Виды крепежных изделий в производстве и как выбрать правильный?

Виды застежек 

Знаете ли вы, как создавать сложные механические конструкции и узлы, обеспечивая прочность и надёжность соединений? Крепёжные элементы — один из ключевых элементов, используемых для объединения нескольких механических деталей в единую систему или изделие. Это миниатюрные компоненты, которые бывают разных видов, например, гайки, болты, застёжки, штифты и т. д.

Крепежные изделия применяются в самых разных изделиях: от простых бытовых изделий до сложных инженерных систем, таких как самолеты, электроника, архитектурные элементы и автомобильные двигатели. Понимание формы, установки, функций и предпочтительных сфер применения различных крепёжных изделий поможет вам выбрать подходящий тип в соответствии с вашими требованиями. Давайте обсудим различные типы крепёжных изделий и факторы, которые следует учитывать при их выборе. 

Итак, начнем. 

 

Что такое крепеж?

Пример крепежа

A застежка Это критически важный компонент оборудования, используемый в крупных сборках для соединения двух или более отдельных компонентов, особенно при сборке деталей из листового металла в различных отраслях промышленности. Они не только обеспечивают надёжное соединение, но и способствуют распределению нагрузки, позиционированию деталей, структурной устойчивости, удержанию давления и снижению вибрации.

Размер крепёжных деталей может варьироваться от миллиметра до нескольких сантиметров. По сути, это небольшие механические детали, которые надёжно соединяют крупные детали. Такие крепёжные элементы, как гайки и болты, создают разъёмные соединения, в то время как другие создают неразъёмные соединения, и после установки разобрать детали невозможно.  

Существуют различные типы крепёжных изделий, включая резьбовые, заклёпочные, механические штифты и шайбы. В следующих разделах мы кратко рассмотрим эти типы крепёжных изделий.

 

Резьбовые крепления

Крепеж резьбовой Они выпускаются с внутренней, внешней или обоими типами резьбы. Они обеспечивают прочное соединение с соответствующей парой креплений.  Винты, гайки, болты и шпильки — наиболее распространённые типы резьбовых крепёжных изделий, используемых в производстве. Рассмотрим их кратко.

Винтовые крепления 

Крепеж винтовой

Это самые распространённые виды резьбы, имеющие на поверхности спиральные (или иные) канавки, напоминающие гвоздь. Они позволяют надёжно скрепить две металлические детали, вставив их в отверстие с крестообразной резьбой с помощью шуруповёрта. 

Винтовые крепёжные элементы также могут быть самонарезающими и резьбонарезными. Когда вы вставляете и вращаете винт в ответное отверстие, он идеально подходит и соединяется с компонентом, образуя внутреннюю резьбу. 

• Винты для листового металла: Острые и остроконечные винты, используемые для тонких металлических листов или пластика. 
• Шурупы с затяжкой: Это тяжёлые шурупы с крупной резьбой и шестигранной головкой. Они подходят для тяжёлых работ по дереву и крепления конструкций.
• Винты с головкой: Эти винты имеют увеличенные головки для надежной фиксации в узлах тяжелого оборудования. 

Гайковые крепежи 

Гайка крепежная 

Гайковые крепёжные элементы позволяют соединять механические компоненты без внутренней резьбы. Они представляют собой небольшие крепёжные элементы с внутренней резьбой и работают как пара болтов. Они имеют тот же размер и рисунок резьбы, что и ответный болт. 

Вам нужно только сделать отверстие соответствующего размера для гайки в заготовке, затем вставить болт и закрепить компоненты, соединив гайку, чтобы получить прочное и гибкое соединение.

Вот некоторые типичные разновидности орехов:

• Шестигранные гайки: Они характеризуются шестигранной формой и сопрягаются с болтом, имеющим аналогичную геометрию. 
• Гайки колпачков/акрон: Как следует из названия, колпачковые гайки используются для закрытия торца болта. 
• Приварные гайки: Они привариваются с одной стороны стыка, образуя постоянное соединение, обычно используемое для длинных болтов и труднодоступных мест. 

Болтовые крепежи 

Болтовые крепления 

Болты отличаются от винтов тем, что для соединения деталей им требуются ответные гайки. Они имеют наружную резьбу с круглой или плоской головкой и могут быть закручены без использования электрических отвёрток. Болтовые крепёжные элементы подходят для простых и тяжёлых узлов. Они выдерживают высокие нагрузки и обеспечивают отличную механическую прочность. Гайки и болты выпускаются в различных стандартных метрических размерах, таких как M6, M8, M10 и т. д., обычно от M1.8 до M25. Однако вы также можете изготовить болты на заказ с размером, необходимым для конкретных работ. 

