Саморезы по металлу
Что необходимо знать при проектировании соединительных элементов
Строительные компании, мебельная индустрия, предприятия российского производственного контура, эксперты в инжиниринговых фирмах и даже гаражные «кулибины» нуждаются в доступе к верным решениям – будь то правильные электроинструменты или оптимальный набор крепежных деталей. Но как узнать, являются-ли винты по металлу лучшим выбором по сравнению с другими типами? Мы предоставляем общее руководство, чтобы исключить возможные ошибки при проектировании, когда вы решаете соответствует-ли винт по металлу Вашим потребностям и какой тип наиболее подходит.
Отличия саморезов по металлу
В предыдущей статье мы уже писали о существовании стандартов на крепеж по металлу. Особенности такого крепежа вытекают из основного действующего стандарта для резьбы самонарезающих винтов ГОСТ ISO 1478-2015, устанавливающего требования к конструкции и размерам:
- Как подсказывает область применения указанного стандарта, самонарезающие винты предназначены преимущественно для листового металла. Вы можете скреплять металлические детали между собой, или прикреплять металлическую деталь к другим поверхностям (таким как пластик, алюминий, многослойная фанера, твердая резина, дерево и т.п.).
- Как правило, это полнорезьбовой крепеж (от кончика винта до головки), призванный обеспечить максимальное сцепление по всей толщине скрепляемых поверхностей. Кроме того, остроконечные винты для листового металла почти всегда имеют резьбовой хвостовик, чтобы прорезать им твердые материалы.
- Винты для листового металла чаще всего изготавливают из углеродистой стали с гальваническим цинковым покрытием, из аустенитной нержавеющей стали, однако помимо них существуют и специальные винты, например, из ферритной нерж. стали или с цинк-ламельным покрытием.
Типы саморезов по металлу
Как и любой крепеж, саморезы по металлу поставляются различной длины и диаметра одного и того же типа. Типы саморезов подразделяются, в первую очередь:
- по виду головки,
- по типу шлица,
- по типу хвостовика.
Рис. 1 Устройство самореза
Конструкция и размеры основных видов головок приведены, например, в действующих нормах на самонарезающие винты ГОСТ Р ИСО 7049-2012 и ГОСТ Р ИСО 7050-2012, где помимо этого указано подробное описание стандартной их конструкции, диаметров и длин. Однако, существует множество иных форм головок, характеризующих свое специфичное применение. Некоторые из них приведены на Рис. 2.
Рис. 2. Некоторые виды головок различных винтов
Среди значительного разнообразия приводов головок (типов шлица) наиболее распространены Ph (Phillips) и Pz (Pozidrive). На вид, их легко отличить друг от друга по характерным рискам с торца (Рис. 3). Это важно, в первую очередь, при подборе подходящего инструмента при работе с винтами, так как влияет на его износ. Например, для работы с винтом с крестообразным шлицем PZ2 нужно взять биту с соответствующим типом и номером: стандартные размеры приводов приведены в Табл.1. Вместе с тем, наиболее прогрессивным в инженерной практике сегодня является привод Torx (Звездообразное углубление под ключ), способный передавать наибольший крутящий момент, по сравнению с остальными типами, без повреждения его геометрии. Детально конструкция звездообразного привода регламентирована в ГОСТ Р ИСО 10664‑2007.
Рис. 3. Типы шлица Ph и Pz
Стандартными хвостовиками (концами резьбы), при одном и том же ее теле, являются форма С, F и R (Рис. 4), причем первая наиболее популярная на практике. Форма F интересна тем, что не имеет отрицательного допуска по длине (Таблица 1): ее можно встретить, например, в креплениях деталей салона автомобиля, где нужно выдержать глубину завинчивания сопрягая сталь и мягкие материалы. Скругленный конец типа R на саморезах по металлу на практике практически не встречается, его функция скорее сводится к тому чтобы прижать им деталь, не прокалывая её. Однако эта задача гораздо точнее решается при помощи установочных винтов с овальным хвостовиком ввиду более чёткого позиционирования такого винта в метрической резьбе.
Рис. 4. Геометрия и концы резьбы остроконечных винтов по металлу
Отдельно следует отметить конец резьбы с буром, очень популярный сегодня, например, в индустрии алюминиевых конструкций, так как он позволяет вкручивать винты без предварительного засверливания (Рис. 5). При проектировании самосверлящих винтов по металлу существует один очень важный нюанс: нержавеющие саморезы из материала А2/А4 мягче винтов из углеродистой стали, возможность просверливания нержавеющими винтами отверстия в ответной детали часто нужно определять экспериментально. Успешная работа сверла из стали обыкновенного качества опосредованно зависит от коэффициента трения между буром и деталью (чем ниже коэффициент, тем проще сверлу ввинтиться). Тема регулировки коэффициента трения в крепежных соединениях в целом очень важна при их проектировании, а потому требует отдельной статьи. Также, не менее важно понимать, что длина бура lb должна быть больше, чем толщина просверливаемой поверхности для успешной работы самореза.
Рис. 5. Геометрия и конец резьбы самосверлящего винта по DIN 7504
С общей геометрией резьбы винтов по металлу и основными параметрами крестообразного шлица, Вы можете ознакомиться в таблице:
Таблица 1. Основные параметры резьбы, приводов и конца резьбы
Наш инженерный центр осуществляет расчет и оказывает услуги по нанесению антикоррозионного покрытия на детали метизной группы. Имея большой опыт в сфере проектирования и организации поставок коррозионно-стойкого крепежа, мы готовы решать задачи, где высокое качество является обязательным требованием.