自攻螺釘

　　自攻螺釘，或稱快牙螺絲，為鋼制經(jīng)表面鍍鋅鈍化的快裝緊固件。自攻螺釘多用于薄的金屬板(鋼板、鋸板等)之間的連接。連接時，先對被連接件制出螺紋底孔，再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。

　　發(fā)展

　　自攻螺釘是于1914年大批引入工業(yè)的。最早的設(shè)計(基本上是模仿木螺釘)是一種用淬硬鋼制成的，末端為A型的螺紋成形螺釘，主要應用于連接供熱和通風系統(tǒng)的薄板金屬通道。因此也被稱為：“薄板金屬螺釘”。

　　到了20世紀20年代末，隨著市場的拓寬和新的應用，強調(diào)新的設(shè)計，廣泛提高了其應用性能。下面介紹自攻螺釘在40年發(fā)展中的四個不同階段：螺紋成形自攻螺釘，螺紋切削自攻螺釘，螺紋輾制自攻螺釘和自鉆自攻螺釘。

　　1.普通自攻螺釘(螺紋成形自攻螺釘)

　　普通自攻螺釘是早期薄板金屬螺釘?shù)闹苯赢a(chǎn)物。原理是：當把它擰入預制孔里時，通過緊靠著孔周圍材料的移位，以及把材料推入螺紋之間的空隙，進而形成與螺釘相連接的內(nèi)螺紋。

　　2.自切自攻螺釘(螺紋切削自攻螺釘)

　　由于普通自攻螺釘螺紋成形只有在相當薄.而且韌性好的材料上才能方便實現(xiàn)。研制把自攻螺釘?shù)挠猛緮U大到較厚截面和較硬、較脆及其他變形能力差的材料。這樣就研制出了自切自攻螺釘：在螺釘桿部末端加工出切削凹槽或刃口。當把這種螺釘擰入預制孔里時，螺釘就起到絲錐的作用，實際切削出與自身連接的螺紋。

　　3.自擠自攻螺釘(螺紋輾制自攻螺釘)

　　20世紀50年代初，緊固件工程師們開始認識到自攻螺釘具有“結(jié)構(gòu)性”的潛在優(yōu)勢，而不只是承擔輕載荷的附件。這就導致人們研制出一種全新的自攻螺釘螺紋輾制自攻螺釘(自擠自攻螺釘)。根據(jù)冷鍛成形絲錐設(shè)計原理，人們?yōu)檫@種螺釘專門設(shè)計了螺紋和末端，使得螺釘能通過在其螺紋的牙頂上，而不是在整個螺紋的側(cè)面，施加間斷的、周期性壓力，從而形成連接的內(nèi)螺紋。通過集中和限制成形壓力，使緊靠著孔的受壓材料更容易流動和更好地填入(擠入)自攻螺釘螺紋的牙側(cè)和牙底。由于擰入的摩擦阻力遠低于普通自攻螺釘，因此，螺紋輾制自攻螺釘(自擠自攻螺釘)能夠擰入較厚的截面。同時具有較好的擰人控制和緊固扭矩，而且極大地改善了連接強度和整體牢固性。這種自攻螺釘?shù)墓こ虡藴室?guī)定了材料的選擇、熱處理機械性能和工作性能要嚴格控制。

　　4.自鉆自攻螺釘(自鉆螺釘)

　　人們做過統(tǒng)計：在構(gòu)成總裝配成本的若十項費用中，最高的就包括孔的加工。自攻螺釘在實際應用中，需要加工預制孔。而且為了使預制孔在實際應用中起到良好的效果，必須要把這些孔的尺寸控制在相當嚴格的范圍內(nèi)。20世紀60年代初，出現(xiàn)了自鉆自攻螺釘。由于不需要加工預制孔，為降低裝配成本向前邁進了一大步。概括來講，自鉆自攻螺釘實現(xiàn)了鉆削、攻絲和緊固的一次作業(yè)。

　　以上這些就是自攻螺釘設(shè)計和發(fā)展的四個主要階段。另外有兩項新研制的產(chǎn)品也值得介紹。兩種均屬于特殊螺紋型式的螺釘。一種設(shè)計的是用于塑料和其他低強度材料;另一種用于建筑工業(yè)，用來連接水泥墻板，故亦稱之為墻板自攻螺釘。

