Электронное руководство по выбору винтов: размеры, типы приводов, материалы и источники поставок

Обнаженная выемка M1,6 может остановить автоматизированную сборочную линию на двадцать минут, а цена самого электронного винта не имеет значения по сравнению с этим временем простоя. Ниже М3 зазор между винтом, который закручивается чисто, и винтом, который повреждает головку, часто сводится к долям миллиметра по глубине выемки, неправильной обработке поверхности или геометрии привода, которая никогда не предназначалась для электроинструментов.

Что на самом деле определяет электронный винт

Электронный винт — это миниатюрный резьбовой крепеж, обычно диаметром от M0,8 до M3, изготовленный с жесткими размерными допусками и снабженный прецизионной выемкой для привода, поэтому он может крепить тонкие панели, печатные платы и небольшие корпуса, не деформируя окружающий материал.

Три характеристики отличают его от винта общего назначения:

• Диапазон диаметров. М1.6, М2.0 и М2,5 удовлетворяют большую часть спроса на бытовую электронику, а М1.0 и М1.2 появляются в модулях камер и носимых устройствах.
• Геометрия головы. Общая высота головки, плоской и сырообразной головок не превышает 1,5 мм, поэтому винт не заходит за соседние компоненты и стенки корпуса.
• Точность прорези. Углубление, вырезанное до нужного размера, имеет большее значение, чем прочность на растяжение, поскольку на производственной линии винту приходится аккуратно высвобождаться из отвертки тысячи раз.

Стандарты размера и резьбы, определяющие, подходит ли винт

В метрических электронных винтах используется форма резьбы с углом 60 градусов, определенная стандартом ISO 68-1, а практический рабочий диапазон составляет от M1,0 до M3,0. Выбор правильного размера зависит от шага, глубины зацепления и материала, в который ввинчивается винт.

Глубина зацепления должна достигать как минимум удвоенного номинального диаметра. Винт M1,6, ввинченный в пластиковую бобышку всего на 1,5 мм, концентрирует нагрузку на слишком малом количестве резьб и срывает бобышку задолго до того, как винт достигнет номинального крутящего момента.

Типы приводов и как они выдерживают автоматическую сборку

Приводы Торкс и шестигранные головки превосходят приводы с крестообразным пазом в электронной сборке, поскольку они передают крутящий момент через плоские вертикальные контактные поверхности, а не через наклонные кулачковые поверхности, которые выталкивают сверло из паза.

Поперечная выемка предназначена для выхода наружу, как только крутящий момент превысит пороговое значение. Такое поведение защищает ручной инструмент и мягкую головку винта, но при автоматизированной сборке оно становится помехой, поскольку пороговое значение смещается в зависимости от износа бита, толщины покрытия и выравнивания отвертки.

• Торкс, шестилепестковый: высокая передача крутящего момента и минимальный подъем бита — выбор по умолчанию для винтов M2 и меньшего размера, устанавливаемых машиной.
• Шестигранная головка: хороший крутящий момент с привычным интерфейсом инструмента, но стенки выемок становятся тоньше при самых маленьких размерах.
• Крестовая выемка: широко доступен и прощает перекосы, но более склонен к повреждению головы при многократном автоматизированном вождении.
• Прорезной: дешев в изготовлении и непригоден для управления крутящим моментом, его лучше избегать в производстве электроники.

Материалы и отделка для обеспечения проводимости и коррозии

Нержавеющая сталь 304 является материалом по умолчанию для электронных винтов, но никелированная углеродистая сталь выигрывает по стоимости и проводимости, тогда как латунь и нержавеющая сталь 316 отвечают особым электрическим и коррозионным требованиям.

Толщина никелирования обычно составляет от 3 до 8 микрометров. Ниже 2 микрометров пористость резко возрастает, и винты начинают разрушаться во влажном хранилище еще до того, как достигают сборочной линии.

Крутящий момент, допуск и реальная стоимость поврежденной головки электронного винта

Большинство поломок электронных винтов не являются поломками резьбы. Это износ впадин, содранные пластиковые бобышки или перетянутые головки, и каждый из них указывает на значение крутящего момента, которое никогда не соответствовало материалу.

Эти цифры предполагают, что глубина зацепления как минимум вдвое превышает номинальный диаметр. Уменьшите это зацепление, и безопасный крутящий момент быстро упадет, потому что та же нагрузка распространяется на меньшее количество резьб, и вместо крепежа деформируется пластиковая втулка.

Класс допуска резьбы 6g является стандартным для электронных винтов. Это посадка с зазором, которая обеспечивает предсказуемость сборки, но это также означает, что винт от одного поставщика и резьбовое отверстие от другого редко будут воспроизводить посадку парного комплекта.

Контрольный список выбора поставщиков перед тем, как утвердить поставщика электронных винтов

Утверждение поставщика электронных винтов — это процедура документирования и метрологии, а не сравнение цен. Пять проверок отделяют надежный источник от того, который отправит вам несоответствующую партию через шесть месяцев после начала производства.

1. Сертификат на материал. Запросите сертификацию прокатного стана или катанки для каждого номера плавки с указанием диапазонов химического состава. Замена класса, например, 304, отправленного вместо 316, является самой распространенной жалобой покупателей.
2. Проверка размерного образца. Вытяните наугад тридцать штук и измерьте их оптическим компаратором. Сосредоточьтесь на диаметре головки, высоте головки, глубине выточки и диаметре шага резьбы.
3. Толщина покрытия. Никелевые покрытия обычно имеют толщину от 3 до 8 микрометров. Все, что меньше 2 микрометров, увеличивает пористость и приводит к образованию язв при хранении во влажном состоянии.
4. Проверка манометра углубления. Вставьте откалиброванную полноразмерную биту. Не должно быть заметного радиального колебания. Колебание означает более высокий риск расшатывания во время сборки.
5. Отслеживание партии. Убедитесь, что поставщик может отследить готовую партию до номера плавки сырья. Без этой связи невозможно изолировать одну плохую партию.

Часто задаваемые вопросы об электронных винтах

Какой размер электронного винта наиболее распространен?

M1.6 и M2.0 доминируют в бытовой электронике. M1.6 предназначен для монтажа печатной платы и сборки небольшого корпуса, а M2.0 — для корпусов ноутбуков и немного более тяжелых панелей. Винты ниже M1,4 обычно предназначены для модулей камер, носимых устройств и блоков прецизионных датчиков.

Являются ли электронные винты магнитными?

Это зависит от материала. Никелированная углеродистая сталь обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Нержавеющая сталь 304 становится слабомагнитной после холодной формовки, а нержавеющая сталь 316 остается практически немагнитной. Если винт находится рядом с магнитным датчиком или защитным контуром, выберите нержавеющую сталь 316 или латунь.

Какой крутящий момент следует использовать для электронного винта M2?

Начните с момента затяжки от 0,25 до 0,40 Нм для резьбы из нержавеющей стали в пластик или тонкий металл, при условии зацепления не менее 4 мм. Уменьшите верхнюю границу примерно на треть при врезании в неармированный пластик и всегда подтверждайте это проверкой крутящего момента на реальной конструкции бобышки.

Можно ли повторно использовать электронные винты?

Машинные винты, ввинчивающиеся в металлические вставки, обычно можно использовать повторно несколько раз без потери функциональности. Винты, образующие резьбу, которые прорезают свою собственную дорожку в пластике, предназначены для одиночной установки, поскольку образовавшаяся резьба изнашивается при каждом снятии, и удерживающая сила быстро падает.