Запрессовочный крепеж виды преимущества применение

Запрессовочный крепеж

Широкий перечень крепежных изделий, преимущественно с резьбой, которые с помощью равномерной нагрузки запрессовываются в предварительно подготовленные отверстия листовых металлических заготовок, при этом материал заготовки пластически деформируется и затекает в специальные элементы конструкции крепежных деталей.

Первые запрессовочные крепежные элементы появились более полувека тому назад – само изобретение и первые промышленные образцы представил рынку американский инженер-конструктор Сванстром в 40-х годах прошлого века. Такой крепеж имеет очевидные технические и экономические преимущества перед стандартными гайками, шайбами и винтами в случаях крепления тонколистовых материалов между собой или других конструкций к тонколистовым материалам. Благодаря этому запрессовочные гайки, шпильки, втулки, нетеряющиеся винты, стойки и другие изделия постепенно стали основной номенклатурой крепежных изделий для многих производственных предприятий в областях приборостроения (любые корпусные изделия компьютерной, телекоммуникационной и специальной техники), автомобилестроения, аэрокосмической техники. Постепенно сформировался независимый рынок оборудования для поточного производства запрессовочного крепежа и автоматизированной и ручной установки его в тонколистовой материал.

В чем преимущества использования запрессовочного крепежа для листового металла?

 

Технические:

  1. Прочное резьбовое соединение в тонколистовых материалах толщиной от 0,5мм (0,2’’)
    В случаях работы с тонколистовыми заготовками использование крепежа для листового металла является единственным доступным вариантом, обеспечивающим надежное резьбовое соединение со значительной удерживающей способностью и повышенным сопротивлением кручению и отрыву. 
  2. Повышенное сопротивление кручению и отрыву
    Обеспечивается за счет затекания металла заготовки в специальные круговые канавки и зубчатые насечки детали в процессе пластической деформации. 
  3. Монтаж заподлицо
    После монтажа на лицевой стороне изделия отсутствуют выступающие части, что отменяет дополнительную обработку изделия.

 

Технологические:

  1. Уменьшение номенклатуры крепежных элементов производимого изделия
    Использование крепежа позволяет отказаться от дополнительных фиксирующих шайб и гаек в процессе окончательной сборки изделия. 
  2. Уменьшение количества операций производства
    При установке данного крепежа исчезает необходимость в проведении таких технологических операций, как зенковка отверстий заготовки и удаление заусенцев (в большинстве случаев существует жесткий запрет на проведение этих операций), повторное нарезание резьбы. 
  3. Уменьшение себестоимости производимого изделия
    В ряде случаев использование запрессовочного крепежа позволяет уменьшить толщину используемого листового металла, а также поменять материал на более дешевый и легкий в обработке. Дополнительно к уменьшению себестоимости, это позволяет уменьшить габариты и вес конечного изделия. 
  4. Разделение и упрощение операций производства
    Предварительная фиксация элемента крепления к одной из скрепляемых деталей упрощает и ускоряет операцию самого крепления.
    Крепеж монтируется в металлическую заготовку с покрытием или предварительно окрашенную без повреждения покрытия или краски. 
  5. Безопасность
    Исключена потеря элементов крепления и неконтролируемое их попадание в прибор.

 К недостаткам использования запрессовочного крепежа можно отнести наличие дополнительной операции по его предварительному монтажу в тонколистовые панели. Но этот факт уверенно нивелируется преимуществами выше, учитывая количество операций, от которых можно отказаться, используя данный крепеж. Также стоит отметить, что монтаж изделий осуществляется быстро и относительно легко – необходимым и достаточным условием является наличие любой сжимающей параллельной силы.

В случае, когда установленный запрессовочный крепеж испытывает при эксплуатации нагрузки на кручение и отрыв, необходимо предварительно выяснить, не превышают ли они допустимых нагрузок, декларируемых производителем. Когда эти значения сравнимы, следует использовать более мощный крепеж – развальцовочный (резьбовые бонки), приварной или резьбовые заклепки.

