钢丝螺套基本介绍
(简称丝套,又称螺纹护套,螺纹丝套,螺纹钢套,牙套,护套,螺套等),是一种新型的内螺纹紧固件,是为保护金属螺纹孔而发展的嵌入物,适用于螺纹连接。其原理为冷轧菱形钢丝精确绕制成形的螺旋线圈,为内螺纹同心体,其一端带有沿径向弯曲的安装柄。自由状态下的丝套直径比其装入的内螺纹稍大,装配过程中安装工具加到安装柄的扭力使其弹性收缩,从而进入预先用钢丝螺套专用丝锥攻好的内螺纹孔内,装好以后丝套产生类似弹簧作用的膨胀,使其牢固地固定在内螺孔中,这样丝套便形成了一个符合国际标准的高精度内螺纹。
钢丝螺套嵌入铝、镁合金、铸铁、玻璃钢、塑料等低强度的工程材料的螺纹孔中,能形成标准的M,MJ螺纹,具有连接强度高,抗震、抗冲击和耐磨损的功能,并能分散应力保护基体螺纹,大大延长基体的使用寿命。另外,钢丝螺套还可以在原基体上螺纹脱扣或错牙时,作为修复手段,而不致造成整个基体报废,并且维修方便,快速经济。
1、钢丝螺套物理性能
钢丝螺套由冷锻型304不锈钢丝1Cr18Ni9Ti制造,加工硬化至200,000psi以上的抗拉强度,以及Rc43-50的硬度。抛光表面非常光滑,可有效消除螺纹磨蚀。
钢丝螺套富有弹性的线圈使其可以进行独立调节,进而可确保与母材中的单个螺纹进行最大表面接触,从而使负载分配更为均匀,减少应力和疲劳集中,以最大化螺纹强度,并增加紧固系统的可靠性和寿命。同时应用不锈钢材质可防止正常环境条件下的腐蚀,减少螺纹装配中的电蚀作用,进一步延长紧固装配的寿命。所以一般螺纹护套均可在-320度至+800度的温度下使用。
(1)按钢丝螺套使用功能分类
A、普通型螺纹丝套( Free-Running Inserts)标记“FR”
B、锁紧型螺纹丝套(Screw Lock Inserts))标记“SL”
锁紧型螺套除具有普通型的全部功能外,还具有螺纹锁能力;这是依靠其多边形锁紧圈的弹力对螺钉进行制动。
锁紧型螺套是在普通型螺套原基础上研制出的新品种,锁紧型螺套中间部位有1~2圈的五边形或六边形,当螺栓拧入螺纹孔一半时,螺栓头部碰上锁紧圈,这时通过工具施力拧入,螺栓撑开螺套的六边形,接下来,六边形卡住了螺栓的中径部位,起到了锁紧作用。实践证明,锁紧型螺套比其他一些通常锁紧装置的锁紧性能更优越,强度更高,同时还可反复拆卸。
(2)按钢丝螺套材料分类
A、Cr-Ni不锈钢材料:通过强度和材料的组合,在通常情况下使用,在轻微型结构、铝合金结构、海水、含氯液体、增加抗腐蚀性下使用。
B、铜合金材料:在要求用铜的情况下或经常调节转动的螺纹连接时使用;在要求用于导电或自润滑等情况时使用。
C、高温合金材料:温度在500——750℃时耐热使用;对宇航装配技术、飞机发动机、内燃机涡轮压气机在750℃内作业时使用。
(3)按钢丝螺套的螺纹体制分类
A、国际标准ISO“M,MJ”系列钢丝螺套
螺纹系列标记“M”,“MJ”;火花塞螺纹(Spark plug Thread)丝套在此系列
B、统一螺纹“UN”系列钢丝螺套(UNIFIED Thread Series)
粗牙螺纹标记“UNC”,细牙螺纹标记“UNF”,超细牙螺纹标记“UNEF”
C、非螺纹密封的管螺纹(British Standard Pipe Thread)螺纹标记号为“G”
(4)按钢丝螺套有无安装柄分类:
A、有安装柄钢丝螺套
B、无安装柄钢丝螺套
(5)按钢丝螺套表面有无镀层分类
A、表面无镀层钢丝螺套
B、表面有镀层钢丝螺套,如:镀银、镀镉等。
3、钢丝螺套螺纹规格
钢丝螺套按螺纹规格可分为公制(粗牙和细牙)、统一粗牙螺套(UNC)和统一细牙螺套(UNF),另外还有英国标准(粗牙BSW和细牙BSF)和管螺纹(G)规格的螺纹护套。
4、钢丝螺套的长度规格:
通常钢丝螺套的长度按安装在其内的螺栓的公称直径d的倍数选择,每种螺套有1d,1.5d,2d,2.5d,3d长度。例如:M6,长1.5d的螺套,安装后可形成M6,长度为9mm的内螺纹孔。
应用1 产品装配:
将钢丝螺套装配在铝合金等材料工件螺孔中,可形成高强度、耐磨损、高精度的标准内螺纹。
典型应用:高压开关设备、微波通讯、汽车零部件、空分设备、散热器等。
应用2 螺纹修复:
在出现螺纹加工错误或对已损坏的内螺纹孔修复时,使用钢丝螺套作为修复手段,可以对螺纹孔进行经济、有效地修复。
典型应用:零部件螺纹孔滑牙后修复,如:注塑机模板螺纹孔的修复。
应用3 螺纹互换:
利用钢丝螺套进行公制←→英制螺纹孔转换,方便、快捷。
典型应用:进口设备或机械英制螺纹由于备件供应问题需要改成公制螺纹的。
转换原理:公英制螺纹通过钢丝螺套互换,原理是这样的,如果原来是英制螺孔,重新用公制钢丝螺套专用丝锥扩孔攻丝后,再将公制钢丝螺套装入螺孔,这时相应的公制螺孔便已形成,公制的螺栓便可旋入螺孔;想把公制螺纹改成英制孔,就用英制螺套专用丝锥扩孔攻丝后装入英制钢丝螺套,便形成了英制螺孔。这项技术主要针对进口设备螺纹不互换,带来许多麻烦的难题,钢丝螺套轻松搞定。
钢丝螺套有两种表示方法,表达的都是钢丝螺套的直径、螺距和长度三个参数。
1、规格法:譬如:M3X0.5X1.5D,表示的是螺套装好后,内螺纹是M3,螺距0.5,长度1.5D(长度是直径的1.5倍长,即1.5x3=4.5mm),此处的长度指的是安装后的长度。
2、标准法:譬如:M3X0.5X6.3圈,表示的是内螺纹是M3,螺距0.5,螺套的圈数是6.3圈,对应的长度安装后也是4.5mm,此处的圈数指的是安装前实际圈数。
特别注意:钢丝螺套安装后的长度大于安装前的长度,因为螺套在螺纹孔中会收缩拉长;通常所讲螺套长度都是指安装后的长度。
钢丝螺套在安装之前,选用下表中所列的标准钻头钻孔,钻孔深度大于或等于钢丝螺套安装深度;注意不要将孔钻成锥形,切屑不要掉入。钻孔后锪孔不应超过 0.4 螺距深度 , 因为锪孔过大不利于钢丝螺套的旋入。
钢丝螺套安装底孔尺寸表
螺纹规格
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钻头直径( mm)
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螺纹规格
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钻头直径( mm)
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M2x0.4
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2.1
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M8x1
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8.3
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M2.5x0.45
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2.6
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M10x1
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10.3
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M3x0.5
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3.1
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M10x1.25
|
10.3
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M4x0.7
|
4.2
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M12x1.25
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12.3
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M5x0.8
|
5.2
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M12x1.5
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12.4
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M6x1
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6.3
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M12x1
|
12.3
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M7x1
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7.3
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M13x1.25
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13.3
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M8x1.25
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8.3
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M14x1.5
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14.4
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M10x1.5
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10.4
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M14x1.25
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14.3
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M11x1.5
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11.4
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M16x1.5
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16.4
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M12x1.75
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12.4
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M18x1.5
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18.4
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M14x2
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14.5
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M20x1.5
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20.4
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M16x2
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16.5
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M20x2
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20.5
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M18x2.5
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18.6
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M22x2
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22.5
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M20x2.5
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20.6
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M22x1.5
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22.4
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如何选用钢丝螺套呢?