Кроме того, существуют разные типы болтов на рынке, включая шестигранные болты, болты с квадратной головкой, двухсторонние болты, U-образные болты и рым-болты. 

Застежки

Крепежные элементы-шпильки

Шпилька — это безголовочный резьбовой крепёжный элемент, имеющий одну или две резьбовые стороны на стержне. Вместо головки шпильки вставляются и крепятся к деталям с помощью двухсторонней резьбы. Если резьба на шпильке только с одной стороны, для надёжного соединения требуется болт с другой стороны.

Они подходят для равномерного распределения нагрузки и точного совмещения соединяемых деталей. Шпильки хорошо выдерживают сильную вибрацию и механические нагрузки. Шпильки широко используются в узлах блока цилиндров, трубопроводных системах и тяжелой технике.

• Двусторонние шпильки: Имеющие резьбовые секции на обоих концах.
• Шпильки с полной резьбой: Шпильки с резьбой по всей длине стержня.
• Фланцевые шпильки: Имеющие скошенные края и полностью резьбовое тело. 
• Шестигранные шпильки:  Шпильки с резьбой на обоих концах и шестигранником посередине. 

В таблице ниже обобщены различия между различными типами резьбовых креплений:

Тип	Дизайн	Особенности	Установка	Функции и приложения
Винт	Наружная резьба с головками различной формы	Саморезы или машинного типа.	Вбивается непосредственно в отверстие или гайку.	Быстрое крепление для листового металла, пластика и дерева.
Паз	Внутренняя резьба, шестигранная или колпачкового типа.	Пары с болтами/шпильками.	Затягивается гаечным ключом или динамометрическим инструментом.	Обеспечивает зажим и легкую разборку.
болт	Наружная резьба с головкой и стержнем.	Высокая прочность, используется с гайкой.	Вставьте в отверстие и затяните с предварительным натягом.	Структурные и машинные соединения.
шпилька	Стержень без головки и с резьбовыми концами.	Фиксированное выравнивание, многоразовое использование.	На одном конце имеется резьбовое отверстие, на другом — гайка.	Двигатели, фланцы, тяжелая техника.

 

Заклепки или крепежные элементы без резьбы 

Виды заклепок

Заклёпки — это тип крепёжного изделия, образующего прочные и надёжные соединения без внутренней и наружной резьбы. Они представляют собой цельные и гладкие стержни с головкой и хвостиком на обоих концах. Заклепки образуют постоянные соединения, для чего заклепка вставляется в отверстие и деформируется ее хвостовая часть, обычно примерно в 1.5 раза превышающая диаметр заклепки. 

Существует несколько типов заклепок, включая сплошные, глухие, трубчатые и специализированные/изготовленные на заказ. 

Твердые заклепки

Наиболее распространённые заклёпки имеют простую конструкцию. Сплошной стержень с нагретым концом вставляется в отверстие, а хвостовая часть деформируется для соединения двух деталей. Они используются в машиностроении, строительстве, автомобилестроении и в качестве надёжного соединения. крепеж для авиакосмической промышленности. 

Слепые заклепки 

Вытяжные заклёпки, также называемые вытяжными, соединяют две или более деталей, когда доступ возможен только с одной стороны. Они состоят из корпуса стержня и сердечника, который протягивается через корпус, расширяя заклёпку и создавая прочное соединение. Вытяжные заклёпки лёгкие и широко используются в строительстве, электронике, аэрокосмической, автомобильной и других отраслях промышленности. 

Трубчатые заклепки 

Полая трубчатая структура этих заклёпок обеспечивает лёгкую установку с меньшим деформирующим усилием. Как правило, хвостовая часть заклёпки расширяется наружу для надёжного соединения. Трубчатые заклепки используются в воздуховодах систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, электронике, осветительных приборах и других легких изделиях.

Специализированные/заказные заклепки

Эти типы заклёпок изготавливаются индивидуальной формы, соответствующей конкретной задаче. Специализированные заклёпки могут иметь R-образную форму, веерообразную форму или любую другую форму в зависимости от требований. 

Многофункциональные заклепки

Это разновидность вытяжных заклёпок с расширенным диапазоном захвата; они могут расширяться в несколько сгибов при установке. Поэтому многозажимные заклёпки идеально подходят для соединения деталей разной толщины. При вытягивании стержня из корпуса, корпус сжимается и расширяется, компенсируя разницу в толщине. 

