螺丝制作工艺及设计准则详述.

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二、螺丝工艺流程
热处理工序
不合格组织实例--芯部硬度偏低
索氏体基体+先共析铁素体
可能为淬火预冷温度过低
板条马氏体基体+块状铁素体
可能为渗碳不足
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一、螺丝工艺流程
热处理工序
不合格组织实例
板条马氏体基体+细块状铁素体
板条马氏体+少量块状铁素体
可能为渗碳略有不足
可能为渗碳略有不足
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其它不合格组织: 表面脱碳等
A
C
牙板 A:冷镦工序后螺杆的外径 B:螺纹的底径 C:最终期望的螺纹外径
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二、螺丝工艺流程
热处理工序
1.目的: 为使螺丝在冷镦加工后得到更高的硬度和强度 2.作用: 实现对金属的自攻锁付 提高金属件机械性能,如抗扭、抗拉、耐磨 3.分类: A.退火 B.渗碳热处理(向金属件中添加碳元素,以提高其表面 硬度,针对含碳量低的金属材料) C.调质热处理(不向金属中添加元素,以温度的变化来 改变金属内部结构,以得到更好的机械性能)
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二、螺丝工艺流程
抽线工序
抽线工序：为了达到我们需要的线材直径(如至3.5mm抽线)．
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二、螺丝工艺流程
冷镦(打头)工序
冷镦(打头)工序：通过模具之间的相互作用, 使之成型.先将线材切断，镦成螺丝坯件，形 成头部，十字槽（或其它头型） 螺纹坯径及 杆长，头下圆角等。
说明：可根据客户的需求进行设计,常用的头型为Ｐ头，Ｂ头Ｆ头 Ｔ头等常用的槽型有十字槽，一字槽，梅花槽，内六角槽等
一、螺丝工艺流程
电镀工序
电镀:滚镀
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二、螺丝工艺流程
热处理工序
A.退火:(700℃x 4hr):拉长组织----正多边形化
冷加工组织形态
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二、螺丝工艺流程
B.滲碳熱處理
熱處理工序
1.
滲碳過程
滲劑的反應:活性碳原子
滲劑的擴散:活性碳原子由滲碳介質遷移到工件表面
相界面的反應:
碳原子擴散:由於表面—芯部濃度梯度而向內部擴散
金屬中的反應: 碳在鐵中達到一定程度后形成新相
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二、螺丝工艺流程
冷镦(打头)工序
普通螺丝
大变形量螺丝
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二、螺丝工艺流程
搓牙工序
搓丝工序：将冷镦好的坯件搓出螺 纹(通过活动牙板与固定牙板的 相互作用, 使之牙纹成型。)
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二、螺丝工艺流程
搓牙工序
光钉 活动块 固定块
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二、螺丝工艺流程
搓牙工序
搓牙前后的变化
牙板
冷镦工序之后的光杆
A
牙板挤压后形成螺纹 B
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二、螺丝工艺流程
熱處理工序
2. 滲碳工藝 滲碳溫度的選擇
碳溶解度/滲層深度/晶粒度
滲碳時間
滲層深度
碳氣氛:
紅外線法或氧探
頭法控制爐內碳勢
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二、螺丝工艺流程
熱處理工序
C 滲碳后淬回火(调
质）: 直接淬火+低溫
回火
預冷-- 減少變形,表面析出碳
化物而減少殘余奧氏體量,要避
免芯部析出先共析鐵素體
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二、螺丝工艺流程
热处理工序
通过渗碳处理,使螺丝表面及中心抗压,抗断能力增加. 淬火炉的温度一般是880℃,渗碳所用到的气体是甲醇.丙酮. 普通螺丝所需热处理的一般是2-3小时.经过为、淬火后螺丝 硬度很高,此时螺丝较脆，需用水或油进行冷却,然后 将螺丝进行回火.回火后螺丝的表层硬度为HV450-550,
3.冷镦:是在金属线材不加热的状态下,使用模具借助外力对其挤压 变形的过程 冷镦工艺只是锻造工艺的一种
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二、螺丝工艺流程
℃ t
线材(盘元)
抽线
冷镦(打头)
搓牙
热处理
（外发）
入库/出货
包装
选别
电镀
（外发）
－ 零 件 ＋ 阳 极
－ ＋
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二、螺丝工艺流程
盘元工序
盘元工序：指原材料制造厂商购入的原始盘 条，一个盘元主要包括以下参数： Ａ、厂牌Ｂ、品名Ｃ、规格Ｄ、材质Ｅ、炉 号或批号Ｆ、数量或重量 碳钢盘元的主要化学成分有：Ｃ、Ｍn 、P 、 S 、Si 、Cu 、Al 、其中Cu 、Al 的含量 越低越好
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一、螺丝基础知识
D.螺丝的加工方式
1.车削加工(Turning) 通过去除材料的方法使材料达到预想之形状 优点:加工精度高,无模具限制 不足:生产成本高,加工速度慢 2.锻造加工(Forging) 通过外力挤压材料使之发生变形以达到预想之形状 优点:生产速度快,成本低,适合大批量生产 不足:成形受模具限制,复杂产品的模具费用高
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二、螺丝工艺流程
熱處理工序
B.滲碳熱處理 渗碳热处理
碳原子
渗碳后,会呈现金属件表面硬(碳原 子多)而芯部软(碳原子少),从而引 出表面硬度和芯部硬度两个指标
表层
Fe
Fe
芯部
渗碳前
渗碳后
表层
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二、螺丝工艺流程
热处理工序
螺丝渗碳热处理后组织
表面: 马氏体基体(黑色) +少量碳化物 +残余奥氏体 过渡层: 马氏体+残余奥氏体 芯部:低碳马氏体 或索氏体,珠光体+铁素体组织
螺丝制作工艺及设计准则详述
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目 录
一、螺丝基础知识 二、螺丝工艺流程 三、螺丝材质 四、螺丝表面处理 五、标准螺丝选用指导
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一、螺丝基础知识
A.螺丝的有关术语
1.螺丝、螺钉、螺栓、紧固件的区别 2.常见的英文表示 Screw / Bolt / Fastener (螺丝/螺钉) (螺栓) (紧固件) 3.螺纹的定义 螺纹是一种在固体外表面或内表面上，有均匀螺旋线凸起的形状
B.螺纹作用
1.紧固和连接作用 适用于现阶段大部分螺丝产品 2.传动作用(位移作用) 如QC检查尺寸用的千分尺 3.密封作用 如管道的连接密封
杆部直线 运动
马达 螺丝 板
旋转头螺 旋运动
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一、螺丝基础知识
C.螺纹的发展史
机牙螺丝(Machine Screw)
自攻螺丝(Self Tapping Screw)
芯部硬度为HV230-380螺丝会较有韧性. 一般情况下，机械牙螺丝不需热处理，因此机械性能要求很低，通常情况下， 也不需做此方面的测试。但有强度等级情况下，均需做热处理（调质），其机 械性能要求很高。但要求相对统一，具体可参照ISO898-1，ISO 898-7或 GB/T3098.1-2000标准。调质产品没有表面硬度与心部硬度之说.
自钻螺丝(Self Drilling Tapping Screw)
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一、螺丝基础知识
C.螺纹的发展史
机牙螺纹 装配时先在装配物上钻孔攻牙, 所攻内牙与螺丝的外牙规格一 致,使用较小力矩装配。 自攻螺纹 装配时先在装配物上钻孔,不需 攻内牙,使用较大力矩装配。
自钻螺纹 直接在装配物上使用,螺丝钻孔 攻牙一次成型。