ความรู้อุตสาหกรรม
ISO 7380-1 กับ ISO 7380-2: ทำความเข้าใจความแตกต่างทางโครงสร้างระหว่างสกรูหัวจมแบบมาตรฐานและแบบหน้าแปลน
ISO 7380 ได้รับการตีพิมพ์เป็นสองส่วนที่แตกต่างกันซึ่งมักรวมอยู่ในเอกสารการจัดซื้อและวิศวกรรม ซึ่งนำไปสู่การทดแทนที่ไม่ถูกต้องซึ่งกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานร่วมกัน ISO 7380-1 กำหนดสกรูฝาครอบเบ้าหัวกระดุมที่มีหัวทรงโดมธรรมดาและไม่มีหน้าแปลน — พื้นผิวของลูกปืนของหัวถูกจำกัดไว้ที่ด้านล่างทรงกลมของโดมเท่านั้น ISO 7380-2 กำหนดรูปแบบหน้าแปลน ซึ่งจะเพิ่มหน้าแปลนแหวนรองใต้หัวทรงโดม ซึ่งจะทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางพื้นผิวตลับลูกปืนเพิ่มขึ้นประมาณ 30% ถึง 40% เมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางส่วนหัวสำหรับขนาดสกรูที่ระบุเท่ากัน ความแตกต่างนี้ไม่ใช่เรื่องสวยงาม: หน้าแปลนจะเปลี่ยนการกระจายความเค้นอัดที่พื้นผิวข้อต่อโดยพื้นฐาน และกำหนดว่าสกรูเหมาะสำหรับใช้กับวัสดุซับสเตรตที่นิ่มกว่าโดยไม่ต้องใช้แหวนรองแยกต่างหากหรือไม่
ความสูงของส่วนหัวที่ระบุใน ISO 7380-1 เท่ากับหนึ่งในสี่ของเส้นผ่านศูนย์กลางระบุของสกรู ซึ่งต่ำกว่าสกรูฝาครอบหัวจม ISO 4762 ที่เทียบเท่าอย่างมาก ซึ่งมีความสูงของส่วนหัวเท่ากับประมาณสองในสามของเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ ความสูงของส่วนหัวที่ลดลงนี้เป็นลักษณะการทำงานที่กำหนดของการออกแบบหัวกระดุม โดยช่วยให้สามารถใช้ในช่องเจาะเคาน์เตอร์แบบตื้น ให้รูปลักษณ์ภายนอกที่บางลงบนพื้นผิวการประกอบ และลดความเสี่ยงในการรบกวนกับส่วนประกอบหรือฝาครอบเลื่อนที่อยู่ติดกัน ข้อเสียคือความลึกของการเจาะซ็อกเก็ตหกเหลี่ยมที่สั้นกว่าตามสัดส่วน ซึ่งจะจำกัดแรงบิดในการติดตั้งสูงสุดโดยตรงและด้วยเหตุนี้จึงทำให้พรีโหลดได้ ซึ่งเป็นขั้นตอนการตรวจสอบที่มักข้ามไปเมื่อเลือกหัวกระดุมโดยพิจารณาจากลักษณะที่มีลักษณะไม่เรียบเพียงอย่างเดียว
ขีดจำกัดความเค้นของแบริ่ง: เมื่อหัวกระดุม ISO 7380 ต้องใช้แหวนรอง แม้ว่ามาตรฐานจะไม่บังคับก็ตาม
ความเค้นแบริ่งที่เกิดขึ้นใต้หัวของ สกรู ISO 7380 ระหว่างการติดตั้งจะสูงกว่าสกรูฝาครอบซ็อกเก็ตมาตรฐาน ISO 4762 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุเท่ากัน เนื่องจากพื้นที่แบริ่งของหัวกระดุมมีขนาดเล็กกว่าตามสัดส่วนของน้ำหนักทดสอบที่สกรูสามารถรองรับได้ เมื่อความเค้นของแบริ่งนี้เกินกำลังรับแรงอัดของวัสดุข้อต่อที่โซนสัมผัส หัวจะค่อยๆ ฝังลงบนพื้นผิวตามรอบความร้อนหรือเหตุการณ์การสั่นสะเทือนแต่ละครั้ง กำจัดพรีโหลดและทำให้เกิดการคลายตัวของข้อต่อโดยไม่มีข้อบ่งชี้ภายนอกที่มองเห็นได้ของความล้มเหลว
