DIN 967, ГОСТ 11644. Отличия и сравнительная характеристика

Крепление винтами входит в число наиболее популярных технологий соединения различных объектов. Сопряжение, созданное с использованием этих деталей, в отличие от клеевого либо сварочного, доступно к разъединению без повреждения всех его компонентов. Определение понятия «винт» содержится в ГОСТе 27017-86: это – крепежное изделие, служащее для фиксации или формирования соединения. Состоит оно из стержня, имеющего на одном конце резьбовую накатку, а на другом – конструктивный элемент, посредством которого передается момент вращающего усилия. А далее в данном стандарте сказано, что таковым может быть шляпка со шлицем. Вот как раз в конфигурации этого углубления и кроется одно из основных отличий положений ГОСТа 11644-75 и DІN 967. Но существуют и другие несовпадения в требованиях к конечной продукции, выдвигаемых данными нормативными документами. Обо всем этом и поговорим.

Исполнение

Немецкий стандарт утверждает ниже представленные чертежи исполнения винтов со шляпкой полукруглой конфигурации, имеющей две особенности.

Во-первых, она оснащена по периметру буртом.
Во-вторых, в ней проделан крестообразный шлиц.

Углубление формы «Н» называется еще, как «шлиц Филлипс», а формы «Z» - «шлиц Позидрив».

Государственный стандарт за номером 11644, принятый в 1975 году, утверждает одно исполнение винтов со скругленной цилиндрической шляпкой. Форма находящегося в ней углубления, посредством которого на стержень передается момент вращающего усилия, только одна. Это – шлиц прямой.

Отличия шлицев

Первым в промышленном производстве начал применяться прямой шлиц. Его недостатки стали ощутимо проявляться при сборке автотранспортных средств и самолетов по конвейерной технологии.

Жало шуруповерта выскальзывало из углубления и наносило на поверхность скрепляемых элементов конструкции царапины.
Работа инструмента с механическим приводом не исключала возможность «зализывания» шлица и смятие резьбы.

Эти проблемы были устранены в винтах, изобретенных американцем Дж. Томпсоном. Крестообразная форма углубления обеспечивает автоматическое центрирование наконечника инструментария и его выталкивание в момент достижения нужного уровня затяжки крепежной детали. Патент г-на Томпсона был выкуплен инженером Генри Филлипсом, который занялся продвижением на рынке таких винтов. Впервые они стали применяться при производстве автомобилей Cadillac. Удобство работы с этими винтами обусловило возрастание их популярности. А шлиц получил название Phillips (принято обозначать литерами «Р» или «РН»).

Но наряду с плюсами, углубление типа «Р» имеет и минусы. Главные из них такие:

чтобы сформировать значительный момент вращающей силы, нужно прилагать большое осевое усилие – крепко прижимать отвертку к шляпке соединительного элемента;
самовыталкивание повышает степень износа шлица, а также увеличивает вероятность его срыва.

Улучшенной версией углубления «РН» является шлиц Позидрив (на чертеже DІN 967 «Форма Z»). Запатентовала его компания из Великобритании GКN. Он отличается наличием дополнительного креста, смещенного по отношению к изначальному Phillips на 45°. Его грани не сужаются, как это имеет место у «РН», а ориентированы в пространстве параллельно по отношению к противолежащим. Благодаря такой конфигурации, отвертка Позидрив выталкивается незначительно. К тому же, формируется большее сцепление, снижающее уровень вероятности повреждения наконечника инструмента и шлица соединительной детали. Кроме того, обеспечивается возможность достижения более мощного момента вращающего усилия.

Размеры

Номенклатура типоразмеров винтов со скругленной шляпкой, утвержденных сравниваемыми нормативными документами, пересекается. В отечественном стандарте она шире.

ГОСТ 11644-75

Величины размерных характеристик данных крепежных деталей, прописанные в ГОСТе 11644-75, представлены ниже в табличной форме. Их обозначение такое же, как на чертеже исполнения. Единица измерения здесь и далее – миллиметры.

