Șuruburi autofiletante cu coadă plată vs coadă ascuțită: diferențe de material de formare a filetului

Două șuruburi autofiletante pot arăta aproape identice într-un coș și se pot comporta în continuare în moduri complet diferite pe o linie de asamblare. Diferența începe de obicei de la coadă, capătul tijei opus capului. Un șurub cu coadă plat se termină cu o față tocită, teșită, în timp ce un șurub cu coadă ascuțit se termină cu un vârf conic. Acea alegere geometrică unică decide dacă este necesară o gaură pilot, cât de repede pornește șurubul și cât de mult cuplul de antrenare absoarbe îmbinarea înainte ca ceva să se defecteze.

Geometria, însă, spune doar jumătate din poveste. Materialul din spatele varfului, impreuna cu tratamentul termic aplicat acestuia, decide daca firele se formeaza curat in substrat sau se dezlipesc.

Ce face de fapt coada unui șurub autofiletant

În terminologia elementelor de fixare, coada este capătul terminal al tijei și guvernează modul în care șurubul intră într-o piesă de prelucrat.

• Coada plată: tija se termină într-o față plată sau ușor teșită. Fără punct de perforare, șurubul este destinat să intre într-o gaură pre-forată, perforată sau turnată și apoi să formeze sau să taie firul său de îmbinare în interiorul acelei orificii.
• Coada ascuțită: tija se îngustează până la un punct conic. Vârful acționează ca material de pornire, deplasând sau de tăiere, astfel încât firele de conducere să se angajeze fără o etapă separată de găurire în multe substraturi.

Deoarece un vârf ascuțit de coadă este conic, primele sale filete sunt incomplete și se adâncesc progresiv pe măsură ce șurubul avansează. Un șurub cu coadă plat poartă filete mai complete mai aproape de capătul tijei, ceea ce modifică atât distribuția sarcinii de-a lungul lungimii angrenate, cât și forma curbei cuplului de antrenare.

Selectarea materialelor și tratarea termică: factorul decisiv

Tipurile de oțel carbon, cum ar fi C1022A, sunt de obicei călite: suprafața este carburată la o duritate ridicată, astfel încât să poată tăia sau forma un fir, în timp ce miezul rămâne mai moale și mai dur, astfel încât șurubul să nu se rupă sub cuplu. Diferența dintre duritatea suprafeței și duritatea miezului este ceea ce face un șurub mic atât agresiv, cât și durabil.

Opțiunile din oțel inoxidabil se comportă diferit și sunt adesea înțelese greșit:

• SUS410, un oțel inoxidabil martensitic: poate fi călit și călit, atingând o duritate apropiată de oțelul carbon călit, oferind în același timp rezistență moderată la coroziune.
• SUS304 și SUS316, oțeluri inoxidabile austenitice: nu pot fi întărite prin călire și călire. Duritatea provine numai de la prelucrarea la rece, astfel încât acestea rămân mai moi și sunt mai predispuse la uzură și dezlipire.

Distincția contează cel mai mult la un vârf ascuțit. Acest punct are o secțiune transversală foarte mică, astfel încât un punct supraîntărit sau subcălit se poate fractura în timpul conducerii, în timp ce un punct subîntărit pur și simplu se pliază și refuză să pornească. Șuruburile cu coadă plană împart forța de antrenare pe o zonă mai largă, dar cuplarea filetului lor lung înseamnă că adâncimea carcasei trebuie să rămână constantă pe toată lungimea filetului.

Comportament de formare a firului cu coadă plată

Un șurub cu coadă plat este un dispozitiv de fixare cu angajare controlată. Deoarece nu poate perfora piesa de prelucrat, diametrul găurii și calitatea găurii definesc condițiile de formare a filetului. În tablă, orificiul este în mod normal perforat sau găurit ușor sub dimensiunea nominală a filetului, iar șurubul rulează sau își taie propriul fir în peretele acelei găuri. În materialele plastice și turnarea sub presiune, o gaură de miez turnată obține același rezultat.

Consecințele sunt previzibile: cuplul de pornire este mai mare deoarece profilul complet al filetului se cuplează imediat, lungimea de cuplare este ușor de controlat, iar îmbinările pot fi dezasamblate și reasamblate cu mult mai puține daune decât ar provoca un vârf ascuțit. Șuruburile cu coadă plată sunt, de asemenea, alegerea naturală atunci când șurubul trece printr-un prim panou și trebuie să formeze un filet într-o piuliță, un boț sau un al doilea strat mai gros.

