紧固件是制造和金属零件制造中必不可少的机械设备，特别是在组装和固定各种物体时。这种硬件有助于将不同的零件连接在一起，形成牢固的连接。它们有助于通过连接不同的零件来简化复杂结构和组件的制造，而不会损害每个组件的结构完整性、耐用性和功能性。
本指南探讨了不同类型的紧固件、它们的应用、材料选择以及可增强其性能的合适表面处理。此外，我们还讨论了在为您的制造需求选择合适的紧固件类型之前需要考虑的复杂细节。
什么是紧固件？
紧固件是一种将两个或多个物体连接或固定在一起的硬件。紧固件在金属零件制造中必不可少，因为它们在确保结构完整性和高效零件组装方面起着关键作用。这种机械装置有各种形式和尺寸，例如螺钉、螺栓、螺母、铆钉和销钉，为零件制造提供特定的应用。
然而，紧固件的主要优势在于，它们通过连接各种单独的部件，帮助轻松组装和拆卸大型复杂结构。它们有助于在将不同的工件连接在一起时建立牢固的机械连接。
不同类型的紧固件
机械师和 OEM 使用不同类型的紧固件来连接各种工件。虽然其中一些紧固件可以互换用于类似用途，但其他紧固件有更具体的用途。本节讨论制造和零件制造中使用的不同类型的紧固件。
螺丝
螺钉是用于固定两块金属件之间连接的最常见紧固件类型。这种螺纹紧固件看起来像钉子，全身都有螺纹，头部形状各异。与许多其他紧固件类型不同，螺钉可以单独使用，不需要任何其他硬件，只需用螺丝刀将其拧入预定孔即可。
这些机械紧固件用途广泛且耐用，尽管它们可能需要机械师先攻丝以形成螺纹，以便与接头互锁。但是，有些螺钉具有自攻或自攻丝功能，确保它们几乎不需要预攻丝。螺钉适用于广泛的应用，包括汽车、金属制品、木工和电子组装。
零件制造中使用的典型螺钉类型包括：
- 六角方头螺钉 – 适用于木工和重型应用
- 机械螺丝 – 用于连接机械部件
- 钣金螺丝 – 适用于金属板制造，能够轻松穿透金属板。
螺栓
螺栓是另一种常见的紧固件，与螺钉类似，因为它们的底部都有外螺纹。非专业人士可能会误将螺栓称为螺钉，反之亦然。然而，它们是两种不同的紧固件类型，主要区别在于螺栓需要另一种紧固件——螺母——来建立牢固的连接。此外，螺栓往往有一个扁平或圆形的头部，顶部没有标记，因为它们不需要螺丝刀。
螺栓更适合需要更高强度和承载能力的应用，例如组装大型机械和建筑工程。与螺钉不同，螺栓不需要对要连接的部件进行螺纹加工，因为它只需与螺母互锁，从而固定连接在一起的部件。
用于制造零件的螺栓的常见示例包括：
- 六角头螺栓：具有六角头，易于抓握，便于轻松紧固。
- 双头螺栓： 具有双头螺纹，可以与合适的螺母互锁。
- 马车头螺栓：具有凸形头部。它们通常用于木工应用。
- 吊环螺栓：一端有一个类似眼睛的开口。
坚果
如前所述，螺母通常与尺寸、形状和螺纹图案相似的螺栓配对使用。它与螺栓（有时是螺钉）配合使用，因为它可以形成牢固的连接，将零件固定在一起。与螺栓一样，螺母也有不同的形状和设计，常见的有六角螺母和焊接螺母。
- 螺栓和螺钉具有外螺纹，而螺母具有内螺纹，有助于增加扭矩并产生合适的抓握力，与螺栓或螺钉形成牢固的连接。因此，螺栓和螺母紧固件系统有效地连接了两个工件，而它们内部没有任何内螺纹。机械师只需确保工件上有孔并且它们对齐，即可让螺栓和螺母连接。
以下是零件制造中使用的一些螺母类型：
- 六角螺母：六角形，适合与六角螺栓建立牢固连接
- 连接螺母：这些用于紧固通常难以触及的区域。
- 焊接螺母：这些用于与长螺纹螺栓建立牢固的连接。
铆钉
