O parafuso autoatarraxante, um componente padrão indispensável na indústria e construção modernas, passou por mais de 100 anos de desenvolvimento e inovação. Do primeiro design de parafuso de ferro de 1914 aos parafusos autoatarraxantes autoperfurantes de hoje, o design dos parafusos autoatarraxantes tem sido continuamente otimizado para aplicações mais complexas. Neste artigo, daremos uma olhada na evolução do parafuso autoatarraxante, analisaremos seus princípios de design e vantagens exclusivas e ajudaremos você a entender melhor esse fixador crítico.

A história do parafuso auto-roscante

A história do parafuso autoatarraxante remonta ao século XX e passou por muitos estágios importantes e evoluiu para as peças padrão comumente usadas hoje. Abaixo estão os principais estágios e benefícios da evolução do parafuso autoatarraxante.

quando os parafusos auto-roscantes foram inventados

Estágios na evolução dos parafusos auto-roscantes

1. Parafusos produzem parafusos auto-roscantes:

   • Tempo: 1914
   • Características: O primeiro design, modelado no parafuso de madeira, era feito de aço endurecido com uma cauda de parafuso em formato de A. A chave é conectar o sistema de aquecimento e ventilação do canal de chapa metálica, também conhecido como parafusos de ferro.

2. Parafusos auto-roscantes para fresagem de parafusos:

   • Tempo: Era do século XX
   • Características: O desenvolvimento originou-se de parafusos autoatarraxantes conforme a demanda do mercado aumentou. Esses parafusos são usinados com ranhuras perfuradas na extremidade da haste, depois das quais são perfuradas e rosqueadas para se conectarem a si mesmas quando parafusadas, e são subsequentemente adequadas para materiais mais espessos e duros. Para realizar materiais finos, fortes, quebradiços e outros com baixa deformabilidade, ranhuras perfuradas ou feridas são usinadas na extremidade do parafuso. Ao parafusar no furo pré-fabricado, ele possui o papel de macho e, na verdade, perfura o parafuso conectado a si mesmo.

3. Parafusos auto-roscantes Screw Flip (parafusos auto-roscantes autoextrusivos):

   • Época: início da década de 1950
   • Características: Nessa época, os engenheiros perceberam as vantagens da construção de parafusos autoatarraxantes e os desenvolveram a partir de parafusos autoatarraxantes extrudados. Com base em um design de conformação forjada a frio, parafusos e caudas especiais foram construídos para aumentar a pressão intermitente e periódica acima das roscas e para produzir uma rosca de acoplamento. Baixa resistência ao atrito, adequada para materiais espessos, melhora a robustez geral da resistência do acoplamento.

4. Parafusos autoperfurantes (parafusos autoperfurantes):

   • Época: início da década de 1960
   • Características: O surgimento de parafusos autoperfurantes autoatarraxantes promove a redução dos custos de instalação e elimina a necessidade de perfuração antecipada. O design realiza operações de corte, ataque e aperto, o que melhora a eficiência do trabalho e reduz os custos de instalação.

Além disso, existem alguns designs especiais de parafusos autoatarraxantes:

• Quantos dentes parafusos auto-roscantes: usados para plástico e outros materiais de alta densidade, design de rosca dupla para reduzir o passo do torque de rotação, aumentar a resistência ao arrasto.
• Parafusos auto-roscantes para placas de parede: usados para conectar placas de parede de cimento, a dureza da superfície da rosca é alta.

Este tipo de processo de pesquisa e desenvolvimento e design especial promove parafusos autoatarraxantes são amplamente usados em uma variedade de indústrias e construção. Com o avanço da tecnologia e a produção de novos materiais, os tipos e principais usos de parafusos autoatarraxantes ainda estão se expandindo.