В таблице ниже обобщены различия между различными типами крепежных деталей без резьбы:

Тип	Дизайн	Особенности	Установка	Функции и приложения
SOLID	Цельный вал с головкой.	Прочный, устойчивый к вибрации.	Вставьте горячий/холодный и деформируйте хвост.	Авиакосмическая промышленность, машиностроение, строительство.
Слепой	Полый корпус с оправкой.	Необходим односторонний доступ.	Потяните за оправку, чтобы расширить корпус.	Автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, электроника.
Трубчатый	Частично полый вал.	Для установки требуется меньше усилий.	Раструб с полостью для замка.	Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, освещение и легкие соединения.
Мульти-захват	Слепой тип с более широким захватом.	Подстраивается под различную толщину.	Оправка расширяется в несколько складок.	Панели разной толщины, ремонт.
Специальная заклепка	Индивидуальные формы или головки.	Создан для особых грузов.	Согласно требованиям проекта.	Индивидуальное изготовление техники, специализированная фурнитура.

 

Механические штифтовые застежки 

Механические штифты

Это ещё один тип безрезьбового крепёжного элемента цилиндрической конструкции. Механические штифты используются для выравнивания, позиционирования, удержания и фиксации нескольких компонентов. Они способны эффективно передавать сдвигающие усилия внутри узла.

Эти типы креплений подходят для временных соединений; их можно демонтировать при необходимости. В отличие от заклёпок или болтов, для их установки используются: защемление в отверстии, защёлкивание, трение, пружинное действие и раздвижной деформирующий механизм. 

Теперь давайте рассмотрим распространенные типы механических штифтов, используемых в механических узлах:

• Штифты или цилиндрические штифты: Это простые цилиндрические штифты, которые фиксируют положение деталей, вставляя их в соответствующие стыковочные отверстия. Штифты используются в машиностроении, инструментальной промышленности и сборке различных промышленных изделий. 
• Пружинные штифты: Также называемые эластичными штифтами, они имеют спиральное отверстие на одном конце, диаметр которого меньше диаметра самого штифта. После установки в нужное положение они обеспечивают плотное прилегание за счёт расширения. 
• Шпильки: Также известны как разъемные, U-образные или шпильки для волос. Конструкция включает петлю у основания и выдвижные ножки. После установки в отверстие требуется дополнительная застёжка или штифт для фиксации соединения. 
• Булавки: Это специальный тип пружинных штифтов, изготовленных из спиральной ленты, которая сжимается в отверстии для плотной посадки. Штифты с роликами гибкие и хорошо амортизируют удары. 

 

Механические мойки 

Механические мойки 

Хотя шайбы не являются крепёжными элементами в полном смысле этого слова, они используются вместе с болтами и гайками. Эти тонкие дискообразные элементы располагаются под гайкой или болтом и поверхностью соединения. 

Шайбы способствуют распределению нагрузки и предотвращают износ поверхности соединения. Они также предотвращают возможные повреждения в процессе затяжки и предотвращают ослабление соединения после установки.

В списке ниже приведены распространённые типы механических стиральных машин:

• Простые или плоские шайбы: Простая и распространённая шайба тонкой и плоской конструкции с отверстием в центре. Она также служит прокладкой между сопрягаемой поверхностью и крепёжным элементом. 
• Пружинные шайбы: Эти шайбы обычно имеют спиральную или коническую форму и обладают хорошей осевой гибкостью. Для предотвращения ослабления и выдерживания динамических нагрузок и вибраций можно использовать пружинные шайбы.
• Стопорные шайбы: Как следует из названия, стопорные шайбы удерживают крепёжный элемент в нужном положении при высоких нагрузках и вибрации. Они могут использоваться для винтовых, зубчатых и клиновых фиксаторов.

 

Крепеж для гвоздей 

Гвоздевые крепежи

Часто путают гвозди с шурупами. Разница в том, что гвозди не имеют винтовой резьбы; их крепление полностью зависит от сжатия и трения. Шляпки могут быть круглыми или плоскими для обеспечения сжатия. 

Гвозди обычно используются для крепления деталей из мягкого металла, в основном дерева и тонкого листового металла. С помощью гвоздезабивного пистолета можно забивать сразу несколько гвоздей. Это значительно сокращает время монтажа. 

