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,盤頭,六角頭及六角華司頭五種.
鉆尾螺絲以平頂,扁圓頂,盤頭及六角華司頭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,盤頭或六角華司頭.
雖然美國國家標(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,通常通過承面來裝卸螺絲.承面有兩種基本類型,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組合中的成本問題,增加生產(chǎn)數(shù)量,為制造過程創(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)力矩的傳輸沒有改變頭部自身.
常用錐形承面的螺栓和螺栓類型
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)品或者特別短的長度.說得詳細(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, 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,而原來在陰螺紋位置上之材料將被擠到陽螺紋之間,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Type 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)在孔周圍之材料可以更輕易的填補(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Tec,在組裝自攻螺絲之所有過程中,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?。┚哂幸?0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”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)無螺紋之錐尾,尖尾中心進(jìn)入預(yù)鉆孔并開始使螺紋成型.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,如果過大,會(huì)導(dǎo)致組裝扭矩加大,如果過小,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.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)有螺紋的緊固件來說,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)來說這也是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需二次加工,但在某些方面仍有問題,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有問題.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,接下來是型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法避免的易滑出性,這也是由槽形的斜邊造成的.總的來說,每英寸1.7磅 - 1磅的扭矩,不會(huì)引起滑出,但超過這個(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.制作上沒有任何問題, 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,目前制作沒有問題.
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)展起來的.基本設(shè)計(jì)類似于十字槽, 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)來說,滑出不是問題, 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.制作工藝上沒有大問題,為一次成形. 在這之前,六角穴需要經(jīng)過兩道制程成形 - 鉆孔和沖孔.適用的工具稱為”六角扳手”, 分為兩大類, 短臂和長臂. 六角扳手是六角形棒鋼彎曲成L形,對(duì)于固定的尺寸,長臂扳手長度比例比短臂扳手要大,其有效性沒有問題.在自動(dòng)裝配在線,也會(huì)用六角起子來驅(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)工具來說,也有同樣的問題.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.在制造中亦無問題.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.工具可從許多來源獲得.梅花穴頭對(duì)任何扭矩應(yīng)用要求, 無論對(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, 兩種類型的六角頭有時(shí)頭部會(huì)開槽, 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, 所有制造也沒有問題.工具也可從幾個(gè)大的度很高的買到.這種頭型是解決自動(dòng)裝配問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,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, 螺絲長度選擇非常重要. 平均螺絲長度應(yīng)等于結(jié)合長（ 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型錐尾長度或鉆尾螺絲鉆尾長度. 這些不同錐尾或鉆尾長度各規(guī)范均有規(guī)定,
其.例如我們要使用1/4”-20盤頭螺紋成型自攻螺紋來組裝一0.25”厚及一0.21”厚之平板, 螺絲尾端zui大長度為0.175”, 螺絲長度公差為+0 -0.03”.則螺絲長度應(yīng)為0.25+0.21+0.175+0.03 = 0.665”. 因此應(yīng)使用3/4”長之螺絲. 此時(shí)結(jié)合后暴露于另一端之長度為0.75-0.21-0.25 = 0.290”, 自攻螺絲一般適合于1/8”長度之增加.
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 95%,鋼鐵材料以外材質(zhì)之自攻螺絲緊在JIS B1055附屬書2中有機(jī)械性能（硬度及扭力強(qiáng)度）的規(guī)定,其余并無國家規(guī)范或其它*規(guī)范,對(duì)于機(jī)械性能一般由采購者和制造廠商協(xié)議而定.因此本文所討論之問題,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)施力過大或使用場(chǎng)合應(yīng)力負(fù)荷過大導(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,作用螺紋長度及配合螺紋重迭深度控制, 螺紋作用長等于結(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)合長度約等于一倍扣件直徑D, 用來防止螺紋扯裂, 這對(duì)螺紋切削螺絲而言, 看起來也是滿合理的. 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說, 應(yīng)選擇較大之螺絲并降低旋入扭矩而不是加大孔徑來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500rpm）.
3.4 建議zui少測(cè)試量: 每批4支,每批批量不超過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)問題導(dǎo)致之攻鉆問題.
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42 HRC.
（2）硬度應(yīng)不超過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）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大無效牙長度.對(duì)于半牙之長螺絲,其柄部可以使用較長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)螺紋需無可目視之變形,在測(cè)試時(shí)無扭矩限制.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-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)生之扭矩問題應(yīng)該依照旋入扭矩及極限扭矩來決定”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?