Запрессовочный крепёж в листе: гайки, шпильки и стойки

Коротко: когда нужен запрессовочный крепёж

Резьбе нужна длина. В листе 1,5 мм у резьбы M6 с шагом 1 мм всего 1,5 / 1 = 1,5 витка: такая резьба сорвётся при затяжке. Чтобы получить в тонком листе полноценную резьбу, в него ставят гайку, шпильку или резьбовую стойку — сваркой, заклёпкой или запрессовкой.

Запрессовка не греет лист и не требует доступа с обратной стороны для расклёпки: крепёж вставляют в отверстие и сжимают на прессе. Изготовители выпускают три основные группы:

• гайки — резьбовое гнездо в листе;
• шпильки — резьбовой стержень, торчащий из листа;
• стойки — втулки с резьбой или без, которые держат вторую деталь на расстоянии от листа.

Если лист достаточно толстый, резьбу режут прямо в нём — диаметры под метчик по ГОСТ 19257-73 в статье «Отверстия под метрическую резьбу» и в калькуляторе метрической резьбы.

Как держится запрессовочный крепёж

Принцип описан у изготовителей одинаково; здесь — по материалам PennEngineering (торговая марка PEM), как оговорённый пример. Крепёж вставляют в отверстие нужного размера и параллельным сжимающим усилием давят на головку до её касания с листом. Металл вокруг отверстия холодным течением затекает в кольцевую канавку на хвостовике, и крепёж становится частью листа. От проворота его держит насечка, накатка, рёбра или шестигранная головка.

Из этого следуют три требования:

1. Пластичный лист с твёрдостью не выше предела для выбранного типа крепежа — металл должен затечь в канавку.
2. Отверстие точно по таблице изготовителя — от него зависит, сколько металла уйдёт в канавку.
3. Пресс с параллельными плитами пуансона и матрицы, настроенный на нужное усилие установки.

Ответную деталь потом ставят с противоположной от головки стороны.

Твёрдость листа

Изготовитель задаёт предел твёрдости листа для каждого типа крепежа. Пример из каталога PEM для гаек:

Каталог называет эти значения рекомендациями. Практический вывод: материал листа и его состояние — часть выбора крепежа. Для нержавеющего листа каталог отводит отдельный тип с другим пределом, а остальные типы рекомендует для стали и алюминия. Как переводить HRB и HB в другие шкалы — в статье «Твёрдость HRC, HB, HV и перевод шкал».

Отверстие, толщина и кромка

Для каждого артикула изготовитель даёт размер отверстия, минимальную толщину листа и минимальное расстояние от оси отверстия до кромки. Пример — две стальные гайки PEM типа S из каталога:

Что из этого следует для конструктора:

• Отверстие больше резьбы: под гайку M6 — 8,75 мм. В модели и DXF рисуют именно его, а не окружность 6 мм.
• Допуск только в плюс — +0,08 мм. Спросите цех, держит ли резка такой допуск в вашей толщине; если нет — отверстие режут меньше и доводят.
• Кромка: минимальное расстояние от оси отверстия до кромки — по таблице артикула; в карточке S-M6-1ZI сказано, что меньшее значение ведёт к деформации листа. Рядом с линией гиба действует ещё и правило отступа отверстий от гиба — оно в статье «Конструирование гнутых деталей».
• Толщина: длину хвостовика подбирают под толщину листа — карточка S-M6-1ZI для наибольшей прочности рекомендует наибольший хвостовик, допустимый для вашей толщины.

Покрытие и порядок операций

Изготовитель допускает установку в заранее окрашенную панель и крепёж с покрытием. Для порошковой окраски после запрессовки PEM, например, выпускает гайки с заглушками, которые защищают резьбу от краски и выдерживают 250 °C. Порядок операций зависит от крепежа и покрытия, поэтому его согласуют заранее и пишут в заявке: «запрессовка до окраски, резьба защищена заглушками» или «запрессовка после цинкования».

Что указать в DXF и заявке

Если крепёж поставляете вы, это давальческий материал: как оформить передачу — в статье «Давальческий металл». Если цех подбирает аналог сам, попросите в ответе его технические данные: отверстие, толщину и твёрдость листа.

Пример. Кронштейн из стали толщиной 2 мм, четыре гайки M6 типа S-M6-1. Толщина 2 мм больше минимальной 1,4 мм. Ближайшая гайка стоит в 10 мм от кромки — больше минимальных 8,6 мм. В DXF — четыре окружности 8,75 мм, в заявке — «запрессовать 4 гайки S-M6-1 или аналог с теми же размерами со стороны А, гайки поставляет цех».

На OnlyMetals: резку листовой детали считают сразу по DXF — загрузите файл в расчёт OnlyMetals, он проверит контуры и покажет цены цехов. Если кроме резки нужны запрессовка, гибка и покрытие, отправьте заявку с чертежом — цеха ответят ценой и сроком на весь комплект.