- Главная страница
- Технический раздел
- Стандарты для винтов самонарезающих
Стандарты для винтов самонарезающих
Соединения, образуемые самонарезающими винтами, широко распространены в машиностроении и др. отраслях и продолжают динамично развиваться. Их отличает высокая технологичность работ по выполнению соединений – не требуется резьба в отверстии, можно обойтись без гайки, имеется возможность получать отверстие во время сборочной операции.
Самонарезающие винты применяются с деталями из низкоуглеродистых сталей, сплавов на основе алюминия и меди, из пластмасс. В порядке информации: название «самонарезающий» не соответствует фактическому характеру образования резьбы таким винтом. Резьба винта не срезает материал, а вдавливается в него, т.е. имеет место пластическая деформация.
При проектировании следует руководствоваться стандартами: ГОСТ Р ИСО 1478-93 Резьба винтов самонарезающих; ГОСТ Р ИСО 2702-93 Винты самонарезающие стальные термически обработанные. Общие технические условия; ГОСТ Р ИСО 7049; 7050 и 7051-93 Винты самонарезающие с цилиндрической головкой и сферой с крестообразным шлицем. Технические условия (соответственно с потайной и полупотайной головками). Российских стандартов на винты с фасонной головкой и фланцем, а также винтов со звездообразным приводом пока нет, хотя это одни из наиболее прогрессивных конструкций.
Применение новых видов самонарезающих винтов в РФ осложнено из-за разных размеров резьбы. В табл. 1 приведены параметры резьбы – наружный диаметр ST и шаг Р (в мм) по трём, одновременно действующим в настоящее время стандартам. Соответственно различаются стандарты на конструкции и размеры винтов.
ГОСТ
10618-80 |
ST |
3 |
4 |
5 |
6 | |||
Нормы
Фиат-ВАЗ |
ST |
2,9 |
3,6 |
4,3 |
4,9 |
5,6 |
6,5 | |
ГОСТ
Р ИСО 1478-93 |
ST |
2,9 |
3,5 |
4,2 |
4,8 |
5,5 |
6,3 |
Международный стандарт ИСО 1478-2005 содержит новую форму конца винтов самонарезающих - скруглённый типа R (рис. 1). В ближайшее время ожидается, что российские стандарты на самонарезающие винты будут приведены в соответствие с последними версиями стандартов ИСО. Это необходимо учитывать при новом проектировании.
Для соединений с самонарезающими винтами важно правильно назначить диаметр отверстия в зависимости от толщины листа, глубины отверстия и марки материала детали. На рис. 2 показаны основные варианты соединений листовых деталей. При соединении листов толщиной S больше шага резьбы Р в верхнем листе выполняют отверстие диаметром D>d1, где d1 – наружный диаметр резьбы, а в нижнем - диаметр dотв, который зависит от толщины этого листа. Если толщина металлического листа S<Р, то отверстие может быть проколото самонарезающим винтом с конусным концом сразу в обоих листах. Одно из наиболее рациональных решений – выполнить в нижнем листе отверстие с отбортовкой – прочность соединения на вырывание винта возрастает в 1,5 – 1,8 раза. Популярностью пользуются соединения с одновитковой U-образной пластинчатой гайкой, обладающей стопорящими свойствами.
При определении размеров отверстий детали под винт надо стремиться обеспечить наибольшую прочность соединения. При S<(1-2)Р диаметр отверстия должен быть лишь незначительно превышать внутренний диаметр резьбы винта d2. Такие детали образуют соединения типа «одно- или двухвитковая гайка». ГОСТ Р ИСО 2702-93 устанавливает минимальное сопротивление скручиванию (отрыву) головки винта Мскр , которое служит ориентиром при проектировании соединений: вращающий момент, необходимый для установки винтов не должен превышать 70-75% от момента скручивания. За критерий оценки прочности соединения можно принять осевую силу вырывания винта. Её можно определить по формуле: F=1,4 d1 ?в S + 150. В табл. 2 приведены данные о ввинчивании самонарезающих винтов в испытательную пластину и по испытаниям прочности головки винтов на минимальное сопротивление скручиванию по данным, взятым из ГОСТ Р ИСО 1478 и 2702-93.
Таблица 2
Резьба,
мм |
Диаметр
резьбы, мм |
Толщина
листа, мм, S |
Диаметр
отверстия |
Сопротивлен.
скручиванию, | ||
Раз-мер |
Шаг |
Наруж-ный, d1 |
Внутренний | |||
ST
2,9 |
1,1 |
2,76-2,9 |
2,08-2,18 |
1,2-1,3 |
2,4-2,5 |
1,5 |
ST
3,5 |
1,3 |
3,35-3,53 |
2,51-2,64 |
1,85-2,1 |
2,7 | |
ST
3,9 |
1,4 |
3,73-3,91 |
2,77-2,92 |
3,4 | ||
ST4,2 |
4,04-4,22 |
2,92-3,10 |
4,4 | |||
ST
4,8 |
1,6 |
4,62-4,8 |
3,43-3,53 |
3,1-3,2 |
4,0-4,1 |
6,3 |
ST
5,5 |
1,8 |
5,28-5,46 |
3,99-4,17 |
4,74-4,78 |
10,0 | |
ST
6,3 |
6,03-6,25 |
4,79-4,88 |
4,7-5,1 |
5,48-5,52 |
13,5 |
Данные табл. 2 могут быть использованы при проектировании. В отечественной технической и справочной литературе материалов по расчётам и проектированию соединений с самонарезающими винтами крайне мало. Поэтому разработка научно-обоснованных норм и решений является актуальной задачей.
Ранее были рассмотрены крепёжные детали с метрической резьбой на стержне трёхгранной (лобулярной) формы. Подобная форма стержня с успехом применяется на самонарезающих винтах, например для установки в глухие отверстия пластмассовых деталей.
Примечание. Широко употребляемое сокращённое название винтов «саморез», конечно неверное. В технической литературе и документации надо писать «Винт самонарезающий».
08.11.2009