Elektronički vodič za odabir vijaka: veličine, vrste pogona, materijali i nabava

Ogoljeno udubljenje M1.6 može zaustaviti automatiziranu montažnu traku na dvadeset minuta, a cijena samog elektroničkog vijka je nebitna pored tog vremena zastoja. Ispod M3, razmak između vijka koji se uvrće čisto i onog koji oštećuje glavu često se svodi na djelić milimetra u dubini udubljenja, pogrešnoj obradi površine ili geometriji pogona koja nikada nije bila namijenjena električnim alatima.

Što zapravo definira elektronički vijak

Elektronički vijak je minijaturni navojni zatvarač, obično između M0,8 i M3 u promjeru, proizveden prema uskim dimenzijskim tolerancijama s preciznim udubljenjem tako da može pričvrstiti tanke ploče, tiskane ploče i mala kućišta bez deformiranja okolnog materijala.

Radna definicija

Elektronički vijak je pričvršćivač malog promjera s niskoprofilnom glavom, klasom tolerancije navoja od 6 g i pogonskim udubljenjem izrezanim na kalibrirani promjer, namijenjen sklopovima gdje bi standardni strojni vijak bio prevelik ili neprecizan.

Tri karakteristike odvajaju ga od strojnog vijka opće namjene:

Raspon promjera. M1.6, M2.0 i M2.5 nose većinu potražnje potrošačke elektronike, dok se M1.0 i M1.2 pojavljuju u modulima kamera i nosivim uređajima.
Geometrija glave. Pan, ravne i sirne glave održavaju ukupnu visinu glave ispod otprilike 1,5 mm tako da vijak čisti susjedne komponente i zidove kućišta.
Preciznost udubljenja. Udubljenje izrezano na ispravnu debljinu važnije je od vlačne čvrstoće, jer se vijak mora čisto osloboditi od pokretača tisuće puta na proizvodnoj liniji.

Standardi veličine i navoja koji odlučuju hoće li vijak pristajati

Metrički elektronički vijci koriste oblik navoja od 60 stupnjeva definiran ISO 68-1, a praktični radni raspon kreće se od M1.0 do M3.0. Odabir prave veličine pitanje je koraka, dubine zahvata i materijala u koji su navoji vijaka.

Uobičajene metričke elektroničke veličine vijaka i njihove tipične primjene.
Veličina	Pitch	Raspon duljina	Tipična primjena
M1.0	0,25 mm	1,5 do 4 mm	Moduli kamere, nosivi senzori
M1.2	0,25 mm	2 do 5 mm	Okviri za pametne telefone, poklopci konektora
M1.4	0,30 mm	2 do 6 mm	Mali nosači, nosači za antene
M1.6	0,35 mm	2 do 8 mm	Montaža PCB-a, montaža kućišta
M2.0	0,40 mm	3 do 10 mm	Kućišta za prijenosna računala, nosači za pogone
M2.5	0,45 mm	3 do 12 mm	Upravljačke ploče, industrijski zasloni
M3.0	0,50 mm	4 do 16 mm	Bijela tehnika, veća elektronika

0,35 mm

Jedan puni okret elektroničkog vijka M1.6 pomiče ga unaprijed za točno 0,35 mm. Tri okreta jednaka su otprilike jednom milimetru hoda, zbog čega je dubina zahvata navoja važnija od ukupne duljine vijka.

Dubina zahvata mora dosezati najmanje dva puta veći od nazivnog promjera. Vijak M1.6 uvučen samo 1,5 mm u plastičnu čahuru koncentrira opterećenje na premalo navoja i ogolit će čahuru mnogo prije nego što vijak postigne nazivni zakretni moment.

Vrste pogona i kako se drže u automatiziranoj montaži

Torx i šestougaoni pogoni nadmašuju pogone s križnim udubljenjima u elektroničkom sklopu jer prenose okretni moment kroz ravne, okomite kontaktne površine, a ne nagnute ekscentrične površine koje guraju nastavak iz udubljenja.