Principais tipos de parafusos auto-roscantes

• Parafusos auto-roscantes gerais: o uso de parafusos de rosca larga torna a superfície suscetível a soluções de galvanoplastia.
• Parafusos autocortantes auto-roscantes: com função de punção, adequados para materiais duros.
• Parafusos autoextrusivos auto-roscantes: geralmente parafusos de máquina, adequados para montagem automática rápida.
• Parafusos autoperfurantes e autoatarraxantes: não há necessidade de furos pré-fabricados, podem ser abertos e apertados diretamente.
• Parafusos auto-roscantes para painéis de parede: especializados na indústria da construção, usados para conectar painéis de parede de cimento.
• Pregos de fibra: adequados para materiais de baixa resistência, como placas artificiais.

Características dos parafusos auto-roscantes

• Material: Geralmente é utilizado aço cementado, mas também podem ser utilizados aço inoxidável ou metais não ferrosos.
• Tratamento térmico: todos os produtos precisam ser tratados termicamente para atingir o desempenho de processo necessário.
• Tratamento de superfície: Geralmente por meio de galvanoplastia ou fosfato para aumentar a resistência à corrosão.
• Design geral: Inclui formato da cabeça, método de aperto, tipo de parafuso e método de cauda para atender a diferentes necessidades comerciais

Qual é o princípio de design dos parafusos autoatarraxantes?

O design estrutural de parafusos autoatarraxantes é baseado principalmente na criação automática de roscas durante o aparafusamento no material. Este tipo de padrão funde as funções de parafusos e cones de parafusos e pode ser acoplado diretamente ao material sem perfuração prévia. A seguir, uma análise detalhada do design estrutural de parafusos autoatarraxantes.

Princípio de funcionamento do parafuso auto-roscante

• Eficiência autoatarraxante: O design superior dos parafusos autoatarraxantes permite que eles passem pelo material à medida que são parafusados e, no processo, perfurem roscas alinhadas com as suas próprias. Este processo é baseado no movimento e extrusão do material, promovendo uma conexão suave entre o parafuso e o material de conexão.
• Design geral: Parafusos autoatarraxantes geralmente consistem em uma cabeça, uma haste e uma cauda. A cabeça vem em uma variedade de formatos, geralmente incluindo cabeças hexagonais e tábuas de corte, facilitando o uso de diferentes ferramentas para distorção. A haste contém parafusos personalizados exclusivos para diferentes materiais e aplicações primárias.

Material e tratamento térmico:

Parafusos autoatarraxantes são geralmente feitos de aço carburado, tratado termicamente para aumentar a dureza da superfície e a tenacidade do núcleo. Essa característica de "macio por dentro e duro por fora" garante que parafusos autoatarraxantes tenham menos probabilidade de quebrar quando aparafusados e podem ser efetivamente perfurados para fora das roscas.

Sistemas de fresagem e extrusão:

Em parafusos auto-roscantes, a cauda é projetada com uma aresta de corte. Quando aparafusada, a ferida perfura as roscas em vez de apenas extrudar o material. Este design promove que parafusos auto-roscantes sejam feitos de materiais mais grossos e duros.

Aplique a diversidade:

Parafusos auto-roscantes são adequados para uma variedade de materiais, incluindo metal, madeira e plástico, amplamente utilizados em materiais de diferentes durezas e espessuras. Especialmente na indústria de construção e manufatura, parafusos autorroscantes são geralmente usados para conectar chapas finas de metal, paredes e outras estruturas.

Por meio do design geral acima, os parafusos autoatarraxantes não apenas melhoram a eficiência da montagem, mas também reduzem o custo de produção e se tornam um componente essencial indispensável da modernização.

Quais são os padrões nacionais para parafusos autoatarraxantes?