Параметр d - номинальный диаметр резьбовой накатки		M10	M8	M6	M5	M4	M3,5	M3	M2,5	M2
b	*	26,0	22,0	18,0	16,0	14,0	13,0	12,0	11,0	10,0
b	**	40,0	34,0	28,0	25,0	22,0	20,0	19,0	18,0	----
R₂, не больше		4,0	3,2	2,5	2,0	1,6	1,4	1,2	1,0	0,8
k		6,0	4,8	3,6	3,0	2,4	2,1	1,8	1,5	1,2
D		20,0	16,0	12,0	10,0	8,0	7,0	6,0	5,0	4,0
Шаг резьбы	@	1,25	1,0	----------
Шаг резьбы	@@	1,5	1,25	1,0	0,87	0,7	0.6	0,5	0,45	0,4

Длина стержня винта (параметр L) изменяется в диапазоне 3,0 мм≤L≤70,0 мм. Не рекомендуется использовать крепежные изделия со значением этой характеристики равным 28,0 мм; 22,0 мм и 18,0 мм.

В таблице приняты следующие обозначения:

символ «*» – длина резьбы нормальная:
два символа «**» – длина резьбы удлиненная;
символ «@» – мелкий;
два символа «@@» – крупный.

В ГОСТе 11644-75 сказано, что предпочтительней применять винты с удлиненной резьбовой накаткой.

DІN 967

Значения, которые могут принимать размерные характеристики винтов, изготовленных по чертежам стандарта DІN 967, указаны в таблице.

Параметр d – метрическая резьба		M8	M6	M5	M4	M3,5	M3
Форма шлица Z	Глубина макс.	4,52	3,48	2,74	2,34	1,93	1,83
	Глубина мин.	4,06	3,02	2,28	1,88	1,47	1,58
	Параметр m	8,8	6,7	4,7	4,3	3,9	2,9
Форма шлица Р	Глубина макс.	4,68	3,66	2,86	2,46	2,03	1,8
	Глубина мин.	4,18	3,0	2,26	1,8	1,4	1,35
	Параметр m	9,0	7,1	5,0	4,6	4,2	3,0
НШКК		4	3	2			1
х, макс.		3,2	2,5	2,0	1,75	1,5	1,25
r_f, примерно		11,0	8,2	6,6	5,8	4,6	3,8
r, мин		0,4	0,25	0,2		01
с	Мин.	1,8	1,4	1,05	0,9	0,7	0,6
с	Макс.	2,2	1,8	1,35	1,1	0,9	0,8
k	Мин.	5,6	4,25	3,25	2,75	2,35	2,1
k	Макс.	5,9	4,55	3,55	3,05	2,6	2,35
d_k	Мин.	18,16	13,8	10,8	9,42	8,42	6,82
d_k	Макс.	19,0	14,5	11,5	10,0	9,0	7,5
d_a, макс		9,2	6,8	5,7	4,7	4,1	3,6
b, мин		38,0					25,0
а, макс		2,5	2,0	1,6	1,4	1,2	1,0
Шаг резьбы		1,25	1,0	0,8	0,7	0,6	0,5

Длина винта (обозначение l) может принимать значения из диапазона 4,0 мм≤l≤60,0 мм. Разработчики стандарта DІN 967 не рекомендуют использовать винты, у которых этот параметр равен 55,0 мм и 14.0 мм.

Употребленная в таблице аббревиатура «НШКК» расшифровывается так: Номер Шлица Крестообразной Конфигурации.

Бурт (другие названия – фланец, пресс-шайба) является опорной поверхностью шляпки. Его наличие снижает уровень давления на фиксируемую деталь за счет увеличения площади прижима. Это становится особенно полезным, когда закрепляется тонколистовой элемент конструкции.

Точность и прочность

Государственный стандарт за номером 11644, принятый в 1975 году, регламентирует производство винтов со скругленной цилиндрической шляпкой с прямым/плоским шлицем с повышенной и нормальной точностью, соответствующей требованиям классов «А» и «В», соответственно. В отношении резьбовой накатки он ссылается в этом плане на положения иного нормативного документа – ГОСТа 24705-2004.

Такая же ситуация наблюдается касательно допустимых предельных отклонений расположения и конфигурации поверхностей. Правда, они должны соответствовать нормам ГОСТа P ИСО 4759-1-2009. Больше конкретики прописано относительно диаметра гладкого сегмента стержня (параметр d₁ на чертеже). Он должен совпадать с:

диаметром участка стержня, отведенного под метрическую резьбовую накатку, либо
с внешним диаметром резьбы.