1、钢丝螺套的规格与基体的螺钉规格相同,用d表示公称直径,p表示螺距。
2、钢丝螺套的型号以生产加工的需要选用普通型或锁紧型。
3、钢丝螺套的公称长度以安装螺套基体的螺孔深度或基体的抗拉强度和螺钉的性能等级来选用。
钢丝螺套安装大全
专用丝锥:用于加工钢丝螺套安装孔的内螺纹;
安装扳手:用于将钢丝螺套装入内螺纹孔中;
冲断器:用于折断钢丝螺套安装柄;
卸套器:用于取出装入螺纹孔中的钢丝螺套;
螺纹塞规:用于检验安装钢丝螺套的内螺纹孔。
也叫ST丝锥、螺套丝锥,用于加工安装钢丝螺套用内螺纹,它的大中小径比标准丝锥大(如,标准丝锥M8丝锥的大径为8.0mm,而钢丝螺套丝锥的大径为9.62mm),属于非标丝锥,通常由钢丝螺套厂家与钢丝螺套配套提供。
钢丝螺套丝锥的标记方法:ST d(螺距)×p(公称直径)
如钢丝螺套安装完成后形成的内螺纹的直径(或与其相配合的螺栓直径)为8mm,螺距为1.25mm(即M8)的螺套丝锥标记为:ST 8×1.25
螺套丝锥根据形状和形成螺纹的方式分为直槽丝锥、螺旋槽丝锥、挤压丝锥。
▲钢丝螺套用直槽丝锥:用于加工安装钢丝螺套用内螺纹的直槽丝锥。这种丝锥通用性很强,通孔或盲孔,有色金属或黑色金属都可使用,价格也相对便宜,但针对性差。切削部分可以有2、4、6牙,短锥用于盲孔,长锥用于通孔。只要底孔足够深,就应尽量选用切削锥长一些的,这样分担切削负荷齿多一些,使用寿命也长一些。
但是在选择单支或是成付丝锥上,要根据材质和螺距视其情况而定。一般说来,对于普通钢等强度高的材质,螺距小于或等于1.5mm、轻合金等低强度材质螺距小于或等于2.5mm,可用单支丝锥攻丝,省略预攻;而对于普通钢等强度高的材质螺距大于1.5mm、轻合金等低强度材质大于2.5mm,须用Ⅱ锥进行预攻,对硬度更大、螺距更大的内螺纹加工有的要用到3支甚至是4支一组的成付丝锥攻丝,必须预攻。
润滑冷却液的选择:攻丝时应适当的采用冷却润滑液,通常采用机油,有时在机油中掺少许煤油,加工钢件时可以用乳化液冷却。
为防止积屑对加工精度的影响,在加工过程中可以退出丝锥,清理切屑后再继续攻至所需的长度。
用钢丝螺套专用丝锥攻丝时,攻丝的长度必须超过钢丝螺套安装后的长度,对于通孔,要全部攻丝。
▲钢丝螺套用螺旋槽丝锥:用于加工安装钢丝螺套用内螺纹的螺旋槽丝锥。这种丝锥通常适合加工盲孔内螺纹,加工时向后排屑。螺旋丝锥与直槽丝锥不同的是,直槽丝锥的沟槽成直线型,而螺旋槽丝锥是成螺旋型,它在攻丝时,以其螺旋槽的上升旋转作用能轻易地把切屑排出孔外,以免切屑残留或堵塞于沟槽内,而造成丝锥折断、刃部崩裂,因此螺旋槽能增长丝锥的寿命,能切削出较高精度的内螺纹,切削速度也较直槽丝锥快一些。但它不适合铸铁等切屑成细碎状材料的盲孔加工。
▲钢丝螺套用挤压丝锥:用于加工安装钢丝螺套用内螺纹的挤压丝锥。这种丝锥也叫无沟丝锥或无屑丝锥,比较适合加工有色金属和低强度黑色金属等塑性较好的材质。与直槽丝锥、螺旋槽丝锥切削工作原理不同,它是对金属挤压、变形形成内螺纹。用挤压丝锥加工出的螺纹孔,抗拉、抗剪切、强度高,加工表面的粗糙度也较好,但挤压丝锥要求加工的材质有一定的塑性。同规格的螺纹孔加工,挤压丝锥预制孔比直槽丝锥、螺旋槽丝锥要小一些。
螺套扳手的特点和注意事项
普通型螺套扳手:适合小批量安装。特点是螺套扳手旋杆前端带有螺纹;优点是安装过程中轻易不会出现乱扣现象;缺点是安装速度慢,安装完螺套后,还需将扳手旋杆倒出,方能进行下一个螺套的安装;需要注意的是,当螺套从螺套扳手套管里引导螺纹进入工件螺纹孔时,如果感到手感沉,可把住扳手旋杆不动,将扳手套管逆时针旋转30到60度,然后再旋转扳手旋杆进行安装。