As normas nacionais para parafusos autoatarraxantes incluem o seguinte:

• Norma ISO 1478 – Especificação de roscas e pontas de rosca para parafusos autoatarraxantes, aplicável a parafusos autoatarraxantes de ST1.5 a ST9.5.
• ISO 3506-4:2009 – Esta norma se aplica às propriedades mecânicas de parafusos autoatarraxantes de aço inoxidável de graus de aço austenítico, martensítico e ferrítico.
• SAE J933 – Esta norma abrange padrões de máquina e qualidade para parafusos autoatarraxantes de aço adequados para uso em aplicações automotivas e relacionadas.
• SAE J78 – Esta norma abrange dimensões e especificações gerais para parafusos autoperfurantes e auto-roscantes de aço carbono, contendo propriedades técnicas.
• ISO 10666 – Esta norma possui propriedades funcionais e de máquina para parafusos autoatarraxantes de abertura de rosca.
• ISO 14585 – Esta norma tem as características de parafusos autoatarraxantes com cabeças de teclado estriadas hexagonais para tamanhos de rosca ST2.9 a ST6.3.
• ISO 14586 – Esta norma tem as características de parafusos auto-roscantes com estrias hexagonais e cabeças escareadas, para tamanhos de rosca ST2.9 a ST6.3.

Essas normas garantem as propriedades e a estabilidade dos parafusos autoatarraxantes em uma ampla gama de aplicações em diversos setores industriais e de construção.

Materiais e Evolução de parafusos auto-roscantes

O desenvolvimento de material e design de parafusos autoatarraxantes é um fator importante em uma ampla gama de aplicações industriais e de construção. Abaixo estão a evolução e as inovações em materiais e design de parafusos autoatarraxantes.

Evolução dos Materiais

• Aço temperado vs. aço inoxidável: Inicialmente, parafusos autoatarraxantes eram geralmente feitos de aço temperado. À medida que a ciência dos materiais evoluiu, fornecedores de fixadores  de parafusos autoatarraxantes fizeram uso extensivo de materiais de alto desempenho, como aço temperado e aço inoxidável. Vários materiais não apenas aumentam a durabilidade dos parafusos, como também melhoram a resistência à corrosão dos parafusos, adequados para ambientes mais severos.
• Os parafusos auto-roscantes de plástico são geralmente de dureza 320-370HV10, muito semelhantes aos parafusos de grau 10.9, ângulo do dente de 30 °, a fim de garantir a resistência da junta, fácil de aparafusar no

Tecnologia de tratamento de superfície:

Parafusos autoatarraxantes são geralmente galvanizados ou fosfatados para melhorar a resistência à corrosão. A nova tecnologia de tratamento de superfície torna os parafusos mais resistentes à oxidação e reduz a formação de fragilização por hidrogênio.

Materiais ecológicos:

Com a promoção do conceito de desenvolvimento sustentável, pesquisadores estão desenvolvendo parafusos autoatarraxantes feitos de materiais ecologicamente corretos. Este novo parafuso não só tem melhor desempenho de processo, como também se dissolve após o uso, em linha com a tendência de proteção ambiental verde.

Desenvolvimento de Design

Projeto de rosca: O design de rosca de parafuso autoatarraxante passou por muitas inovações. A fim de atender às necessidades de diferentes materiais (como plástico, madeira e metal), para melhorar a resistência da junta e reduzir o passo do torque de rotação.

• Os parafusos são transformados em parafusos autoatarraxantes (parafusos autoextrusivos), aumentando a pressão intermitente e cíclica na parte superior dos dentes roscados, resultando em roscas que reduzem o atrito, são adequadas para materiais mais espessos e melhoram a robustez geral da resistência da junta.

• Parafusos autoperfurantes combinam abertura de furos, rosqueamento e aperto em uma única unidade, reduzindo os custos de instalação.

• Design de rosca exclusivo, como parafusos autoatarraxantes multiroscados, adequados para plásticos ou outros materiais de alta densidade. Torque de giro reduzido e resistência de arrasto aprimorada com base no design de rosca dupla.

Integração de Tecnologia Inteligente:

À medida que o século 21 avança, os parafusos autoatarraxantes estão lentamente integrando tecnologia inteligente e colocando-a em sensores para monitorar dados de torque, temperatura e pressão em tempo real. Esses parafusos autoatarraxantes inteligentes são amplamente usados em robótica e maquinário de ponta, melhorando a precisão e a segurança da montagem.

