สกรูทำอย่างไร? จากลวดไปจนถึงตัวยึดสำเร็จรูป

วิธีทำสกรู (ตอบให้ชัดเจนก่อน)

สกรูสมัยใหม่ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นจำนวนมากโดยการขึ้นรูปลวดเหล็กที่หัวและก้าน จากนั้นจึงรีดเกลียวลงบนพื้นผิว ตามด้วยการบำบัดความร้อน (เมื่อจำเป็น) การตกแต่งพื้นผิว และการตรวจสอบ เส้นทางที่มีปริมาณสูงสุดคือ: ลวด → การมุ่งหน้าเย็น → การรีดเกลียว → การอบชุบ (ตามต้องการ) → การเคลือบ/การชุบ → การควบคุมคุณภาพ → บรรจุภัณฑ์

วิธีนี้รวดเร็ว สม่ำเสมอ และมีประสิทธิภาพโดยสิ้นเปลือง เนื่องจากจะทำให้โลหะมีรูปร่างโดยการเสียรูปแทนที่จะตัดวัสดุออกไป สำหรับสกรูชนิดพิเศษ (โลหะผสมที่แปลกใหม่ รูปทรงที่ไม่ธรรมดา ระยะการทำงานที่น้อยมาก) การตัดเฉือนอาจเข้ามาแทนที่บางขั้นตอน แต่เป้าหมายหลักยังคงเหมือนเดิม นั่นคือ ขนาดที่แม่นยำ เกลียวที่แข็งแรง และคุณสมบัติพื้นผิวที่ควบคุมได้

การเลือกวัตถุดิบที่เหมาะสม

ประสิทธิภาพของสกรูเริ่มต้นจากการเลือกใช้วัสดุ โดยทั่วไปโรงงานจะได้รับลวดขด (หรือเหล็กเส้นที่จะดึงเป็นเส้นลวด) ให้ตรงกับความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน และความสามารถในการขึ้นรูปที่ต้องการ

วัสดุสกรูทั่วไปและการใช้งาน

• เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ/ปานกลาง: สกรูอเนกประสงค์ราคาประหยัด มักชุบเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
• โลหะผสมเหล็ก: ตัวยึดที่มีความแข็งแรงสูงกว่า โดยทั่วไปจะต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนสำหรับความแข็งของเป้าหมาย
• สแตนเลส (เช่น 18-8 / 304, 316): ทนต่อการกัดกร่อน; มักจะไม่ผ่านกระบวนการอบร้อนจนมีความแข็งสูงมากเช่นเหล็กอัลลอย
• ทองเหลือง/อะลูมิเนียม: การใช้งานด้านไฟฟ้า เครื่องสำอาง หรือที่ต้องคำนึงถึงน้ำหนัก โดยทั่วไปมีความแข็งแรงต่ำกว่าเหล็ก

การเตรียมลวดที่ส่งผลต่อความสม่ำเสมอ

ก่อนการขึ้นรูป ลวดมักจะได้รับการทำความสะอาดและหล่อลื่น (หรือเคลือบ) เพื่อให้ลวดไหลได้อย่างคาดเดาได้โดยไม่ฉีกขาด การควบคุมความตรงและเส้นผ่านศูนย์กลางมีความสำคัญเนื่องจากการแปรผันของเส้นลวดขนาดเล็กจะมีการเปลี่ยนแปลงมากขึ้นหลังจากการขึ้นรูปและการร้อยด้าย ในสภาพแวดล้อมการผลิตจำนวนมาก การควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดตามลำดับ ±0.02 มม. ถึง ±0.05 มม (ขึ้นอยู่กับขนาดและมาตรฐาน) เป็นเป้าหมายทั่วไปในการรักษาความเสถียรของมิติข้อมูลดาวน์สตรีม

ทีละขั้นตอน: จากลวดไปจนถึงส่วนหัวว่าง

ขั้นตอนการผลิตหลักขั้นแรกจะสร้าง "ช่องว่าง" (ชิ้นงานรูปทรงสกรูที่ไม่มีเกลียวหรือมีคุณสมบัติบางส่วน) โดยการขึ้นรูปเย็น การขึ้นรูปเย็นทำให้โลหะแข็งแรงขึ้นผ่านการชุบแข็งและทำให้มีปริมาณงานที่สูงมาก

หัวเย็น (ขึ้นรูปหัวและก้าน)

