螺钉到底吃锁附几颗牙最合适?真的越多越好吗?
本文主要介绍螺钉在压铸件(ADC12/AlSi10MgFe等)上应用;
一、在设计上,推荐吃牙7颗(中值);
螺钉紧固后,整个螺钉的轴向力都由螺牙来承担;但是落在每一颗牙上的载荷都是不同的,第1颗螺牙承载的轴向力的比例最高,然后按照螺牙顺序比例依次降低;
前3牙承受约75%;
对比吃牙3颗、吃牙5颗、吃牙7颗来看,螺钉的轴向力主要由前3牙承受;由于工艺上很难保证螺钉和内螺纹的前3颗牙100%完好,所以要增加设计余量,一般建议Min吃牙5颗;
首牙承受1/3,前3牙承受80%,5牙后受力影响减小;
另外,Max吃牙数量建议不超过9颗,原因是吃牙数量太多,不仅增加成本、影响锁附工时,而且易出现锁附异常(吃牙数量越多,对螺牙精度和一致性要求也越高);当然,在不影响装配及成本无压力等条件下,吃牙数量当然是越多越好;
在大多数情况下,首牙会承载45%-50%的预紧力;假设一个额定预紧力达70KN的螺栓副,首牙要承载35kN的力,在这么大的应力下首牙会产生塑性变形,并逐渐发生蠕变;依据相关试验,第1天螺栓预紧力会下降8%-9%,1个星期后下降至10%附近,而后就稳定了;
二、螺纹孔为盲孔时;
对于压铸件而言,一般要求孔内无残留铝屑,前4颗牙不允许有砂孔;尤其是M4、M3等规格较小的螺纹孔,可以使用中心出水的刀具来避免孔内有铝屑;
对于有气密要求的压铸件,一般D≥2.5mm;
如下是Up之前的设计规范,供参考;对于螺钉材料的介绍,可翻看之前的文章;
螺钉配合长度推荐值;(注意螺钉端部和螺纹孔端部均有倒角)
三、螺钉孔为通孔;
对于压铸件而言,若螺钉孔为通孔,则一般不会残留铝屑,失效风险相对更小;
车载应用下,若螺纹副既是机械连接,又是电气连接,则最少旋合3个螺纹副;非车载应用时,不小于2个螺纹副;
除特殊说明之外,M至少有1扣~1扣半螺纹伸出量;对长度≤25的螺钉,其螺纹伸出量≤(3+1扣~1扣半);对于长度>25的螺钉,其螺纹伸出量≤(6+1扣~1扣半);若螺纹可能干扰到其它元件或线缆或使用锁紧装置时,螺钉可以与底面平齐;
在螺钉通孔时,若采用耐落螺钉或P80螺钉,会有碎屑掉落;因此,很多无尘车间不允许有螺钉通孔的设计;
四、公差分析;
对于吃牙深度方面,务必要进行公差分析(后续会整理文章介绍公差分析),并将设计需求,准确地传递到零部件图纸上;