Design multifuncional:

Novos designs, como parafusos autoatarraxantes com cauda de broca, realizam abertura de furos três em um, rosqueamento e aperto, o que melhora muito o processo de instalação e economiza tempo e custos. Este design torna os parafusos autoatarraxantes mais eficientes na construção.

Com base nos desenvolvimentos acima em materiais e design, os parafusos autoatarraxantes obtiveram melhorias significativas em desempenho, durabilidade e principais aplicações, e se tornaram um componente essencial indispensável na fabricação e construção modernas.

Desenvolvimento Tecnológico:

• O design dos parafusos autoatarraxantes de plástico leva em consideração o módulo de flexão do material plástico, o material de embalagem e a temperatura e umidade do ambiente para garantir a qualidade do desempenho de aperto.

• O processo de aperto de parafusos autoatarraxantes de plástico envolve posicionamento, parafusamento, rosqueamento e aperto do conjunto. A manipulação do torque é crítica para evitar a destruição de peças de plástico devido ao aperto excessivo.

Parafusos auto-roscantes inteligentes:

No século 21, parafusos autoatarraxantes migraram para a tecnologia inteligente. Engenheiros estão integrando sensores e microeletrônica em parafusos para criar marcadores inteligentes que monitoram torque, temperatura, pressão e outras variáveis em tempo real.

Sustentabilidade:

Com ênfase na proteção ambiental, pesquisadores e engenheiros estão desenvolvendo parafusos autorroscantes feitos de materiais ecológicos e biodegradáveis, em linha com a tendência global de se tornar ecológico.

Soluções de superfície:

Parafusos autoatarraxantes geralmente requerem proteção de superfície, como galvanoplastia ou fosfato (fosfatização), para aumentar a resistência à corrosão e a estética.

Como funciona a tecnologia inteligente para parafusos autoatarraxantes?

A tecnologia inteligente para parafusos autoatarraxantes geralmente envolve o seguinte:

• Equipamento de aperto automático: Este equipamento aperta parafusos automaticamente para melhorar a eficiência e reduzir os custos de mão de obra. Geralmente, ele usa sistemas de controle avançados e sistemas de transmissão de alto desempenho para apertar parafusos de forma rápida e precisa com base em um processo predefinido.

• Resposta ao processo de aperto: O equipamento inteligente de parafusos autoatarraxantes pode ser baseado na tolerância das peças padrão e de conexão das opções de valores de parâmetros universais, para garantir que diferentes materiais e combinações de materiais sejam de alta flexibilidade.

• Tecnologia de Servopressão: A estabilização da taxa e da pressão por meio de um algoritmo exclusivo garante a qualidade, melhora o ritmo de produção e economiza tempo de ajuste.

Sistema de aperto de parafusos inteligente:

Este sistema geralmente inclui pequenos servomotores de precisão com as vantagens de baixo ruído, alta velocidade, bom desempenho em baixa velocidade, produção de fumaça, alta eficiência, alta precisão de torque e alta resistência à vibração. O controlador tem as vantagens da interface homem-máquina com tela sensível ao toque, interface de entrada e saída programável, armazenamento de informações de grande capacidade, comunicação Ethernet e assim por diante.

Orientação visual e posicionamento:

O sistema de visão é usado para capturar a imagem da peça de trabalho, identificar a posição específica dos furos dos parafusos de acordo com os algoritmos de processamento de imagem e visão de máquina e enviar as informações ao sistema de controle para regular o erro de posicionamento do robô.

Controle de força e feedback de torque:

O sistema de controle de torque garante que os parafusos sejam apertados adicionando a quantidade certa de torque ao apertar os parafusos e não serão danificados devido ao aperto excessivo. Com base no sensor de torque de seis dimensões para obter feedback de força oportuno, gerenciamento inteligente do processo de torque.

Detecção de erros e feedback:

Os sistemas inteligentes de parafusos autoatarraxantes podem identificar condições de erro, como dentes escorregadios, travas perdidas, muito apertados, etc., e identificarão quando uma condição ruim ocorrer. O sistema para de funcionar e emite um alarme imediatamente quando uma condição ruim ocorrer para garantir a qualidade do produto.

