負(fù)擔(dān)外部負(fù)荷否?
- 結(jié)合件材料為何? 鋼? 鑄鐵? 鋁? 塑料? 木頭或其它?
- 結(jié)合件厚度為何?
- 螺絲用于貫穿孔或盲孔?
- 如用于貫穿孔, 孔后之清潔因素重要嗎?
- 攻牙碎屑或鉆孔碎屑可以接受嗎?
- 預(yù)備孔之加工系以鉆孔? 切削? 擊打或鍛造?
- 螺絲之組裝系手工裝配? 半自動(dòng)或全自動(dòng)裝配?
- 組合之后是否需要拆卸?
- 使用環(huán)境是否具腐蝕性?
- 螺絲成本為何? 組裝成本為何?