ในการขึ้นรูปเย็น เครื่องมือตัดเฉือนจะตัดลวดที่มีความยาวสั้นๆ จากนั้นเจาะและดายเพื่อปรับรูปร่างลวดให้เป็นหัวสกรูและก้าน เฮดเดอร์แบบหลายสเตชั่นสามารถสร้างส่วนหัวที่ซับซ้อน (แพน ฐานสิบหก เคาเตอร์จม) และคุณสมบัติต่างๆ (หน้าแปลน แหวนรอง รัศมีใต้เฮด) ในการเจาะที่ต่อเนื่องกัน วิธีปฏิบัติจริงในการแสดงภาพขนาด: ส่วนหัวที่มีปริมาณมากมักทำงานในช่วง 100–400 ส่วนต่อนาที ขึ้นอยู่กับขนาดสกรูและความซับซ้อน

ช่องขับขี่หรือคุณสมบัติส่วนหัว

โดยทั่วไปแล้ว คุณลักษณะของไดรเวอร์ (แบบฟิลลิปส์ แบบ Torx ซ็อกเก็ตหกเหลี่ยม สี่เหลี่ยม) จะถูกเจาะในระหว่างการมุ่งหน้าโดยใช้การเจาะรูปทรง นี่คือสาเหตุที่คุณภาพช่องเจาะขึ้นอยู่กับการสึกหรอของหมัด การหล่อลื่น และการจัดตำแหน่งเป็นอย่างมาก เมื่อส่วนเว้าดู "เละ" หรือเบี้ยวออกมาง่าย สาเหตุที่แท้จริงมักเกิดจากการสึกหรอของเครื่องมือหรือความลึกของการเจาะไม่ถูกต้อง

การกลิ้งเกลียว: วิธีการสร้างเกลียวอย่างแท้จริง

หลังจากมุ่งหน้าแล้ว สกรูส่วนใหญ่จะขันเกลียวโดยการกลิ้งแทนที่จะตัด การรีดเกลียวจะกดช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์ที่แข็งตัวซึ่งประทับรูปขดลวดโดยการแทนที่โลหะ โดยทั่วไปด้ายที่รีดจะแข็งแรงกว่าด้ายที่ตัด เนื่องจากการไหลของเกรนเป็นไปตามรูปร่างของเกลียวและพื้นผิวเป็นแบบเย็นแทนที่จะถูกเฉือนด้วยเครื่องจักร

การตั้งค่าการกลิ้งทั่วไปสองแบบ

• การกลิ้งแบบตายตัว: แม่พิมพ์แบบแบน 2 อัน (แบบอยู่กับที่ 1 แบบแบบลูกสูบ) เป็นเรื่องธรรมดามากสำหรับสกรูและการผลิตด้วยความเร็วสูง
• การกลิ้งแบบทรงกระบอก: แม่พิมพ์แบบกลมที่หมุนช่องว่างผ่าน มักใช้กับเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าหรือรูปแบบเกลียวแบบพิเศษ

โรงงานใดควบคุมระหว่างการรีดเกลียว

ส่วนควบคุมหลักคือเส้นผ่านศูนย์กลางเปล่า (ก่อนการกลิ้ง) รูปทรงของแม่พิมพ์ อัตราป้อน/แรงดัน และการหล่อลื่น หากช่องว่างมีขนาดใหญ่เกินไป ด้ายสามารถเติมมากเกินไปได้ เล็กเกินไปและด้ายก็ตื้น ในทางปฏิบัติการควบคุมคุณภาพ โรงงานมักจะติดตามความแม่นยำของระยะพิตช์เกลียวและเส้นผ่านศูนย์กลางหลัก/เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อยโดยใช้เกจ เครื่องมือเปรียบเทียบเชิงแสง หรือระบบวิชั่นอัตโนมัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสกรูขนาดเล็กที่ข้อผิดพลาดในพิตช์เพียงเล็กน้อยอาจทำให้เกิดงานเกลียวข้ามได้

การรักษาความร้อน: เปลี่ยนสกรูที่ขึ้นรูปแล้วให้เป็นตัวยึดที่แข็งแรง

ไม่ใช่สกรูทุกตัวที่ผ่านการอบด้วยความร้อน แต่สกรูคาร์บอนและโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงหลายตัวก็เป็นเช่นนั้น การรักษาความร้อนมักเกี่ยวข้องกับการชุบแข็ง (ออสเทนไนซ์และการชุบแข็ง) และการอบคืนตัวเพื่อให้บรรลุความสมดุลเป้าหมายของความแข็งแกร่งและความเหนียว

