一种铁塑共用自攻锁紧螺钉设计.doc

一种铁塑共用自攻锁紧螺钉设计摘 要：自攻锁紧螺钉采用前端为三角截面后端为原截面的变截面螺纹结构的特殊自攻锁紧螺钉，具有能采用相同锁紧扭矩的作用下，锁紧材质为铁或塑料的特点，提高产线装配效率及降低了采购及库存管理成本。 关键词：铁塑共用；自攻锁紧螺钉 中图分类号：TH14 文献标识码：A 1概述 普通自攻锁紧螺钉根据其适用对应锁付材料的不同通常可以分为：紧固铁件专用自攻锁紧螺钉和紧固塑料件专用自攻锁紧螺钉两大类。在家电及汽车制造行业对紧固铁件的专用自攻锁紧螺钉及紧固塑料件专用的自攻锁紧螺钉需求量极大，业界希望能有一种自攻锁紧螺钉能以相同的装配扭矩既可紧固铁件又可紧固塑料件的多用途自攻锁紧螺钉，这样既可以降低采购及库存管理成本又可提高装配生产线生产效率。 2普通自攻锁紧螺钉的特点及缺陷 普通自攻锁紧螺钉一般是针对特定材质进行相应的专用自攻锁紧螺钉。针对硬度较高且脆的塑料件，目前开发出了平尾的割尾自攻锁紧螺钉或三角牙锁紧螺钉（业内称为BTT牙自攻锁紧螺钉、PTT牙自攻锁紧螺钉）；针对部分硬度较软塑料的，目前开发出了尖尾的自攻锁紧螺钉或三角牙螺钉（业内称为BTT牙自攻锁紧螺丝、PTT牙自攻锁紧螺丝）。针对铁件硬度高且延展性较好的特点，目前开发出了专用三角牙锁紧螺丝（业内称为STT牙自攻锁紧螺钉、CTT牙自攻锁紧螺钉）。 BTT牙自攻锁紧螺钉与BTT牙自攻锁紧螺钉均属于自攻型的螺纹牙且螺钉横截面呈三角形，螺钉加工成型后必须进行热处理；STT牙自攻锁紧螺钉与CTT牙自攻锁紧螺钉属于机械牙型，螺钉加工成型后必须进行热处理。在自攻锁紧螺钉成型后进行热处理的目的是改变螺钉的金相组织，使之表面硬度较高，芯部硬度较软，在拥有较硬的螺纹牙的同时螺丝杆部具有一定的韧性。 由于塑料与铁的物理特性存在显著差异，铁强度高且热传导性好；而塑料较脆且热传导性差。显然，专门针对塑料或铁而开发出来的专用自攻锁紧螺钉不具有介于塑料与铁两种锁付材质的通用性；在相同锁紧扭矩的作用下，铁件专用的自攻锁紧螺钉在锁紧塑料件时容易破坏塑料件，造成螺钉打滑现象；反之，在相同锁紧扭矩的作用下塑料件专用的自攻锁紧螺钉在锁紧铁件时，由于螺纹升角大等原因，易造成无法锁进铁孔或螺钉螺纹牙破坏等现象。 3自攻锁紧螺钉的研究现状 国内自攻锁紧螺钉的研究处在较初级阶段，从事小螺钉理论研究，尤其是从事自攻锁紧螺钉理论研究的科技工作者极少。甚至，基本没有关于小螺钉设计和制造方面的公开出版专著。这对提高我国小螺钉整体设计水平形成了很大的制约。国内从事自攻锁紧螺钉的生产厂商基本是按规范和图纸进行加工，虽然，制造经验丰富，但基本未将生产经验进行整理并将其理论化，处于师傅传帮带的初级生产模式。这对我国自攻锁紧螺钉的制造水平形成了很大的制约。国际上对自攻锁紧螺钉的研究也比较少，与国内一样，目前有些广被业内推广使用的自攻锁紧螺钉的相关参数要仍未被相关国家行业标准所采用。 通观国内紧固件行业，铁塑共用自攻锁紧螺钉还是一个崭新的课题，属于未开发的新领域。铁塑共用自攻锁紧螺钉对于国际上的同行来说，也是较新鲜的课题，目前，鲜有相关成熟的产品面世并推广使用。 4铁塑共用自攻锁紧螺钉的设计 4.1铁塑共用自攻锁紧螺钉的主要应用范围 铁塑共用自攻锁紧螺钉是一种对应锁付能同时为冷轧钢板和热可塑性塑料的自攻锁紧螺钉。主要用于电子行业和家电行业产品及汽车的部件的高速装配。 铁塑共用自攻锁紧螺钉公称直径 及 。若冷轧钢板采用冲孔（即孔加工后无拉伸孔壁）加工工艺，则冷轧钢板厚度 ； 若冷轧钢板采用翻孔（即孔加工后有拉伸孔壁）加工工艺，则冷轧钢板厚度 。 热可塑性塑料的抗拉强度为 ，其可适用的塑料种类如下： POM：聚甲醛树脂 / 聚氧化甲烯树脂（缩醛）； ABS：丙烯腈- 苯乙烯- 丁二烯共聚物； PA：聚酰胺； PP：聚丙烯； PC：聚碳酸酯； PBT：聚对苯二甲酸丁二醇酯。 4.2 铁塑共用自攻锁紧螺钉的结构设计 铁塑共用自攻锁紧螺钉根据冷轧钢板强度和硬度高、塑性好、工业工程中广泛采用的常用塑料强度低、塑性差的特性，采用特殊机构的牙型设计。如下图，铁塑共用自攻锁紧螺钉的尾部和杆部分别采用三角型螺纹和圆形螺纹，并且在螺钉头部底面采用齿状结构（下文称为太阳齿）。 首先，自攻锁紧螺钉的尾部三角型螺纹在旋入冷轧钢板或塑料件锁付孔时，利用三角型螺纹牙挤压、切屑锁付内孔，在锁付内孔内挤压、切屑形成内螺纹；其次，自攻锁紧螺钉的杆部圆形螺纹牙沿着已经成型的内螺纹旋转前行同时进一步挤压内螺纹，当自攻锁紧螺钉所有螺纹旋入冷轧钢板或塑料件锁付孔后，在预先设定的装配扭矩作用下最终紧固连接了装配部件；最后，由于螺钉头部底面的齿状结构的齿在锁紧压力的作用