半自动螺套扳手:适合中批量安装。特点是螺套扳手旋杆前端开槽无螺纹;优点是安装速度快,安装完螺套后,无需将扳手旋杆倒出,直接即可拿出扳手进行下一个螺套的安装。需要强调的是,在使用半自动扳手安装螺套时,切勿在扳手旋杆上加径向力,以免乱扣。
电动螺套扳手:适合大批量安装。特点是安装场地必须有电源;优点是安装速度特别快;需要注意的是,安装时需要将扳手垂直对准接近工件螺纹孔中心再开始安装,以免划伤工件螺纹孔附近的表面。
简易T型螺套扳手:适合维修安装。特点是扳手加工方便。安装需要注意的是,在螺套进入工件螺纹孔后,左手最好扣住螺纹孔外的第一扣,一直到螺套完全安装进去,右手旋转时,切勿加径向力,以免乱扣。
钢丝螺套装配的精度等级,取决于攻制的螺纹孔精度;在对钢丝螺套安装精度要求较高的情况下,可以在用钢丝螺套专用丝锥(ST丝锥)攻牙后,在钢丝螺套装配旋入螺孔之前,用钢丝螺套底孔塞规测量螺纹孔,对螺纹孔的精度进行检测,以此保证钢丝螺套安装后形成的内螺纹是标准的螺纹。
钢丝螺套底孔塞规也叫ST塞规,螺纹护套塞规,钢丝螺套塞规。钢丝螺套塞规用于检验钢丝螺套安装前的底孔尺寸,一般在对工作精度要求较高或用来鉴别丝锥是否磨损时使用,分为单头整体螺纹塞规及双头插柄底孔塞规,I级精度。
A、单头整体钢丝螺套塞规
用于检验ST2-ST5小规格钢丝螺套安装前内孔螺纹。
B、双头插柄钢丝螺套塞规
用于检验ST5以上规格钢丝螺套安装前内螺纹
钢丝螺套安装过程主要包括钻孔、攻牙、安装、折断尾柄四个步骤。
1、钻孔:使用钢丝螺套参数表中所列尺寸的钻头钻孔,注意不得将孔钻成锥形,钻孔产生的切屑需用压缩空气吹出。钻孔后锪孔不应超过0.4螺距深度,锪孔过大不利于钢丝螺套的旋入。
2、攻丝:用相应规格的钢丝螺套专用丝锥攻丝,一般选用经济适用的直槽丝锥攻丝即可,螺旋丝锥由于出屑较好,适合攻盲孔。为保证螺纹孔精度,建议使用适当的润滑方式。攻丝完毕后应用压缩空气喷枪吹去杂屑,盲孔应使用带径向孔的长喷枪自下而上清理,也可选用清洗的办法清理。注意攻丝的深度必须超过钢丝螺套安装长度;螺纹精度要求高时,用钢丝螺套专用底孔塞规对已攻牙底孔进行检查。
3、安装:将钢丝螺套放入螺套扳手内,旋动芯轴使钢丝螺套通过安装扳手上的引导螺纹旋入底孔。需要注意的是,当螺套从螺套扳手套管里引导螺纹进入工件螺纹孔时,如果感到手感沉,可把住扳手旋杆不动,将扳手套管逆时针旋转30度,然后再旋转扳手旋杆进行安装。M14×2 以上粗牙钢丝螺套安装,可采用 “T ”型开槽简易工具安装;注意:钢丝螺套安装旋入过程,垂直方向不得有压入动作,以防跳牙乱扣,正确方法是沿螺纹旋转方向缓慢旋入。
4、冲断:通孔时,需将钢丝螺套安装柄冲断,一般用冲断器对准安装柄,用200g左右的榔头猛击一下即可去除。对于ST18X2.5以上的粗牙螺套和ST14X1.25以上的细牙螺套,建议使用尖嘴钳上下弯曲安装柄去除。但是切不可利用安装扳手反向旋转,别断安装柄,此种情况极易导致尾柄折断处产生批锋,甚至钢丝被拉出。
5、卸套:对于操作不当引起的螺套乱扣需取出钢丝螺套,可用卸套器放入钢丝螺套内孔,对准手柄用榔头猛击一下,用手向下加力按住手柄反螺纹旋转即可取出钢丝螺套。
卸套器使用方法:用带刃口的卸套器垂直放入钢丝螺套形成的螺纹孔中,对准手柄,用榔头猛打一下(根据螺套规格的大小,打击的力度要适度)并施以轴向力使卸套器刃口牢牢卡住钢丝螺套,反螺纹方向旋转卸套器,从而带动旋出钢丝螺套,这样拆卸出的钢丝螺套不会损伤底孔内螺纹。