เป้าหมายทั่วไปและเหตุใดจึงมีความสำคัญ

วิธีปฏิบัติในการตีความการรักษาความร้อนคือความแข็ง: อ่อนเกินไปและมีแถบเกลียว แข็งเกินไปและสกรูอาจเปราะได้ สกรูเหล็กชุบแข็งหลายตัวจะตกกระแทกในช่วงความแข็งกว้าง เช่น เหล็กแผ่นรีดร้อน 28–45 ขึ้นอยู่กับเกรดและกรณีการใช้งาน ในขณะที่สกรูสแตนเลสมักอาศัยเคมีของโลหะผสมและงานเย็นมากกว่าความแข็งสูง

โรงงานทั่วไปที่มักประสบปัญหาด้านความร้อนจากการรักษาความร้อนพยายามป้องกัน

• การบิดเบือน: ควบคุมโดยฟิกซ์เจอร์ ความหนาแน่นของโหลด และกลยุทธ์การดับ
• การแยกคาร์บอนออก: การสูญเสียคาร์บอนบนพื้นผิวอาจทำให้สีข้างด้ายอ่อนลง การควบคุมบรรยากาศช่วยลดความเสี่ยง
• ความไวต่อการเปราะของไฮโดรเจน: เกี่ยวข้องอย่างยิ่งเมื่อทำการชุบเหล็กชุบแข็ง (จัดการโดยการควบคุมกระบวนการและการอบ เมื่อระบุ)

การตกแต่งและการเคลือบผิว: ป้องกันการกัดกร่อนและแรงบิดที่สม่ำเสมอ

การตกแต่งเป็นมากกว่าความสวยงาม สารเคลือบมีอิทธิพลต่อความต้านทานการกัดกร่อน แรงเสียดทาน และความรู้สึกของแรงบิดในการติดตั้งที่สม่ำเสมอ สำหรับการประกอบหลายๆ ชิ้น การควบคุมแรงเสียดทานคือสิ่งที่ป้องกันไม่ให้มีแรงบิดเกิน หัวหัก หรือโหลดแคลมป์ไม่สอดคล้องกัน

การตกแต่งทั่วไปและสิ่งที่พวกเขาทำ

• การชุบสังกะสี: ป้องกันการกัดกร่อนทั่วไป มักจับคู่กับฟิล์มทู่/สีทับหน้า
• น้ำมันฟอสเฟต: ช่วยเพิ่มการหล่อลื่นและลดการห้ำ; ทั่วไปสำหรับการใช้งานด้านโครงสร้างหรือยานยนต์บางอย่าง
• ระบบชุบสังกะสีเชิงกลหรือระบบเกล็ดสังกะสี: ใช้เมื่อต้องการการป้องกันที่หนาขึ้นหรือข้อกำหนดการกัดกร่อนเฉพาะ
• ออกไซด์สีดำ: ป้องกันการกัดกร่อนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มักเลือกจากรูปลักษณ์ภายนอกและการหล่อลื่นระดับอ่อน

ตัวอย่างเมตริกสไตล์ข้อมูลจำเพาะในโลกแห่งความเป็นจริง

ข้อกำหนดในการเคลือบมักเขียนด้วยเงื่อนไขที่วัดได้ ตัวอย่างที่คุณจะเห็นในข้อมูลจำเพาะการซื้อ ได้แก่ เป้าหมายความหนาของชั้นเคลือบ (โดยทั่วไปจะอยู่ใน 5–12 ไมโครเมตร ช่วงสำหรับระบบสังกะสีบางประเภท ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน) และข้อกำหนดในการทดสอบการกัดกร่อน เช่น ชั่วโมงการพ่นเกลือ ตัวเลขเหล่านี้แตกต่างกันไปตามมาตรฐานและการใช้งาน แต่ประเด็นมีความสอดคล้องกัน นั่นคือการควบคุมการตกแต่งเช่นเดียวกับมิติการทำงานอื่นๆ

การควบคุมคุณภาพ: วิธีที่ผู้ผลิตตรวจสอบสกรูว่า "ถูกต้อง"

QC ของสกรูผสมผสานการตรวจสอบแบบเดินเร็ว/ไม่เดินกับการวัดเชิงลึกเป็นระยะๆ สายการผลิตปริมาณมากมักจะรวมการตรวจจับแบบอินไลน์ (การมองเห็น การตรวจสอบแรง) เข้ากับแผนการสุ่มตัวอย่างสำหรับการทดสอบด้านมิติและทางกล