铆钉是永久性紧固件，可形成不可逆连接，与我们迄今为止讨论过的其他紧固件类型不同。它们是汽车和制造业的首选永久性紧固件。它们重量轻，轴光滑，无螺纹。它们是圆柱形的，类似于螺栓和螺钉，具有独特的头部和尾部。然而，它们通过端部变形将材料连接在一起，形成牢固的连接。
标准铆钉类型包括：
- 实心铆钉
- 盲铆钉
- 管状铆钉等
洗衣机
垫圈是另一种独特的紧固件，通常与螺栓和螺母一起使用，以确保更均匀的负载分布，防止损坏，因为它们提供了牢固的连接。垫圈是薄板，中间有一个孔，以确保它们类似于圆盘。它们用作螺栓和螺母之间的垫片，作为减震器并减少摩擦。此外，它们还可以通过防止直接接触来帮助保护工件，就像其他传统紧固件一样。
垫圈示例
- 平垫圈
- 码头清洗机
- 平垫圈
其他类型紧固件
除了上述更复杂的紧固件之外，还有其他类型的紧固件可用于在两个组件之间建立牢固的连接。
钉子
钉子是制造、建筑和家用领域使用最古老的紧固装置。它们是更复杂的紧固件的基础，难怪螺栓和螺钉看起来像钉子。然而，它们更容易使用，无需螺纹或复杂的工具。相反，钉子需要剪切力（通常用锤子）才能将钉子打入您要连接的部件中。
销
这些是圆柱形紧固件，用于对齐和固定部件。示例包括 U 形销、定位销和锥形销。与垫圈一样，销钉也是辅助紧固件，通常与螺钉、螺栓和铆钉等其他紧固件结合使用，有助于确保在零件组装过程中正确对齐、定位和提高稳定性。
锚
这些紧固件顾名思义，其功能与船锚类似。它们用于将物体固定在脆弱或易断裂的材料上，例如干式墙、天花板或混凝土。它们有助于形成牢固的支撑，将舌头紧紧地夹在周围环境中。它们可以带有内螺纹或外螺纹。
制造紧固件所用的材料
紧固件通常使用硬质材料制造，主要是金属和合金，如钢、铝、黄铜等。机械师必须确保选择与机加工零件预期用途相匹配的坚固紧固件，因为紧固件的选择也可能影响其强度、耐腐蚀性和其他机械性能。
铁板
钢是最常见的紧固件材料，因为它具有高强度和耐用性。然而，这种合金有不同的等级，取决于碳与铁的含量比，从而改变其物理、机械和化学性质。此外，这些特性，特别是强度和耐腐蚀性，可以通过各种表面处理和热处理来增强，进一步增强其作为金属紧固件的属性。
铝板
铝是金属制造的最常见材料，因为它重量轻、强度高、用途广泛。此外，铝合金具有良好的导电性和美观性，适合广泛的应用，包括电子产品和需要良好视觉吸引力的制造。铝的密度低，非常适合轻量化规格。此外，OEM 可以选择将铝合金与铜和镁等其他合适的合金相结合，以增强其机械特性和对特定应用的适用性。
不锈钢
与碳钢和其他钢合金相比，不锈钢含有的碳和铁明显较少，而铬和镍等不同元素的含量则有所增加。加入这些材料可确保合金更耐腐蚀，能够承受腐蚀和其他恶劣环境。无论如何，不锈钢具有令人难以置信的强度，使其成为制造快接件的不错选择。它们确保保持所连接部件的结构完整性，确保它们适合广泛的应用。
黄铜
黄铜紧固件不像钢和铝合金紧固件那么常见。然而，它们也具有出色的耐腐蚀性、导电性和美观性。这些特性的结合使它们适合装饰和电气应用。黄铜紧固件因其延展性和美观性而适合电气和管道。
钛
与铝一样，钛紧固件重量轻、强度高、耐腐蚀。它们也不太常见，但由于其独特的性能，非常适合航空航天、医疗植入物和海洋环境等具有挑战性的应用。钛合金具有出色的强度重量比，使其成为轻量化规格的理想选择，同时不会影响强度。此外，它们具有生物相容性，使钛紧固件适合制造医疗和手术器械。
塑料
紧固件的应用并不仅限于金属。塑料制造需要由塑料和其他合适聚合物制成的紧固件。塑料紧固件重量轻、不导电、耐腐蚀和耐化学品，非常适合金属紧固件可能不理想的应用。它们通常用于电子产品，其绝缘性能至关重要。由于其成本低廉且用途广泛，它们还适合其他应用，如汽车和消费品制造行业。
