电影和电视节目一直在宣传那些能够在很少或根本没有别人帮助的情况下完成任务的主角。在紧固领域，自攻螺钉比任何紧固件都更适合这个角色，因为它们有能力在金属和非金属基础材料中制造配合螺纹。通过消除攻丝过程，这些紧固件(螺纹切割、滚丝和螺纹成型螺钉)帮助制造商节省资金和提高产量。
Semblex公司质量与工程副总裁Gene Simpson解释说:“在20世纪初首次引入螺纹切削螺钉时，自攻螺钉的性能远不如现在重要。包括那些由工程塑料和镁等轻金属制成的零部件。”
日本电力美国公司(Nidec America Corp.)是全球最大的电机制造商之一，10多年来一直受益于自攻和自钻紧固件。本世纪初，Nidec的工程师面临着一个挑战，即使用全球唯一一家供应商提供的专有铆钉将铝制散热器(冲压或挤压)连接到热转印垫上。
工人将铆钉装入心轴，然后将其安装在特殊的铆钉枪中。但是，枪需要经常维护，供应商通常需要几周才能修理并返回枪。另一个消极的是每个铆钉成本11美分。
几个月后，日本电力公司管理层与工业紧固件专家Arnold Industries会面，讨论替代方案。阿诺德推荐使用#5-40 Taptite II螺纹滚动螺钉有几个原因。该紧固件成本仅为4美分，周期时间相同，安装需要使用一个标准的气动螺丝刀。此外，更大直径的螺钉头提供更大、更均匀的夹紧负荷，更有效的传热。
自20世纪90年代初以来，oem越来越多地使用这些紧固件的自攻和自钻版本，螺纹滚压和螺纹成形在相对较短的时间内取得了长足的进步。这种增长的一个原因是，紧固件供应商开发了专门用于高性能塑料和金属的螺丝。同样重要的是，装配工可以使用广泛的设备来正确安装这些紧固件。从手持式螺丝刀到自动化系统，它们总是应用适当的扭矩来创造完美的配合螺纹和紧密连接。
细微(但重要)的区别
螺纹切割，螺纹轧制和螺纹成型螺钉具有类似的组成。它们由碳或不锈钢或铝制成，具有至少100,000psi的拉伸强度，具有相对高的扭转强度。螺钉可以配有任何驱动头设计，可用于各种材料。
在每个螺钉柄上，是一种不对称的线，在安装过程中产生相反的力，以产生配合线程。由于这些螺纹匹配安装螺丝的尺寸，因此材料和螺钉之间没有播放，导致动态安全的接头。可提供粗糙和细螺纹，前者推荐用于弱材料。
区别这些螺钉的是它们处理材料的方式。螺纹切割螺钉有一柄开槽点，切割材料并形成螺纹，当它被向下驱动时，产生的碎屑从孔中掉出来。柄槽最小化芯片生产。有些螺钉具有钻状槽点，设计用于穿透坚硬的基材。
这些螺丝通常用于需要定期维护的木材，金属和塑料制品，如室外台式座椅和电动工具。对于塑料应用，螺钉在弯曲模量的热固性材料中表现为500,000至200万psi。
根据SIMPSON的说法，在20世纪60年代作为非芯片螺钉作为非芯片螺钉引入的螺纹滚动螺钉。它们具有锥形铅，并且要求紧固件比配合材料更硬。在安装过程中，紧固件辊将配合材料形成为螺纹形状。
许多行业的制造商选择这些螺钉是因为它们可以防止交叉螺纹，抗振动和可重复使用。另一个吸引力是多才多艺。该螺钉可用于铝、镁、塑料以及钣金，一些供应商提供螺纹滚动螺栓。
螺纹成形螺钉以类似的方式制造螺纹，尽管它们往往更快速和有效地成形材料。这些螺钉的特点是钝端，可能需要或不需要预制孔，通常用于需要高夹具负载以抵抗松动的钣金、塑料和复合部件。有些螺丝可以拆卸和重新安装多次，或更换标准公制机器螺丝。
螺纹成型螺丝的最大用户是使用大量高性能热塑性塑料的工业制造商，如电子、汽车、农业和办公设备。在这些应用中，该材料的弯曲模量从15万到40万psi。白色家电和家具制造商也经常使用螺纹成型螺钉。
Semblex的Rolok滚丝和Polyfast制丝螺丝都有或没有刃口。罗洛克螺纹的特点是三个不对称的瓣，形成在螺母成员的配合螺纹。这种设计通过低驱动扭矩和高剥离扭矩提供高性能，在广泛的材料和配置，如c形挤压。
Polyfast螺钉有45度不对称螺纹，提供一个狭窄的柄和一个26度的点。宽角螺纹清晰地穿过材料，最小的材料变形和分裂，而柄要求低的安装扭矩和高的带出扭矩，点易于安装。
EJOT意识到越来越多的碳纤维增强塑料的使用，开发了不需要预制孔的FLOWpoint Delta PT螺纹成形螺钉。螺纹采用30度侧翼，具有较高的抗拉强度、扭转强度和夹紧载荷，但径向力小，确保凸台的完整性。可选用钢、不锈钢、铝和钛，螺杆在塑料组件的高应力振动条件下表现良好，易于拆卸和重新组装。
适合任何挑战
近年来，制造商越来越多地使用螺纹成形和螺纹滚压螺钉，因为它们可以有效地连接不同的材料(如钢和铝)，消除了点焊的需要。这种转变的另一个原因是，这些螺钉在轻质材料中提供了出色的连接性能。