Условия и ограничения для использования и установки запрессовочного крепежа в тонколистовые материалы.

 

Производители запрессовочного крепежа настоятельно рекомендуют качественно отнестись к выбору используемого крепежа в соответствии со спецификацией и конструкторской документацией на изделие.

Перед серийным производством изделий с использованием запрессовочного крепежа необходимо провести технические испытания смонтированных образцов на соответствие всем критическим требованиям к конечному продукту.

Для надежного соединения запрессовываемого элемента в тонколистовой заготовке требуется выполнение следующих условий.

Крепеж запрессован в тонком основанииДля заготовки тонколистового металла:

  • Толщина – от 0,5мм (стандартно – от 0,7мм) в зависимости от выбранного типа крепежа, для каждого из которых по спецификации существует значение минимальной толщины.
  • Твердость материала тонколистовой заготовки должна быть меньше твердости крепежного изделия
  • Все операции по обработке поверхности – анодирование, покрытие, окончательная обработка, покраска – должны быть проведены до установки крепежных изделий.

 

Для отверстия под крепеж:

  • Отверстие для монтажа запрессовочных метизов может быть вырезано лазером, просверлено, пробито или отлито
  • Диаметр отверстия должен соответствовать значению из спецификации с допуском +0,05мм/ - 0мм
  • Нельзя проводить операции зенковки отверстий и снятия заусенцев (к тому же это увеличивает время и стоимость всей процедуры монтажа), так как удаляемый в этом случае материал заготовки также затекает в зубчатые насечки и круговую канавку запрессовываемых элементов в процессе монтажа, а следовательно дополнительно упрочняет соединение крепежного элемента и тонколистовой заготовки.
  • Необходимо строго соблюдать расстояние между центром отверстия и краем листа, которое не должно быть меньше минимального значения указанного производителем в спецификации.

Для запрессовываемого элемента:

  • Твердость материала запрессовываемого крепежного изделия должна быть больше твердости материала тонколистовой заготовки.
  • Чем более жесткие допуски существуют по размерам рабочих частей запрессовочных крепежных элементов, таких как резьба и элементы фиксации соединения – юбка, круговая канавка, зубчатая насечка, тем лучшие рабочие характеристики соединения такой крепеж будет демонстрировать. Конкретные величины допусков зависят от размера и функциональности деталей изделия.

Для процедуры монтажа:

  • Наличие параллельно сжимающей силы, т.е. пресса любой конструкции и сложности. Для запрессовочного крепежа, в отличие от развальцовочных бонок, используется стандартный плоский пуансон.
  • Усилие запрессовки прикладывается плавно, чтобы вдавить запрессовываемые элементы крепежного изделия в отверстие заготовки. Любые ударные нагрузки использовать категорически запрещено – в этом случае не будет затекания материала листового металла в канавку и зубчатую насечку крепежного элемента, а значит и надежного соединения.
  • Пресс должен иметь регулировку сжимающего усилия, значения которой отличаются для крепежных элементов разных типов и размеров.

Основные виды запрессовочного крепежа по форме

Запрессовочная гайка 1. запрессовочная гайка
  • стандартная
  • заподлицо
  • с плавающей резьбой
  • для печатных плат
Запрессовочная резьбовая шпилька 2. запрессовочная резьбовая шпилька
Запрессовочная втулка 3. запрессовочная втулка с шестигранной головкой
  • с глухой резьбой
  • со сквозной резьбой

Основные виды запрессовочного крепежа по применениям

  1. для листового металла
  2. для печатных плат

Отличаются элементами конструкции и материалом. Запрессовочный крепеж для листового металла имеет низкую цилиндрическую канавку, препятствующую провороту крепежного элемента, изготавливается из нержавеющей стали, стали без покрытия и с гальванической оцинковкой. Запрессовочный (самопрошивной) крепеж для печатных плат имеет на юбке цилиндрическую насечку, которая препятствует провороту в мягких материалах, изготавливается из нержавеющей и луженой стали.