| วัสดุข้อต่อ | กำลังรับแรงอัด (MPa) | ความเสี่ยงกับ ISO 7380-1 (ไม่มีแหวนรอง) | การดำเนินการที่แนะนำ |
| เหล็กโครงสร้าง (S275) | 275 | ต่ำ | การติดตั้งมาตรฐานที่ยอมรับได้ |
| อลูมิเนียม 6061-T6 | 276 | ปานกลาง (M5 และต่ำกว่า) | ใช้หน้าแปลน ISO 7380-2 หรือเพิ่มแหวนรองสำหรับ M5 และเล็กกว่า |
| อลูมิเนียม 5052-H32 | 193 | สูง (ทุกขนาด) | จำเป็นต้องมีเครื่องซักผ้าหรือหัวหน้าแปลน |
| แมกนีเซียมอัลลอยด์ (AZ31) | 97 | สูงมาก | ต้องใช้แหวนรองชุบแข็ง OD ขนาดใหญ่โดยไม่คำนึงถึงประเภทหัว |
| พลาสติกวิศวกรรม (พีซี/เอบีเอส) | 55–75 | สูงมาก | จำเป็นต้องมีโครงโลหะแทรกหรือสลักเกลียว |
หัวกระดุมหน้าแปลน ISO 7380-2 ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาความเค้นของตลับลูกปืนในชุดโลหะผสมน้ำหนักเบา โดยไม่ต้องใช้ส่วนประกอบแหวนรองหลวมแยกต่างหาก หน้าแปลนรวมจะเพิ่มพื้นที่ตลับลูกปืนประมาณ 1.6 ถึง 1.9 เท่า ขึ้นอยู่กับขนาดที่ระบุ ช่วยลดความเครียดของตลับลูกปืนตามสัดส่วน และขยายช่วงของวัสดุพื้นผิวที่สามารถใช้สกรูที่โหลดเต็มพิกัดโดยไม่มีความเสี่ยงในการฝังตัว
การเลือกระดับคุณสมบัติสำหรับสกรู ISO 7380: เหตุใด 10.9 จึงไม่เหนือกว่า 8.8 เสมอไปในการใช้งานแบบหัวกระดุม
สกรูหัวกระดุม ISO 7380 ผลิตเชิงพาณิชย์ในคุณสมบัติคลาส 8.8 และ 10.9 สำหรับเหล็กคาร์บอนและโลหะผสม และในสเตนเลสออสเทนนิติกเกรด A2-70 และ A4-70 สัญชาตญาณในการระบุระดับคุณสมบัติสูงสุดที่มีอยู่สำหรับการใช้งานตัวยึดโครงสร้างใดๆ เป็นปัญหาโดยเฉพาะสำหรับหัวกระดุม ISO 7380 เนื่องจากปัจจัยจำกัดในข้อต่อหัวกระดุมส่วนใหญ่ไม่ใช่ความสามารถในการดึงของสกรู แต่เป็นความสามารถในการบิดของช่องรับ ซ็อกเก็ตหกเหลี่ยมในหัวกระดุม ISO 7380 มีความลึกของซ็อกเก็ตประมาณ 37% สั้นกว่าสกรูฝาครอบ ISO 4762 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุเท่ากัน เมื่อสกรูเกรด 10.9 ต้องการแรงบิดในการติดตั้งที่ 14 ถึง 16 N·m เพื่อให้ได้พรีโหลดโหลดที่พิสูจน์ได้ แต่ซ็อกเก็ตแบบสั้นสามารถรองรับได้เพียง 10 ถึง 12 N·m ก่อนที่ความบิดเบี้ยวของซ็อกเก็ตจะเริ่มขึ้น ระดับคุณสมบัติที่สูงกว่าจะกลายเป็นการต่อต้าน
คำแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับการเลือกคลาสคุณสมบัติ ISO 7380 จึงเป็นดังนี้:
- ช่วง M3 ถึง M6: คุณสมบัติคลาส 8.8 เหมาะสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ความลึกของช่องเสียบในขนาดเหล่านี้ให้การส่งแรงบิดที่เชื่อถือได้ถึงโหลดทน 8.8 โดยไม่เสี่ยงต่อความเสียหายของช่องเสียบเมื่อใช้ประแจหกเหลี่ยมที่ไม่ได้สวมที่มีขนาดถูกต้อง
