淺析自攻螺釘在薄板件連接中螺距值P對(duì)連接性能的影響

【摘要】本文在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上分析比較了自攻螺釘在薄板件連接中螺矩值P變化對(duì)連接性能的影響，討論了自攻螺釘在薄板件連接中可以通過螺距值P的下調(diào)來提高螺牙“咬入”鋼板長(zhǎng)度，改善連接性能，降低螺釘連接過程中出現(xiàn)的螺釘滑牙等質(zhì)量隱患，為薄板件螺釘連接性能改善提供探討依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】自攻螺釘；螺距；薄板件；扭矩；螺釘連接

Self tapping screw is analysed in a connection plate pitch value P effect the performance of the connection

ABSTRACT Based on experiment analysis and comparison the self-drilling screw in the sheet is connected screw torque values P change will effect the performance of the connection， self tapping screw is discussed in a connection plate can be cut to improve screw tooth pitch values of P \"nip\" steel plate length， improve the connection performance， reduce the screw connection of screw slide tooth quality hidden trouble， such as for a screw plate connection performance improvement provides the basis of the discussion.

KEY WORDS Self tapping screw；Pitch；A plate；The torque；Screw connection

引言

自攻螺釘連接是使用扭力扳手等工具將螺釘擰入連接板底孔，通過旋入力矩攻出配合螺紋，實(shí)現(xiàn)螺紋密合、旋緊緊固；目前作為一種基本、簡(jiǎn)單的連接方式已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外家電產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，特別是薄鋼板的開發(fā)應(yīng)用和推廣，大量家電產(chǎn)品鈑金件板材厚度選用較?。?.0mm以下），自攻螺釘連接可靠性除使用工具、操作規(guī)范和螺釘產(chǎn)品本身質(zhì)量因素外，通過螺釘螺距值P下調(diào)，改善螺牙“咬入”薄鋼板長(zhǎng)度，提高螺釘連接過程中破壞產(chǎn)品裝配力矩值，改善產(chǎn)品連接性能，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

1.自攻螺釘緊固力計(jì)算公式

螺紋緊固件的緊固力一般是通過控制扭矩M來實(shí)現(xiàn)，計(jì)算公式

式中--螺紋外徑mm

--螺距mm

--摩擦系數(shù)

--螺釘頭部支承面平均半徑mm

根據(jù)公式可知，扭矩值M不變，螺距值P下調(diào)，緊固力將會(huì)變大，為改善螺牙“咬入”薄鋼板長(zhǎng)度，進(jìn)一步驗(yàn)證分析多大的扭矩得以使螺釘旋緊，而不致螺釘連接薄板件損壞。基于以上緊固力分析，安排螺釘螺矩值P更改前后樣件狀態(tài)進(jìn)行破壞扭矩測(cè)試分析，研究螺釘在薄板件連接中螺距P值調(diào)整對(duì)連接性能影響。

2.實(shí)驗(yàn)樣件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理

2.1實(shí)驗(yàn)樣件

測(cè)試零件為家用空調(diào)器電器盒薄板沖壓件，材料規(guī)格為Q235A熱鍍鋅鋼板，材料厚度0.75mm，底板孔徑為φ3.2mm（拉伸底孔，含料厚高2mm）。

自攻螺釘ST4.2，螺紋規(guī)格如表1、圖1所示，自攻螺釘樣件以調(diào)整螺距值P前后兩種狀態(tài)，表2所示。

2.2測(cè)試儀器，圖2所示，該扭矩測(cè)試設(shè)備是專業(yè)對(duì)工業(yè)裝配行業(yè)提供扭矩檢測(cè)及扭矩實(shí)驗(yàn)的儀器，提供數(shù)據(jù)分析，扭矩圖形顯示及擰緊圖形分析等；測(cè)試方法，用在線式扭矩傳感器模擬安裝過程，通過圖形分析扭矩的變化，檢測(cè)自攻螺釘ST4.2在安裝時(shí)最大的破壞扭矩，圖3所示。

2.3測(cè)試結(jié)果，測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試圖形顯示，表3所示：

樣品測(cè)試一數(shù)據(jù)和測(cè)試圖形顯示，自攻螺釘在安裝的過程中最小在2.29N·m時(shí)工件的螺紋孔被破壞，最大破壞扭矩3.6N·m，平均2.72N·m工件被破壞。測(cè)試后拆掉自攻螺釘觀察發(fā)現(xiàn)工件的螺紋被拉掉，沒有發(fā)現(xiàn)自攻螺釘?shù)穆菁y損壞的現(xiàn)象，判斷自攻螺釘?shù)钠茐呐ぞ卮笥诒粶y(cè)零件的破壞扭矩；

樣品測(cè)試二數(shù)據(jù)和測(cè)試圖形顯示，最大破壞扭矩4.8N·m，平均4.375N·m工件被破壞。測(cè)試后拆掉自攻螺釘觀察發(fā)現(xiàn)工件的螺紋被拉掉，沒有發(fā)現(xiàn)自攻螺釘?shù)穆菁y損壞的現(xiàn)象，判斷自攻螺釘?shù)钠茐呐ぞ卮笥诒粶y(cè)零件的破壞扭矩。

3.結(jié)論

根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)、狀態(tài)分析，得出結(jié)論：

a）ST4.2螺釘破壞扭矩值要高于樣品裝配破壞扭矩；

b）螺距值P下調(diào)可以提高螺釘連接破壞扭矩，改善螺釘連接性能。

本文所提出的螺距值P下調(diào)改善螺釘連接性能是根據(jù)工程計(jì)算為依據(jù)并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)而得出。在生產(chǎn)中還需根據(jù)產(chǎn)品材料、螺釘使用和不同工況條件下具體研究分析改善螺釘連接性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。