Weber screw - driving Systems总裁Jim Graham指出:“随着新材料的使用越来越多，在每种应用中决定是使用螺纹切削紧固件还是螺纹成型紧固件成为了一个挑战。”“设计工程师需要解决四个问题，以确保正确的紧固件选择:材料特性、连接类型、所需的夹具负载和连接部件的适用性。”
在热塑性塑料中安装螺纹成型螺钉时，一个常见但经常被忽视的问题是材料的塑化或软化。这尤其适用于安装紧固件的系统运行在1000 rpm或更高。塑化使得扭矩控制系统在20英寸磅的位置正确地安装了一个螺丝，但是很快就会出现一个叫做关节松弛的现象。在几秒钟、几分钟或几小时内，它可以使关节的初始扭矩急剧下降;有时高达50%(在本例中为10英寸-磅净)。
格雷厄姆表示，塑化的问题同样挑战，附加成型公司将螺钉安装成温暖且刚出来模具的零件。意识到这一点，一些制造商使用带有双螺旋（高低）线的紧固件，其中高线程比传统的螺纹更锐利。该设计在螺纹之间捕获更多材料，增加汽提扭矩并在驱动过程中允许较低的主要扭矩。
有时与螺纹成型或螺纹切割螺丝有关的安装问题不易确定。DEPRAG Inc.的应用工程师塞西尔•摩根(Cecil Morgan)举了最近一家大型医疗设备制造商的一个例子，该公司用于铝部件的不锈钢螺纹成形紧固件故障率很高。问题是螺丝没有完全固定，导致重新加工接头。
最初的测试显示摩擦扭矩水平不一致。一些接头的紧固扭矩高于规定的水平，而其他接头仅达到紧固扭矩的40%。经过进一步的分析，制造商注意到零件的孔直径和紧固件上螺纹锁的数量不一致。
为了克服这些问题，公司开始使用AST11控制器的Deprag的Minimat EC固定电螺丝刀。控制器中的软件例程，“摩擦扭矩值过程”，在紧固件安装期间计算摩擦扭矩，并将一致的夹紧载荷施加到接头。
该公司还提供AST40控制器与钳力控制(CFC)为其Minimat ec -伺服螺丝刀。CFC是一种自适应技术，可以消除所有的摩擦影响，直到头部座位，从而确保紧固件提供一致的夹紧力。
“因为这些螺丝经常搓丝需要平等或更大的扭矩,形成比最后的紧固扭矩或切割操作,确保一个安全的联合是很困难的,”凯文·巴克纳承认的工程总监设计工具公司,这使得设备自动提要和所有类型的紧固件。“为了克服这个问题，我们经常使用配备传感器的直流螺丝刀来处理这类螺丝。直流驱动器允许在螺纹驱动过程中进行多个拧紧步骤，以验证螺纹切割是否完成，最终所需扭矩值是否在公差范围内。”
辛普森说，喂养这些螺钉通常是一个挑战，特别是那些具有轮廓头和短长度的挑战。他的建议是使用具有定义侧壁的设计，如Pan头螺钉，尽可能。另一个挑战是说服客户需要更多地关注总装配成本，而不是在整个紧固件选择过程中与紧固件供应商密切合作，包括联合设计。
辛普森解释说:“传统的紧固件方法经常被用于我们需要考虑未来成本节约的地方，这与当前的成本规避不同。”“因为一种紧固件在过去的许多部件上都工作得很好，公司立即希望在新的部件上也使用它。但是，如果这个部件被安装在他们刚刚开始使用的一种新型塑料中呢?也许还有更好的选择。”
Graham说，螺丝废品率和螺丝可重复使用性是需要考虑的重要因素。螺纹成型螺丝的安装成功率超过99%，而切割螺丝的安装成功率通常在85%左右。这个较低的数字是由于在制造的最后阶段切割螺丝损坏零件的可能性，这是相当昂贵的。
关于可重用性，螺纹形成或滚动螺钉可以重复使用多次，因为它们在初始安装期间产生高质量的螺纹，可确保在配合线程内零播放。然而，由于它们每次安装在材料中的其他螺纹中，通常使用一次或两次切割螺钉。这可能会永久损坏组件，使其无效的任务或简单地使其难以拆下螺丝。
“与滚丝不同，螺纹切割也会在切割阶段产生污染，这并不总是令人满意的，”格雷厄姆指出。“这就是为什么对于需要偶尔打开以进行服务或维护的部件或组件，如吸尘器的盖子或外壳或其他消费品，不推荐使用切割螺丝。”
通过将韦伯的C30S先进过程控制器与电机驱动和传感器组件配对，工程师可以在需要0.01 - 60牛顿米扭矩的注塑、铸件、挤压和多材料堆的核心孔中安装和验证滚丝和切丝紧固件。
该控制器允许多达31种不同的收紧配方或策略编程，以最佳适应任何给定的接头配置。扭矩、角度和本地模拟深度审计是可能的，众多的通信或总线接口确保与大多数工厂通信和MES系统的兼容性。
与C30S控制器经常使用的是HET系列手持式电动螺丝刀，提供0.1到30牛顿米的扭矩。螺丝起子可用于安装和接缝审核，并且在安装和拆卸紧固件时能够记录和绘制接缝数据，以提高质量控制水平。
DEPRAG的市场经理洛里•洛根(Lori Logan)表示，为了确保正确安装螺丝，组装工必须使用专业的紧固工具，而不是现成的气动或电动螺丝刀。同样重要的是进行定期测试，例如在驱动紧固件失效后进行接头分析。该分析创建了一个详细的扭矩图，使组装人员能够确定螺丝固定和螺纹剥离时的准确扭矩水平。