- ช่วง M8 ถึง M12: คุณสมบัติคลาส 10.9 เป็นไปได้เนื่องจากความลึกของซ็อกเก็ตสัมบูรณ์ที่มากขึ้นทำให้มีการเชื่อมต่อที่เพียงพอสำหรับความต้องการแรงบิดที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม จะต้องตรวจสอบสภาพของซ็อกเก็ตอย่างเข้มงวด — ปุ่มหกเหลี่ยมที่สวมใส่ที่ M8 ขึ้นไปสามารถแยกซ็อกเก็ต ISO 7380 เกรด 10.9 ได้ในเหตุการณ์การติดตั้งครั้งเดียว
- เมื่อจำเป็นต้องโหลดล่วงหน้าสูงสุดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก: ลองเปลี่ยนไปใช้สกรูฝาครอบซ็อกเก็ต ISO 4762 ในตำแหน่งเดียวกันแทนที่จะอัพเกรดคลาสคุณสมบัติของ ISO 7380 ความสูงส่วนหัวที่สูงขึ้นของ ISO 4762 ให้ความลึกของซ็อกเก็ตที่จำเป็นในการส่งแรงบิดการติดตั้งเกรด 10.9 อย่างปลอดภัย
- เกรดสแตนเลส (A2-70, A4-70): สารป้องกันการยึดติดและความเร็วในการติดตั้งที่ควบคุมได้จำเป็นสำหรับหัวกระดุมสเตนเลสในรูเกลียวสเตนเลสเพื่อหลีกเลี่ยงการครูด
ตัวเลือกการรักษาพื้นผิวสำหรับสกรู ISO 7380 และผลกระทบต่อการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านมิติ
ISO 7380 ระบุคุณสมบัติทางกลและมิติของสกรูในสภาพที่ไม่เคลือบผิว และการรักษาพื้นผิวที่ใช้หลังการผลิตจะเพิ่มวัสดุไปยังพื้นผิวภายนอกที่ต้องคำนึงถึงเมื่อตรวจสอบความสอดคล้องของมิติ ตัวเลือกการเคลือบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายกับสกรูหัวกระดุม ISO 7380 พร้อมด้วยมิติและประสิทธิภาพ ได้แก่:
- ออกไซด์สีดำ: เพิ่มความหนาน้อยกว่า 0.0005 มม. ให้กับทุกพื้นผิว และไม่มีผลกระทบที่วัดได้ต่อคลาสเกลียวหรือความสอดคล้องของขนาดส่วนหัว ผิวเคลือบมาตรฐานสำหรับส่วนประกอบทางกลภายในอาคาร อุปกรณ์ติดตั้งเครื่องมือ และตู้อิเล็กทรอนิกส์ที่ระบุลักษณะสีดำที่ไม่สะท้อนแสง
- การชุบด้วยสังกะสีด้วยไฟฟ้า (โครเมตใสหรือสีเหลือง): เพิ่ม 5 ถึง 12 ไมครอนต่อพื้นผิว การชุบหนากว่า 10 ไมครอนบนเกลียว 6g เสี่ยงต่อการขันแน่นหรือเกจเสียหาย และต้องใช้สกรูฐานที่ระดับความคลาดเคลื่อน 6e เพื่อให้มีค่าเผื่อการชุบ
- ชุบนิกเกิล: ให้พื้นผิวที่สว่างและทนต่อการกัดกร่อนที่ 8 ถึง 15 ไมครอนต่อด้าน หัวกระดุมชุบนิกเกิลในการใช้งานที่มีการสัมผัสกับผิวหนังจะต้องได้รับการทดสอบว่าสอดคล้องกับการปล่อยนิกเกิลตาม EU REACH ภาคผนวก XVII รายการ 27
- การเคลือบเกล็ด Dacromet / ทรงเรขาคณิต: ใช้งานที่ความหนารวม 8 ถึง 20 ไมครอน ให้ความทนทานต่อการพ่นเกลือได้นาน 500 ถึง 1,000 ชั่วโมง โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการเกิดการเปราะของไฮโดรเจน ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีที่สูงกว่า (0.12 ถึง 0.16) จะต้องนำมาพิจารณาในข้อกำหนดแรงบิด — แรงบิดในการติดตั้งเดียวกันจะทำให้เกิดพรีโหลดน้อยลงประมาณ 15% เมื่อเทียบกับสกรูชุบสังกะสี