紧固件的标准表面处理
一般来说，大多数紧固件都采用具有优异机械、物理和化学性能的材料。然而，操作不当和暴露在恶劣环境中可能会影响其中一些特性，从而降低其有效性和耐用性。因此，我们建议机械师采用适当的表面处理来提高紧固件的整体性能，加强其连接部件之间的连接。
下面，我们讨论一些紧固件的标准表面处理。
镀锌
用镀锌工艺为金属紧固件镀上一层锌，可显著提高这些紧固件的抗氧化性，同时增强其美观性。这种表面处理适合汽车、航空航天、一般制造和船舶应用中使用的螺栓、螺母和螺钉等紧固件。
镍涂层
镍是不锈钢的成分之一，其耐腐蚀性比碳钢更高。因此，与镀锌一样，镀镍有助于改善紧固件的化学性能，使其更耐用并增强其外观。
黑氧化膜
用黑色氧化物涂覆紧固件可提高其润滑性，使其更易粘附于油漆。然后涂上油漆可进一步提高紧固件的耐腐蚀性。涂层使紧固件具有装饰性的黑色表面，使整个产品更加美观。
阳极氧化
这是一种化学工艺，在紧固件表面涂上一层金属氧化物，例如在铝螺钉或螺栓上涂上氧化铝。氧化物涂层通常更耐腐蚀、更耐用。此外，阳极氧化允许不同的颜色选择，以达到美化目的。
如何选择正确类型的紧固件
正如我们之前所讨论的，制造过程中有不同类型的紧固件。但是，您如何知道哪种紧固件最适合您的项目？本节讨论需要考虑的因素，以便您选择最合适的类型。
预期的应用程序
选择紧固件之前，首要标准是其预期用途，特别是强度指标。这还包括将紧固件的规格与产品的整体用途进行对比，以防止选择可能损害组件耐用性的紧固件。
了解产品需求将帮助您选择最适合规格的紧固件类型或子类型。例如，对于木工应用以及干式墙和电器，螺钉比螺栓更合适。而对于要求更高、承重能力更强的项目，螺栓则更合适。
材料类型
需要考虑的另一个关键因素是材料类型。您不能使用塑料紧固件进行金属制造。请记住，钢制紧固件是最常见的，因为它们具有令人难以置信的机械特性和阻力。但是，在使用铝制部件时，尤其是轻量级规格时，最好坚持使用铝制紧固件。此外，不锈钢或钛紧固件更适合在恶劣环境中应用，因此腐蚀或化学反应等因素不会损害组件的完整性。
螺纹类型及安装方法
机械师需要评估安装方法和可访问性，以确保为目标产品选择最合适的更快类型。例如，工件上是否有螺纹孔可能决定您选择的螺钉或螺栓的类型。事实上，当没有螺纹，并且您可以使用的螺钉不是自攻丝时，您可能需要坚持使用螺栓和螺母来建立牢固的连接。
此外，关于螺纹，粗螺纹通常可以确保快速组装零件，而细螺纹则需要更长的时间。然而，细螺纹意味着与零件或螺母（如螺栓）的相互作用更多，从而确保更牢固的锁定和连接。
整容科
紧固件的美观度和视觉外观也是需要考虑的重要标准，特别是对于需要良好美观度的应用。这些应用包括家具、消费电子产品和建筑装置。机械师必须确保选择足够好的紧固件，以进一步增强产品的视觉吸引力。
选择紧固件时要考虑的其他因素包括成本和可用性。机械师应确保所选紧固件不会超出总制造成本，同时还要选择随时可用的紧固件。
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结语
选择合适的紧固件对于实现安全、耐用和高效的制造和零件制造装配至关重要。每种紧固件都有独特的优势和应用。因此，机械师和 OEM 必须了解各种类型的紧固件，以确定最适合项目的紧固件。必须考虑材料兼容性和美观性，以确保最佳效果和产品耐用性。
太棒了，在一起