• Сверхпрочные гвозди: Используются в строительстве и тяжёлой технике. Толстый стержень обеспечивает необходимую прочность.  
• Брэд Нейлс: Это очень тонкие гвозди, предназначенные для отделочных и панельных работ. 
• Roffing Nail: Укороченная длина с плоской головкой (или кольцом) используется в кровельных работах. 

 

Какие материалы используются для крепежа? 

Первым критерием выбора материала для крепежа является тип материала деталей, в которых будет использоваться крепеж, а затем требования к области применения.  Наиболее распространенными материалами для этого являются сталь, нержавеющая сталь и алюминий.

Материал	Оценки	Общие случаи использования
Углеродистая сталь	Класс SAE 2, 5, 8	Болты, винты и гайки общего назначения для машиностроения, строительства и автомобильный крепеж.
Нержавеющая сталь	304 (18-8), 316	Морская промышленность, переработка пищевых продуктов, товары для активного отдыха
Легированная сталь	ASTM A193 B7, класс SAE 8	Тяжелая техника, сосуды под давлением и конструктивные узлы
Латунь	C36000	Электрические, декоративные и сантехнические крепежи
Титан	2 и 5 класс	Крепежные изделия для аэрокосмической, медицинской и судостроительной промышленности, где прочность и малый вес имеют решающее значение.
нейлон	Нейлон 6/6	Электроника, химия и легкие узлы

Кроме того, крепёжные элементы покрываются вторичным материалом для повышения коррозионной стойкости, улучшения отделки и эстетической привлекательности. Некоторые покрытия также улучшают физические, механические и электрические свойства. Распространенными покрытиями для крепежных изделий являются желтое цинковое покрытие, хромирование, никелирование, гальваническое покрытие и серое фосфатное покрытие.

Соображения по выбору правильного типа крепежа 

Поскольку существует множество разновидностей механических креплений, вы можете запутаться, какой из них выбрать для вашей задачи, чтобы обеспечить оптимальную прочность и надежность соединения. Один тип креплений не может быть идеальным решением для всех ситуаций; выбор зависит от различных факторов.

Чтобы выбрать наиболее подходящий тип крепежа для вашего предполагаемого использования, необходимо учитывать следующие факторы. Давайте кратко рассмотрим наиболее распространённые соображения.

Конечное использование или предполагаемое применение

Сначала определите требования к вашему применению. Например, желаемая прочность соединения, возможность использования разъемных соединений, несущая способность, требуемая посадка и условия эксплуатации. Выбранный вами тип крепежа должен соответствовать всем этим требованиям. 

Тип материала 

Далее, обратите внимание на материал, из которого будут соединяться детали. Материал крепёжных деталей должен быть совместим с материалом самого крепежа. Например, для соединения отдельных металлических деталей используйте металлические крепежи. Часто рекомендуется использовать тот же или чуть более прочный материал крепежа, что является оптимальным вариантом.

Операционная среда 

Учитывайте условия эксплуатации соединяемых компонентов или собранных систем. Крепёж из нержавеющей стали с цинковым покрытием идеально подходит для коррозионных сред. Алюминий может быть хорошим вариантом для лёгких компонентов, подверженных воздействию тепла и т. д.

Желаемая эстетика

Помимо факторов, связанных с функциональностью и эксплуатационными характеристиками, также следует учитывать желаемый внешний вид. Он особенно важен для декоративных, архитектурных и мебельных изделий. Поэтому тщательно выбирайте крепёж, который обеспечит хорошую производительность, не влияя на эстетическую привлекательность. 

Метод установки 

При выборе подходящего типа крепежа учитывайте доступные методы установки и необходимое оборудование. Например, для установки винтов вам понадобятся электрические отвертки, для установки клепальных пистолетов — заклепочный пистолет и т. д.

Процесс производства крепежных изделий

Если вы создаете индивидуальные крепежные элементы, также рассмотрите доступные методы их изготовления, такие как Обработка CNC, точение и обработка на швейцарском токарном станке. Это гарантирует изготовление крепёжных изделий с требуемыми характеристиками.