- การเคลือบ PVD (TiN, CrN, DLC): PVD ใช้ที่ความหนา 1 ถึง 4 ไมครอน โดยจะเพิ่มขนาดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในขณะที่ให้ความแข็งพื้นผิว 1,500 ถึง 5,000 HV ระบุไว้ในส่วนประกอบการปั่นจักรยานระดับไฮเอนด์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และเครื่องมือด้านการมองเห็นที่มีความแม่นยำ
การออกแบบรูเจาะและรูหลบสำหรับการติดตั้ง ISO 7380: หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวาดที่พบบ่อยที่สุด
สกรูหัวกระดุม ISO 7380 มักติดตั้งในรูเจาะเคาน์เตอร์ที่ฝังหัวทรงโดมไว้ด้านล่างหรือแนบไปกับพื้นผิวส่วนประกอบ รูปทรงของเคาน์เตอร์บอเหล่านี้ถูกกำหนดอย่างไม่ถูกต้องบนแบบวิศวกรรมเป็นประจำ ข้อผิดพลาดในการวาดที่พบบ่อยที่สุดสามประการสำหรับข้อกำหนดจำเพาะเคาน์เตอร์บอร์ ISO 7380 และผลที่ตามมาคือ:
- การระบุความลึกของการเจาะเท่ากับความสูงของหัวที่ระบุ: ด้วยพิกัดความเผื่อมิติของทั้งสกรูและเคาน์เตอร์บอร์ที่กลึง โดมจะยื่นออกมาเหนือพื้นผิวเล็กน้อยหรืออยู่ต่ำกว่าระดับเรียบ การปฏิบัติที่ถูกต้องจะเพิ่มความสูงส่วนหัว 0.1 มม. ถึง 0.2 มม. เมื่อระบุความลึกของเคาน์เตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าเบาะนั่งเรียบหรือต่ำกว่าสม่ำเสมอ
- การใช้เคาน์เตอร์เจาะก้นแบนสำหรับหัวทรงโดม: เคาน์เตอร์เจาะทรงกระบอกก้นแบนจะสัมผัสกับโดมเฉพาะที่ขอบด้านนอกเท่านั้น ทำให้เกิดเป็นเส้นสัมผัสที่เน้นความเค้น และไม่มีความเสถียรด้านข้างสำหรับหัวสกรูภายใต้แรงเฉือน เส้นผ่านศูนย์กลางเคาน์เตอร์เจาะที่ถูกต้องคือ 0.3 มม. ถึง 0.5 มม. ซึ่งใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางหัวที่ระบุ
- ไม่สามารถระบุช่องว่างในการเข้าถึงคีย์ hex เหนือเคาน์เตอร์: การออกแบบที่ให้ระยะห่างเหนือเคาน์เตอร์เจาะเพียง 5 มม. ถึง 8 มม. ต้องใช้ประแจหกเหลี่ยมปลายมน (ซึ่งลดแรงบิดที่ส่งผ่านได้ 25% ถึง 30%) หรือใช้ไขควงหกเหลี่ยมด้ามจับตัว T ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต้องคำนึงถึงแรงบิดในการติดตั้งที่ระบุ
ตัวแปร ISO 7380 ที่ไม่ได้มาตรฐาน: เส้นผ่านศูนย์กลางส่วนหัวแบบกำหนดเอง ความลึกของซ็อกเก็ตเพิ่มเติม และตัวเลือกแม่เหล็กต่ำ
ซีรี่ส์มิติมาตรฐานที่กำหนดใน ISO 7380 ครอบคลุมขนาดที่กำหนด M3 ถึง M16 โดยมีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางและความสูงคงที่ของส่วนหัว ในการใช้งานทางวิศวกรรมที่มีความแม่นยำจำนวนมาก อัตราส่วนมาตรฐานเหล่านี้ไม่ตรงกับข้อกำหนดการออกแบบอย่างเหมาะสมที่สุด และมีการระบุรูปแบบส่วนหัวของปุ่มแบบกำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการทำงานเฉพาะ
ขยายเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวเพื่อเพิ่มพื้นที่แบริ่ง
การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนหัวเกินกว่ามาตรฐาน ISO 7380 ในขณะที่ยังคงรักษาโปรไฟล์โดมของหัวกระดุมไว้ ทำให้เกิดตัวยึดที่มีพื้นที่ลูกปืนสูงขึ้นอย่างมาก ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในแหวนรองแยกต่างหากในการใช้งานกับวัสดุพิมพ์ที่อ่อนนุ่ม เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวแบบกำหนดเองที่ 1.5× ถึง 2.0× ของเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวมาตรฐาน ISO 7380 นั้นสามารถทำได้ผ่านการขึ้นรูปเย็นในแม่พิมพ์สั่งทำพิเศษ และผลิตเชิงพาณิชย์เป็นชุดตั้งแต่ 5,000 ชิ้นขึ้นไป โปรไฟล์โดมจะต้องได้รับการออกแบบใหม่ตามสัดส่วนเมื่อเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนหัว เพื่อรักษารูปลักษณ์ที่โปรไฟล์ต่ำตามที่ตั้งใจไว้
ความลึกของซ็อกเก็ตที่ขยายเพื่อการส่งแรงบิดที่สูงขึ้น
การผลิตหัวกัดโปรไฟล์ ISO 7380 ที่มีความลึกของดอกบ็อกซ์ตรงกันหรือเข้าใกล้มาตรฐาน ISO 4762 จะสร้างรูปทรงแบบไฮบริดที่ให้รูปลักษณ์ภายนอกของหัวกระดุมแบบบางพร้อมหน้าสัมผัสดอกบ็อกซ์และความสามารถในการบิดของสกรูฝาครอบ การกำหนดค่าที่ไม่ได้มาตรฐานนี้ใช้ในการใช้งานที่ต้องการโหลดล่วงหน้าสูงสุด แต่หัวทรงกระบอกที่ยื่นออกมาของสกรู ISO 4762 นั้นยอมรับไม่ได้ ความลึกของซ็อกเก็ตที่เพิ่มขึ้นทำได้โดยการระบุความสูงของส่วนหัวที่มากขึ้นในเครื่องมือการขึ้นรูปเย็น โดยทั่วไปจะเพิ่ม 0.5 มม. ถึง 1.5 มม. ซึ่งเกินมาตรฐาน ISO 7380 สำหรับขนาด M4 ถึง M8 ความสามารถในการใช้เครื่องมือภายในของ Suzhou Anzhikou ช่วยให้สามารถรวมข้อกำหนดความลึกของซ็อกเก็ตแบบกำหนดเองเข้ากับการออกแบบแม่พิมพ์ส่วนหัว และตรวจสอบความถูกต้องผ่านการตรวจสอบบทความแรกก่อนการเปิดตัวการผลิต
เกรดแม่เหล็กต่ำและไม่เป็นแม่เหล็ก
สแตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน สกรู ISO 7380s มีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำแต่ไม่เป็นศูนย์ เนื่องจากมีมาร์เทนไซต์ที่เกิดจากการเสียรูปซึ่งก่อตัวขึ้นในระหว่างกระบวนการมุ่งหน้าไปแบบเย็น สำหรับการใช้งานในอุปกรณ์ MRI ชุดประกอบแมกนีโตมิเตอร์ และเข็มทิศที่แม่นยำ หัวปุ่ม ISO 7380 ที่ไม่ใช่แม่เหล็กอย่างแท้จริง จำเป็นต้องมีการอบอ่อนโซลูชันหลังส่วนหัวหรือข้อกำหนดเฉพาะของเกรดโลหะผสมซูเปอร์ออสเทนนิติก เช่น 316LN หรือ 904L รุ่นที่ไม่ใช่แม่เหล็กเหล่านี้เป็นสินค้าสั่งทำที่ผลิตเป็นชุดเล็กๆ ตามข้อกำหนดของลูกค้า และการตรวจสอบความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของสกรูสำเร็จรูปนั้นจำเป็นต้องมีการวัดขดลวด Helmholtz หรือมิเตอร์วัดความสามารถในการซึมผ่านที่สอบเทียบแล้ว — การทดสอบแม่เหล็กแบบ Hall-Effect แบบมาตรฐานไม่เพียงพอที่จะตรวจจับการเพิ่มขึ้นของการซึมผ่านเล็กน้อยที่ไม่ผ่านข้อกำหนดของเครื่องมือที่มีความแม่นยำ