Križno udubljenje dizajnirano je tako da se ekscentrično izvuče nakon što okretni moment prijeđe prag. Takvo ponašanje štiti ručni alat i mekanu glavu vijka, ali u automatiziranoj montaži postaje problem, jer se prag pomiče s trošenjem nastavka, debljinom premaza i poravnanjem pokretača.

Torx, šesterostruki: visok prijenos okretnog momenta i minimalno izvlačenje bita, zadani izbor za M2 i manje vijke koji se ugrađuju strojno.
Šestougaona utičnica: dobar kapacitet zakretnog momenta s poznatim sučeljem alata, ali stijenke udubljenja postaju tanke na najmanjim veličinama.
Križno udubljenje: široko dostupan i oprašta neusklađenost, ali ipak skloniji oštećenju glave tijekom ponavljane automatizirane vožnje.
S prorezom: jeftin za oblikovanje i neprikladan za kontrolu momenta, najbolje izbjegavati u proizvodnoj elektronici.

Praktično pravilo: ako je elektronički vijak M2 instaliran s pogonskim pogonom, navedite Torx. Ako se ugrađuje ručno i trošak dominira, križno udubljenje ostaje prihvatljivo.

Materijali i završni slojevi za vodljivost i koroziju

Nehrđajući čelik 304 je zadani materijal za elektroničke vijke, ali poniklani ugljični čelik je bolji u pogledu cijene i vodljivosti, dok mesing i nehrđajući čelik 316 ispunjavaju posebne električne i korozijske zahtjeve.

Nehrđajući čelik 304 i 316

Otpornost na koroziju: izvrsna, bez potrebe za presvlačenjem za vlažna ili blago kemijska okruženja.
Vodljivost: umjerena, jer sloj pasivnog oksida povećava kontaktni otpor.
Magnetsko ponašanje: 304 postaje slabo magnetno nakon hladnog oblikovanja; 316 ostaje u biti nemagnetičan.
Trošak: veći od poniklanog ugljičnog čelika.
Najbolje za: izložena kućišta, nosače i ploče koji moraju preživjeti vlagu tijekom godina rada.

Ugljični čelik presvučen niklom

Otpornost na koroziju: dobra dok premaz ostaje netaknut, ali pore otvaraju vrata za piting.
Vodljivost: bolja od nehrđajućeg čelika, sa stabilnim kontaktnim otporom na površini nikla.
Magnetsko ponašanje: magnetsko, što je važno u blizini senzora i magnetske zaštite.
Trošak: najniža od uobičajenih opcija.
Najbolje za: staze za uzemljenje, unutarnju elektroniku i jeftine sklopove velike količine.

Debljina sloja nikla obično je između 3 i 8 mikrometara. Ispod 2 mikrometra, poroznost naglo raste i vijci počinju lupiti u vlažnom skladištu prije nego što uopće dođu do proizvodne trake.

Zakretni moment, tolerancija i stvarna cijena oštećene elektroničke glave vijka

Većina elektroničkih kvarova vijaka nisu kvarovi navoja. To su istrošenost udubljenja, oguljena plastična izbočina ili glave s prevelikim zakretnim momentom, a svaki ukazuje na vrijednost zakretnog momenta koja nikada nije bila usklađena s materijalom.

Tipični moment zatezanja, nehrđajući čelik u plastiku ili tanki metal

0,15-0,25 N.m na M1.6

0,25-0,40 N.m na M2.0

0,40-0,60 N.m na M2.5

0,60-0,90 N.m na M3.0

Ove brojke pretpostavljaju dubinu zahvata od najmanje dvostrukog nazivnog promjera. Skratite taj zahvat i siguran zakretni moment brzo opada, jer se isto opterećenje širi na manje navoja i plastični čep se deformira umjesto pričvršćivača.