　　結(jié)構(gòu)

　　每一個自攻螺釘都是由頭部、桿部和桿部末端三部分組成的。每一個自攻螺釘?shù)臉?gòu)成都有四大要素：頭部形狀、扳擰方式、螺紋種類、末端形式。

　　1.頭部形狀

　　頭部形狀各式各樣。有圓頭(半圓頭)、扁圓頭、圓頭凸緣(帶墊)、扁圓頭凸緣(帶墊)、盤頭、盤頭凸緣(帶墊)、沉頭、半沉頭、圓柱頭、球面圓柱頭、喇叭頭、六角頭、六角法蘭頭、六角凸緣(帶墊)頭等。

　　2.扳擰方式

　　扳擰方式是指安裝和緊固螺釘時扭轉(zhuǎn)螺釘頭部的方式，基本方式有外扳擰和內(nèi)扳擰兩種。一般來講，外扳擰比任何形式的內(nèi)扳擰(內(nèi)凹槽)允許的扭矩要更大一些。外扳擰：六角、六角法蘭面、六角凸緣、六角花形等;內(nèi)扳擰：一字槽、十字槽H型、十字槽Z型、十字槽F型、四方槽、復合槽、內(nèi)花鍵、內(nèi)六角花形、內(nèi)三角、內(nèi)六角、內(nèi)12角、離合器槽、六葉片型槽、高扭矩十字槽等。

　　3.螺紋種類

　　螺紋種類繁多，有自攻螺紋(寬牙螺紋)、機螺紋(普通螺紋)、干壁釘螺紋、纖維板釘螺紋，以及其他一些特殊螺紋。另外，螺紋可以分為單導程(單頭)、雙導程(雙頭)、多導程(多頭)以及高低牙雙頭螺紋等。

　　4.末端形式

　　末端形式主要有錐端和平端兩種。但根據(jù)使用需要，在末端的旋入部分，可以加工具有切削功能的溝、槽、切口或類似鉆頭形狀的部分等。在有的標準中，同樣是錐端或平端，也有不同的形式如圓頭端。

　　類型

　　根據(jù)自攻螺釘發(fā)展和演變過程，我們認為自攻螺釘?shù)念愋椭饕幸韵聨追N：

　　1、普通自攻螺釘

　　螺紋為“自攻螺紋”，亦稱“寬牙螺紋”。表面多為電鍍。

　　2、自切自攻螺釘

　　我國標準稱為“自攻螺釘刮削端”，螺紋為自攻螺紋或機螺紋，十字槽也是“H”型。自切自攻螺釘有以下幾種型式：十字槽盤頭自切自攻螺釘，十字槽沉頭自切自攻螺釘。十字槽半沉頭自切自攻螺釘，六角頭自切自攻螺釘。

　　3、自擠自攻螺釘(自攻鎖緊螺釘)

　　自擠自攻螺釘?shù)穆菁y一般為機螺紋，很少采用自攻螺紋。在扳擰方式中，為確保高速自動裝配扳手的使用，一般不推薦采用開槽。自擠自攻螺釘?shù)穆輻U橫截面為三棱形。所以也稱為三角螺紋螺釘。

　　4、自鉆自攻螺釘(自鉆螺釘)

　　自鉆自攻螺釘?shù)穆菁y，中國、德國和國際標準為自攻螺紋。美國ASME和SAE標準中BSD型自鉆自攻螺釘為自攻螺紋，CSD型自鉆自攻螺釘為機螺紋。自鉆自攻螺釘不推薦采用“開槽”和“普通六角頭”。

　　5、金屬驅(qū)動螺釘(金屬強攻螺釘)

　　金屬驅(qū)動螺釘?shù)穆菁y為多頭，并帶有一定螺旋角的特殊螺紋。只有美國標準中有金屬驅(qū)動螺釘，我國和德國標準中沒有。

　　6、墻板自攻螺釘(干壁釘)