Șuruburi autofiletante cu coadă plată pentru metal și găuri oarbe Coada plată tocită se potrivește cu metal preforat, găuri oarbe și lucrări de fund, cu capete plate sau pan și opțiuni din oțel carbon sau inoxidabil. Vizualizare produs →

Comportament de formare a firului de coadă ascuțită

Un șurub cu coadă ascuțit schimbă controlul cu viteză. Punctul se localizează singur, împinge materialul deoparte și trage primele fire în contact, astfel încât nu este necesară nicio operațiune de găurire separată în lemn, plăci aglomerate, foi subțiri și multe materiale plastice. Schimbul este că substratul trebuie să accepte materialul deplasat. În lemn de esență tare dens sau oțel gros, vârful nu are unde să miște materialul, iar cuplul de antrenare crește brusc.

Designul cu vârf ascuțit concentrează, de asemenea, stresul, deoarece vârful conic transportă mai puțin material, iar sarcinile care formează filete converg către un volum mic de oțel călit. Acesta este locul în care controlul adâncimii carcasei devine critic: o carcasă prea superficială și punctul se deformează, o carcasă prea fragilă și punctul se așează.

Șuruburi autofiletante cu vârf ascuțit Ideale pentru ansambluri metalice pre-găurite, aceste șuruburi cu cap cilindru cu încastrare în cruce taie filete și distribuie forța de strângere în carcasele de construcție, mobilier și echipamente. Vizualizare produs →

Șuruburi cu coadă plată și coadă ascuțită una lângă alta

Tabelul de mai jos rezumă diferențele care contează cel mai mult în timpul lucrărilor de specificare.

Cum tratamentul termic susține formarea constantă a firului

Performanța de formare a firului este un rezultat al tratamentului termic la fel de mult ca un rezultat al designului. Carburarea creează stratul de suprafață dur, stingerea blocajelor în transformare, iar revenirea restabilește suficientă duritate a miezului pentru a supraviețui cuplului de instalare. Adâncimea carcasei, duritatea suprafeței și duritatea miezului trebuie să fie păstrate în interiorul unei ferestre, iar fereastra respectivă este cel mai ușor de ținut atunci când atmosfera cuptorului și profilul de temperatură se repetă de la un lot la altul.

Prin urmare, echipamentele de proces sunt direct în spatele calității elementelor de fixare. Cuptoare de cementare și revenire cu atmosferă controlată dintr-o gamă specificată corespunzător de echipamente de tratament termic mențineți uniformă adâncimea carcasei pe un lot de producție, mai degrabă decât doar într-un eșantion. Studiile de duritate și testele de pulverizare cu sare confirmă apoi că stratul de suprafață se comportă așa cum este prevăzut în funcționare.

Potrivirea tipului de vârf și a materialului cu substratul

Decizia materialului ar trebui să urmeze substratul, nu invers.

• Tablă subțire de oțel, aproximativ 0,5 până la 1,5 mm: un șurub din oțel carbon călit cu coadă ascuțită este cel mai rapid; un șurub cu coadă plată se potrivește în cazul în care un orificiu pilot definit și o angajare ordonată a filetului contează mai mult.
• Oțel peste aproximativ 2 mm: utilizați un șurub cu coadă plat într-o gaură pilot sau un șurub autoforant. Un șurub autofiletant cu coadă ascuțită va avea probleme.
• Lemn și PAL: modelele de coadă ascuțite, în mod ideal cu o nervură tăioasă sau o coadă de tip 17, reduc despicarea în apropierea marginilor și a capetelor.
• Materiale plastice și turnare sub presiune: un șurub cu coadă plat într-un orificiu de miez turnat limitează stresul și fisurarea cercului.
• Serviciu coroziv: SUS410 unde este nevoie de duritate, SUS304 sau SUS316 unde domină rezistența la coroziune și condițiile de conducere rămân blânde.

Cap șaibă hexagonal tip 17 șurub autofiletant cu șaibă EPDM Pentru acoperișuri și placari metalice exterioare, acest șurub SUS410 folosește un filet de contrafort și o șaibă de etanșare pentru a îmbunătăți angajarea și a rezista la pătrunderea umezelii. Vizualizare produs →

Moduri comune de defecțiune și cauzele lor materiale

Întrebări frecvente

Alegerea între o coadă plată și un șurub autofiletant cu coadă ascuțită se reduce la modul în care ar trebui să se formeze îmbinarea. O coadă ascuțită optimizează viteza de instalare și capacitatea de pornire automată, cu condiția ca substratul să accepte materialul deplasat și punctul să aibă adâncimea corectă a carcasei în spate. O coadă plată optimizează calitatea angajării, predictibilitatea cuplului și reutilizarea, cu condiția ca orificiul să fie pregătit corect. În ambele cazuri, gradul și tratamentul termic din spatele vârfului decid dacă intenția de proiectare supraviețuiește producției.

Pentru o vedere mai largă a modului în care aceste elemente de fixare sunt clasificate și aplicate, această prezentare generală a Tipuri și selecție de șuruburi autofiletante este un însoțitor util de citit.