Klasa tolerancije navoja 6g standardna je za elektronske vijke. To je zazor koji omogućuje sklapanje predvidljivim, ali također znači da će vijak jednog dobavljača i navojna rupa drugog rijetko reproducirati pristajanje uparenog seta.

Izmjerite dubinu udubljenja na ulaznim serijama. Preplitko udubljenje od 0,08 mm značajno povećava rizik od ispadanja čim se zavrtanj počne istrošiti.

Kontrolni popis izvora prije nego što odobrite dobavljača elektroničkih vijaka

Odobravanje dobavljača elektroničkih vijaka je dokumentacija i mjeriteljska vježba, a ne usporedba cijena. Pet provjera odvaja pouzdani izvor od onog koji će vam poslati nesukladnu seriju šest mjeseci u proizvodnju.

Certifikat materijala. Zatražite certifikaciju mlina ili žičane šipke za svaki broj zagrijavanja, s rasponima kemijskog sastava. Zamjena razreda, kao što je 304 isporučen umjesto 316, najčešća je pritužba kupaca.
Provjera dimenzijskog uzorka. Izvucite trideset komada nasumce i izmjerite ih na optičkom komparatoru. Usredotočite se na promjer glave, visinu glave, dubinu udubljenja i promjer koraka navoja.
Debljina oplata. Premazi od nikla obično imaju debljinu od 3 do 8 mikrometara. Sve ispod 2 mikrometra povećava poroznost i dovodi do udubljenja u vlažnom skladištenju.
Ispitivanje mjerača udubljenja. Umetnite kalibrirano svrdlo pune veličine. Ne bi trebalo biti vidljivog radijalnog ljuljanja. Klimanje znači veći rizik od ispadanja tijekom sastavljanja.
Sljedivost serije. Potvrdite da dobavljač može pratiti gotovu seriju do toplinskog broja sirovine. Bez te veze ne može se izolirati niti jedna loša serija.

Standardni elektronički vijci i prilagođeni nestandardni dijelovi slijede različite puteve odobrenja. Za rad po narudžbi dodajte izvješće o inspekciji prvog artikla i crtež s dimenzijama potpisan s obje strane prije početka masovne proizvodnje.

Često postavljana pitanja o elektronskim vijcima

Koja je najčešća veličina elektronskih vijaka?

M1.6 i M2.0 dominiraju potrošačkom elektronikom. M1.6 pokriva montažu tiskanih ploča i sklop malog kućišta, dok M2.0 upravlja kućištima prijenosnih računala i nešto težim pločama. Ispod M1.4, vijci su obično rezervirani za module kamere, nosive uređaje i pakete preciznih senzora.

Jesu li elektronički vijci magnetski?

Ovisi o materijalu. Ugljični čelik presvučen niklom je izrazito magnetičan. Nehrđajući 304 postaje slabo magnetičan nakon hladnog oblikovanja, a nehrđajući 316 ostaje u biti nemagnetičan. Ako se vijak nalazi u blizini magnetskog senzora ili zaštitne staze, navedite 316 od nehrđajućeg čelika ili mesinga.

Koji zakretni moment trebam koristiti za elektronički vijak M2?

Počnite s 0,25 do 0,40 N.m za nehrđajući čelik s navojem u plastiku ili tanki metal, uz pretpostavku da je zahvat od najmanje 4 mm. Smanjite gornju granicu za otprilike jednu trećinu kada urezujete u neojačanu plastiku i uvijek potvrdite testom zakretnog momenta na stvarnom dizajnu izbočine.

Mogu li se elektronički vijci ponovno upotrijebiti?

Strojni vijci s navojem u metalne umetke obično se mogu ponovno upotrijebiti nekoliko puta bez gubitka funkcije. Vijci za oblikovanje navoja koji urezuju vlastiti put u plastiku dizajnirani su za pojedinačnu ugradnju, jer se formirani navoji troše svakim uklanjanjem i sila držanja brzo opada.