Что же касается прочностных характеристик винтов данного типа, то в ГОСТе 11644-75 этот аспект вообще не рассматривается. То есть по умолчанию они могут удовлетворять условиям любого из ныне действующих одиннадцати классов, начиная с 3.6 и заканчивая 12.9.
По положениям стандарта DІN 967 винты с полусферической шляпкой, шлицем крестообразной конфигурации и буртом должны производиться только с повышенной точностью – класса «А». Поле допуска резьбовой накатки обычное – 6g. Требования к прочности зависят от материала изготовления. Если это сталь:

обычная, то прочность изделий должна удовлетворять условиям класса 4.8. Наиболее подходящим сырьем является сталь качественная углеродистая конструкционная марок Cт.10кп и Cт.10;
нержавеющая, тогда прочностные свойства винтов должны соответствовать нормам класса А2-70. Основным в этом плане является число 70. Результат умножения его на 10 отображает величину граничной прочности материала при воздействии нагрузки на разрыв – 70×10=700 МПа. По данному критерию производители чаще всего останавливают свой выбор на «нержавейке» марки 08X18H10.

Весовые характеристики

В сравниваемых нормативных документах размещены таблицы, в которых отображена теоретическая масса 1000 штук описываемых ими винтов (обозначим этот параметр так: TWo1000PoS – аббревиатура соответствующего англоязычного словосочетания «Theoretical Weight of 1000 Pieces of Screws). Хотя продажа данных крепежных элементов осуществляется обычно в упаковке, а не на развес, их масса иногда играет значительную роль. Речь идет об изготовлении конструкций, вес которых должен быть по возможности минимальным.

Насколько утяжелит создаваемый объект требуемое по проекту количество винтов (обозначим литерой N) узнать очень просто. Для этого нужно взять число, расположенное в ячейке таблицы со сведениями о теоретической массе 1000 штук изделий нужного типоразмера и подставить его в формулу

Р= (TWo1000PoS/1000)×N, где

Р – вес N винтов.

Чтобы не затруднять восприятие материала переизбытком цифр, приведем лишь минимальные и максимальные значения весовых характеристик винтов, произведенных по положениям обоих нормативных документов.

DІN 967

У самой мелкой крепежной детали с резьбой M3 и длиной стержня L=4,0 мм параметр TWo1000PoS=0,648 кг. Величина этой характеристики у наиболее крупного винта M8×60,0 такая: TWo1000PoS=26,7 кг.

ГОСТ 11644-75

В отечественном стандарте содержатся следующие сведения: у наиболее мелкого соединительного элемента M2×3,0 параметр TWo1000PoS=0,134 кг. Результаты расчетов для изделия самого большого типоразмера M10×70,0 выглядят следующим образом: TWo1000PoS=50,55 кг.

Сравнение характеристик

Анализ представленной выше информации позволяет сформировать итоговую таблицу, отображающую идентичность либо отличия основных рабочих параметров винтов, соответствующих требованиям сравниваемых стандартов.

Рабочая характеристика	Нормы ГОСТа 11644-75	Положения DІN 967
Точность изготовления	Повышенная и нормальная (класс «А» и класс «В», соответственно)	Только повышенная – класс «А»
Разновидность шлица	Прямой	Крестообразные Позидрив (Z) и Филлипс (Н)
Длина изделия	3,0 мм≤L≤70,0 мм	4,0 мм≤L≤60,0 мм
Номинальный диаметр метрической резьбы	Минимальный M2 Максимальный M10	Минимальный M3 Максимальный M8

Заключение

Сферы применения крепежа, изготовленного по положениям данных нормативных документов, несколько разнятся. Благодаря оснащению шляпки винта DІN 967 пресс-шайбой, его с успехом можно использовать для скрепления тонколистовых, даже неметаллических материалов. Еще один плюс – наличие шлица крестообразной конфигурации, способствующего ускорению процесса сборки создаваемого объекта. Таким образом, винты DІN 967 нашли широкое применение в мебельной индустрии и строительной отрасли для фиксации стенок корпуса, а также защитной или декоративной обшивки. Более широкий ряд типоразмеров, установленный ГОСТом 11644-75, предоставляет возможность использовать винты при формировании соединений, работающих под воздействием повышенных нагрузок. Речь идет о машино- и автомобилестроении.

Твитнуть