　　墻板白攻螺釘為喇叭頭，十字槽(H型)，60°牙型角的特殊螺紋，表面多為磷酸鹽處理(磷化)。

　　7、纖維板釘

　　十字槽為Z型，表面處理多為電鍍。纖維板釘有以下幾種幾種型式：沉頭、雙沉頭纖維板釘，盤頭、盤頭凸緣(帶墊)纖維板釘，半沉頭、半沉頭凸緣(帶墊)纖維板釘。

　　8、組合自攻螺釘

　　普通自攻螺釘、自切自攻螺釘、自鉆自攻螺釘?shù)扰c平墊圈、彈性墊圈(包括彈簧墊圈、彈性鎖緊墊圈形t成的組合自攻螺釘。

　　9.其他自攻螺釘類型

　　高、低牙雙導程自攻螺釘，粗、細牙(不同螺距)螺紋自攻螺釘，螺紋涂有密封材料(耐落)的自攻螺釘，各種復合槽自攻螺釘，其他特殊設(shè)汁的自攻螺釘?shù)取?/span>

　　總之，自攻螺釘種類很多，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，技術(shù)的進步，新材料、新結(jié)構(gòu)、新的螺紋形式的，新型自攻螺釘類產(chǎn)品會不斷出現(xiàn)。

　　特點

　　自攻螺釘種類雖然很多，但它們都具有以下幾個共同點：

　　(1)一般都是采用滲碳鋼制造(占總產(chǎn)量的99%)。也可以采用不銹鋼或有色金屬制造。

　　(2)產(chǎn)品必須經(jīng)過熱處理。碳鋼自攻螺釘必須經(jīng)過滲碳處理，不銹鋼自攻螺釘必須經(jīng)過固溶硬化處理。以使自攻螺釘達到標準所要求的機械性能和使用性能。

　　(3)產(chǎn)品表面硬度高，芯部韌性好。即“內(nèi)柔外剛”。這是自攻螺釘性能要求的一大特點。如果表面硬度低，則擰不進基體中;如果芯部韌性差，一擰就斷，也不能使用。所以“內(nèi)柔外鋼”是自攻螺釘滿足使用性能的，非常重要的要求。

　　(4)產(chǎn)品表面均需要表面防護處理，一般是電鍍處理。有的產(chǎn)品表面須經(jīng)磷酸鹽處理(磷化)，如墻板自攻螺釘多為磷化。

　　(5)采用冷鐓工藝生產(chǎn)。推薦采用高速冷鐓機和高速搓絲機或高速行星式滾絲機生產(chǎn)。這里強調(diào)高速，是為了確保產(chǎn)品質(zhì)量。只有高速機器生產(chǎn)的自攻螺釘頭部成形好，螺紋品質(zhì)高。

　　標準

　　總的來說，自攻螺釘?shù)某叽纭C械性能和工作性能要求共有以下幾個標準：

　　1.自攻螺釘尺寸標準

　　ASME B18.6.3 2010標準不僅介紹了開槽和十字槽自攻螺釘及金屬驅(qū)動螺釘?shù)某叽纾€包括碳鋼自攻螺釘?shù)臋C械性能和工作性能要求。附錄給出了測量各種尺寸的說明及有關(guān)夾緊長度和試驗孔徑的應用指導。

　　2.自攻螺釘性能標準(包括機械性能和工作性能)：

　　(1)SAE J933：介紹了碳鋼普通自攻螺釘和白切自攻螺釘?shù)臋C械性能和工作性能要求。進一步規(guī)定了原材料的選擇、熱處理、滲碳層深度及表面硬度、芯部硬度等方面的要求。

　　(2)SAE J81：介紹了自擠自攻螺釘(自攻鎖緊螺釘)的機械性能和工作性能。

　　(3)SAE J78：介紹了自鉆自攻螺釘?shù)臋C械性能和工作性能。

　　(4)IFl-113：介紹了自鉆自攻螺釘?shù)臋C械性能和工作性能。

　　(5)ASTM C1513：介紹了碳鋼自攻螺釘?shù)臋C械性能和丁作性能要求。

　　對于其他特殊類型自攻螺釘，沒有相應的國家標準或工業(yè)標準，也沒有除碳鋼以外的，其他金屬材料制造的自攻螺釘?shù)臄?shù)據(jù)得到公認。有關(guān)這些自攻螺釘?shù)募夹g(shù)數(shù)據(jù)，可以向制造者查詢。