Comunicação e Sincronização:

Sincronização com correia transportadora, mesa rotativa e outros equipamentos externos para garantir que a máquina de parafusos funcione no momento e na posição certos.

Como escolher o padrão e a especificação corretos de parafusos autoatarraxantes?

Ao selecionar o padrão e a especificação dos parafusos autoatarraxantes, os seguintes fatores principais devem ser observados:

• Tipo de material: É importante que os parafusos autoatarraxantes sejam adequados para o tipo de material a ser conectado, como plástico, madeira ou metal. Diferentes materiais podem exigir diferentes tipos de parafusos autoatarraxantes; por exemplo, parafusos autoatarraxantes de alumínio devem ser selecionados com roscas de ponta afiada e pontiaguda para evitar crateras em metais finos.

• Tipo de parafuso: Parafusos autoatarraxantes são divididos em dois tipos: formação de parafuso e torneamento de parafuso. Parafusos autoatarraxantes geradores de parafuso cortarão o material causado pelo parafuso, o parafuso se transformando em um parafuso autoatarraxante de acordo com o material extrudado causado pelo parafuso.

• Especificações do parafuso: Ao selecionar parafusos, deve-se prestar atenção ao diâmetro principal (polegadas) e à velocidade correspondente (por minuto) e força de elevação (libras). Por exemplo, diâmetro principal do parafuso #6 de 0,138 polegadas, a velocidade proposta de 2200 rpm, força de elevação de 80 lbs.

• Comprimento da ranhura em espiral: O comprimento da ranhura espiral é uma função de quão grosso o parafuso autoatarraxante é aplicado ao metal. Se a ranhura espiral estiver bloqueada, a perfuração irá parar, então você deve escolher com a espessura do material dos parafusos autoatarraxantes.

• Comprimento da broca: Ao escolher o comprimento do parafuso, deve-se prestar atenção ao comprimento do material. Se o parafuso for lentamente apertado antes que a broca esteja alinhada com o material, o parafuso quebrará.

• Alados e não alados: Parafusos autoatarraxantes com asas são usados ao fixar madeira em metal com espessura menor que 0,5 polegadas. As asas são perfuradas para evitar que o parafuso entre muito cedo.

• Torque e Força: Parafusos de diâmetro menor são capazes de suportar velocidades maiores, mas exigem um aumento menor na força. Por outro lado, quanto maior o diâmetro do parafuso, menor a taxa, mas ele pode levantar mais força!

• Padrões e Tipos: Com base nos fixadores padrão para o uso de ocasiões e funções de aplicação são claras. Por exemplo, GB/T845-1985, GB/T846-1985, GBT2670.1-2004 são alguns dos padrões do nosso país sobre parafusos autoatarraxantes.

• Formato da cabeça e forma torcida: O formato da cabeça é variado, e a maioria das formas torcidas são de dois tipos: torção externa e torção interna. A torção externa geralmente permite mais espaçamento de distância de torção.

• Método da cauda: O método de cauda é dividido em dois tipos: extremidade cônica e extremidade amiga. De acordo com a aplicação, podemos escolher a ranhura do tubo, fenda, entalhe ou a parte semelhante ao formato da broca que tem a função de puncionar.

Consideração abrangente:

Considerar os fatores acima e consultar as normas nacionais e internacionais relevantes pode ajudar você a selecionar corretamente o padrão e as especificações apropriados para o uso exclusivo de parafusos autoatarraxantes.

A inovação contínua dos parafusos autoatarraxantes não só melhora a eficiência da montagem, mas também reduz o custo de produção, o que os faz desempenhar um papel importante em muitos campos, como indústria e construção. Com a integração de tecnologia inteligente e a aplicação de materiais ecologicamente corretos, o futuro aplicação de parafusos auto-roscantes será ainda mais amplo e continuará a liderar a tendência de desenvolvimento do mercado de fixadores. A escolha do tipo e especificação corretos de parafusos autoatarraxantes garantirá a estabilidade e a segurança de projetos e produtos.