 

Проблемы обработки с ЧПУ для производства крепежа

Хотя обработка на станках с ЧПУ произвела революцию в способах производства крепежных изделий, не обошлось без проблем. Вот некоторые препятствия, с которыми могут столкнуться производители:

• Выбор материалаВыбор правильного материала для крепежного элемента имеет решающее значение, поскольку свойства материала напрямую влияют на его эксплуатационные характеристики. Не все материалы легко поддаются механической обработке, и производители должны учитывать баланс между обрабатываемостью, стоимостью и конечным применением крепежного элемента при выборе материалов.
• Обработка сложного крепежаКрепежные элементы могут иметь самые разнообразные сложные формы и размеры. Обработка таких сложных деталей требует современных станков с ЧПУ, способных к многоосевым перемещениям, и квалифицированного оператора, умеющего правильно настроить станок.
• Контроль качестваОбеспечение соответствия каждого крепежного элемента требуемым техническим характеристикам имеет решающее значение для поддержания целостности изделия. Крупносерийное производство может сделать это еще более сложной задачей, требующей применения передовых методов контроля и автоматизации.

Таблица 4: Проблемы обработки на станках с ЧПУ для производства крепежа

Вызов	Описание
Выбор материала	Выбор правильного материала, который сочетает в себе обрабатываемость, стоимость и производительность
Обработка сложного крепежа	Производство сложных деталей требует современного оборудования и квалифицированных операторов.
Контроль качества	Поддержание целостности продукта при крупносерийном производстве требует передовых методов контроля и автоматизации.

 

Проектирование резьбы для крепежных деталей и стандартизация

Пример дизайна резьбы

Для обеспечения единообразия в производстве по всему миру используются различные стандарты резьбы. Стандарты и размеры позволяют производителям и покупателям выбирать правильный тип крепежа. Общепринятыми стандартами являются метрическая система, ISO, UNC и UNF. 

Теперь давайте рассмотрим роль геометрии резьбы и допусков при проектировании резьбы.

Геометрия резьбы

Сначала определите геометрию резьбы, такую ​​как длина, шаг, глубина, угол профиля резьбы (угол V-образной формы) и требуемые допуски. Резьба с мелким шагом выдерживает более высокие растягивающие нагрузки и минимизирует риск ослабления резьбы. При этом параметры конструкции зависят от диаметра стержня. 

Вот пример того, как можно выбирать различные переменные конструкции при проектировании резьбы. 

Размер	Шаг P (мм)	глубина	H/6 (мм)	1·D (мм)	1.5·D (мм)
M3	0.5	0.270633	0.072169	3	4.5
M4	0.7	0.378886	0.101036	4	6
M5	0.8	0.433013	0.11547	5	7.5
M6	1	0.541266	0.144338	6	9
M8	1.25	0.676582	0.180422	8	12
M10	1.5	0.811899	0.216506	10	15

Допуски резьбы 

Если вы используете метрическую систему, обратите внимание на сочетание класса и положения. Можно использовать классы допуска, например, 6g/6H. В то же время, для единой системы следует использовать классы допуска, например, 2A/2B. Допуски имеют решающее значение, поскольку они напрямую влияют на качество сборки и структурную целостность механических соединений.

Подведение итогов

Механические крепёжные элементы являются важнейшими компонентами сборочных узлов. Они надёжно соединяют листовой металл, литые и обработанные детали. Вы можете выбрать различные типы крепёжных элементов в зависимости от ваших требований. Однако производство совместимых и надёжных крепёжных элементов для любых целей требует современного оборудования и опыта специалистов. 

Если вы планируете заказать крепеж для своего проекта, выбирайте опытных производителей, таких как ПролинТех, Мы предлагаем Обработка с ЧПУ, литье и другие производственные мощности для изготовления стандартных или индивидуальных крепежных деталей с высокой точностью. 

Наши опытные инженеры работают над вашим проектом под строгим контролем качества на заводе. Кроме того, мы предлагаем конкурентоспособные цены, не жертвуя качеством и точностью. Нужна точная смета? Свяжитесь с нами или загрузите свой дизайн и Получить предложение прямо сейчас.

 

Часто задаваемые вопросы

Каковы пять основных типов креплений?

Основными типами крепёжных изделий являются винты, болты, гайки, шайбы и заклёпки. Гайки и болты имеют резьбу, а заклёпки — нет. Шайбы распределяют нагрузку и предотвращают ослабление соединения.

Какова ваша фактическая потребность в креплении?

Крепёжные элементы предназначены для механического соединения и позиционирования компонентов, передачи нагрузки и поддержания соосности. Некоторые типы крепёжных элементов также допускают демонтаж при необходимости.

Какой тип соединения можно создать с помощью резьбового крепежа?

Крепёжные элементы могут создавать как постоянные, так и временные соединения. Винты и болты с гайками создают съёмные соединения, тогда как заклёпки формируют неразъёмные соединения.