การตรวจสอบขนาดที่คุณคาดหวังได้

• คุณสมบัติเส้นผ่านศูนย์กลาง/ความสูงและใต้ศีรษะ: คาลิเปอร์ การวัดด้วยแสง หรือเกจ
• ความพอดีของเกลียว: เกจเกลียว GO/NO-GO เพื่อยืนยันเส้นผ่านศูนย์กลางของพิทช์และการทำงาน
• รูปทรงความยาวและปลายแหลม: สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการกรีดตัวเองหรือสกรูไม้

การทดสอบทางกลที่ใช้กันทั่วไปในล็อตการผลิต

1. การทดสอบความแข็งเพื่อยืนยันผลการรักษาความร้อนกับเกรดชุบแข็ง
2. ความแข็งแรงของแรงบิด (ขับเคลื่อนสู่ความล้มเหลว) เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนหัว/ส่วนเว้าจะไม่ต่ำกว่าที่คาดไว้
3. การทดสอบแรงดึงหรือลิ่ม (เมื่อกำหนดตามมาตรฐาน) เพื่อยืนยันความแข็งแรงและความเหนียวขั้นสูงสุด
4. การทดสอบการยึดเกาะและการกัดกร่อนของสารเคลือบ (เมื่อระบุ) พร้อมการวัดความหนา

ประเด็นสำคัญในทางปฏิบัติ: หากซัพพลายเออร์สามารถระบุเกจและการทดสอบทางกลที่ใช้ได้อย่างชัดเจน และให้ผลลัพธ์ในระดับล็อตเมื่อมีการร้องขอ นั่นถือเป็นสัญญาณที่ชัดเจนว่ากระบวนการของพวกเขาได้รับการควบคุม ไม่ใช่แบบด้นสด

วิธีการผลิตสกรูชนิดพิเศษ (การตัดเฉือน และการขึ้นรูป)

ไม่ใช่สกรูทุกตัวที่จะเหมาะสมสำหรับการขึ้นรูปแบบเย็นและการรีด ปริมาณที่น้อยมาก รูปทรงที่ซับซ้อนสูง และวัสดุบางชนิดอาจผลิตโดยเครื่องจักร CNC หรือวิธีการแบบไฮบริด (เกลียวรีดเปล่าที่กลึงแล้ว หรือเกลียวกลึงที่ไม่สามารถรีดได้)

เมื่อการตัดเฉือนสมเหตุสมผล

• การสร้างต้นแบบและการทำงานในปริมาณน้อยโดยที่ต้นทุนเครื่องมือสำหรับแม่พิมพ์ส่วนหัวไม่สมเหตุสมผล
• รูปร่างศีรษะที่ผิดปกติหรือคุณสมบัติบูรณาการที่ยากต่อการขึ้นรูป
• โลหะผสมที่ท้าทายต่อการเกิดความเย็นหรือต้องมีเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตที่แคบในคุณสมบัติหลายๆ อย่าง

การแลกเปลี่ยนที่คาดหวัง

การตัดเฉือนมักจะเพิ่มต้นทุนต่อชิ้นส่วนและการสูญเสียวัสดุ แต่จะช่วยลดความซับซ้อนของเครื่องมือล่วงหน้า และสามารถรองรับคุณสมบัติความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ที่เฉพาะเจาะจงมาก การขึ้นรูปเย็นมีอิทธิพลเหนือชิ้นส่วนที่ได้มาตรฐานและมีปริมาณสูง เนื่องจากรอบเวลาต่อชิ้นต่ำมาก

สรุป: วิธีคิดเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับการผลิตสกรู

หากคุณต้องการแบบจำลองทางจิตที่เชื่อถือได้สำหรับ "วิธีการทำสกรู" ให้มุ่งเน้นไปที่จุดตรวจสอบการทำงาน: รูปทรงเรขาคณิตจะถูกขึ้นรูปก่อน ม้วนเกลียวเพื่อความแข็งแรงและความพอดี คุณสมบัติถูกกำหนดโดยกรรมวิธีทางความร้อน (หากจำเป็น) และประสิทธิภาพจะคงที่โดยการเก็บผิวละเอียดและการควบคุมคุณภาพ

เมื่อเปรียบเทียบซัพพลายเออร์หรือกระบวนการ ให้ถามเส้นทางที่พวกเขาใช้ (หัวเย็น/รีด เทียบกับเครื่องจักร) การทดสอบใดที่พวกเขาดำเนินการ (เกจเกลียว ความแข็ง แรงบิด) และการควบคุมการตกแต่งขั้นสุดท้ายที่พวกเขาสามารถบันทึกได้ คำตอบเหล่านี้มักจะทำนายประสิทธิภาพการประกอบในโลกแห่งความเป็นจริงได้ดีกว่าเงื่อนไขทางการตลาด