В автомобильной промышленности, потребительской электронике, литье под давлением лёгких сплавов, инженерных пластмассах и многих других отраслях инженеры постоянно сталкиваются с задачей: получить в малопрочной основе (алюминий, магний, пластмасса или чугун) износостойкую, многократно используемую внутреннюю резьбу высокой прочности. Резьба, нарезанная непосредственно в такой основе, часто оказывается слишком слабой и срывается. Самонарезающая вставка типа 308 — тонкостенная втулка с собственной наружной резьбой и режущими кромками — нарезает ответную резьбу в процессе вворачивания и создаёт прочную резьбовую пару за одну операцию. В статье системно разобраны конструкция, принцип работы, характеристики, установка и выбор вставки типа 308.

1. Что такое самонарезающая вставка типа 308?

Самонарезающая вставка типа 308 (самонарезающая резьбовая втулка) — металлическая втулка с внутренней и наружной резьбой. Её наружная резьба имеет специально спроектированный «самонарезающий» профиль, а по наружной окружности расположены режущие отверстия (режущие кромки). При вворачивании в предварительно просверленное отверстие режущие отверстия, действуя подобно метчику, нарезают ответную внутреннюю резьбу в основе и надёжно фиксируют вставку в ней; внутренняя стандартная резьба затем принимает обычный винт.

Поскольку вставка нарезает резьбу при вворачивании, тип 308 применяют и в новых сборках, и как средство быстрого ремонта повреждённой резьбы — после ремонта можно снова использовать винт исходного размера.

Рис. 1. Конструкция вставки типа 308 (d1 — внутренняя резьба, d2 — специальная наружная резьба, L — общая длина, 3 режущих отверстия)

2. Конструкция и принцип работы

Тип 308 относится к толстостенным самонарезающим вставкам с режущими отверстиями. По сравнению с пазованной серией 302 три режущие кромки типа 308 распределяют усилие резания на три кромки, поэтому он лучше подходит для материалов с плохой обрабатываемостью, а толстая стенка даёт более высокую несущую способность.

При сборке вставку навинчивают на специальный инструмент режущими отверстиями вниз и вворачивают в отверстие. При вращении наружная резьба и режущие отверстия совместно нарезают внутреннюю резьбу в основе, а стружка выводится через режущие отверстия и не блокирует процесс. После установки торец вставки обычно находится примерно на 0,1–0,2 мм ниже поверхности детали, и нагрузку можно прикладывать сразу.

Важное свойство: наружная резьба типа 308 распределяет осевую нагрузку равномерно по каждому витку, поэтому даже вставка относительно небольшого диаметра воспринимает более высокие осевые усилия, чем соединение винтом большего диаметра.

3. Ключевые преимущества

На мягких основах, таких как лёгкие сплавы, тип 308 обеспечивает очень высокое усилие вырывания. Испытания показывают, что в алюминии EN-AW 5083 и EN-AW 7020 усилие вырывания вставки типа 308 часто превышает минимальное разрушающее усилие соответствующего болта класса прочности 12.9 (DIN ISO 898-1), то есть соединение перестаёт ограничиваться прочностью материала основы.

Благодаря равномерному распределению нагрузки по виткам и большой эффективной площади среза конструктор часто может заменить более крупное и тяжёлое резьбовое соединение вставкой типа 308 меньшего размера, получив компактную и лёгкую конструкцию — это важно для применений, где масса критична: электромобили, аэрокосмическая техника, робототехника.

4. Технология установки

Установка вставки типа 308 состоит из четырёх шагов: (1) подготовить отверстие — сверлением или непосредственно в отливке, с рекомендуемой зенковкой 60° (N ~ 0,06–0,08 × d2 + d2), что предотвращает образование навалов на поверхности, позволяет ввернуть глубже и улучшает начальное резание; (2) навинтить вставку на специальный инструмент; (3) ввернуть её так, чтобы торец оказался на 0,1–0,2 мм ниже поверхности; (4) ввернуть стандартный винт и получить высокопрочное соединение.

Диаметр подготовительного отверстия зависит от материала основы: хрупкие, вязкие или твёрдые материалы требуют большего отверстия, чем мягкие и упругие. Длина вставки равна минимально допустимой толщине материала, а глубина глухого отверстия должна превышать длину вставки. Необходимо также выдержать достаточное минимальное расстояние до края (для лёгких сплавов ~0,2–0,6 × d2, для чугуна ~0,3–0,5 × d2).

В таблице приведены рекомендуемые частоты вращения и максимально допустимые моменты вворачивания по размерам (справочные значения; рекомендуются пробные установки).

Внутренняя резьба	Рекомендуемая частота вращения (об/мин)	Внутренняя резьба	Макс. допустимый момент (Н·м)
M 2.5 / M 3	600–900	M 2.5	1,5
M 4 / M 5	400–600	M 3	2,5
M 6 / M 8	280–400	M 4	5,5
M 10 / M 12	200–300	M 5	10
M 14 / M 16	150–200	M 8	28
M 18 / M 20	120–200	M 12	60
M 22 / M 24	100–160	M 16	160
M 27 / M 30	80–140	M 30	1050

5. Исполнения и материалы

Тип 308 предлагается в нескольких исполнениях под разные условия: стандартный 308 (сквозное отверстие, экономичный и универсальный), 308 1 с буртиком (фланцевая опорная поверхность для большей площади опоры и большего усилия вырывания, применим как опора электрического контакта или для крепления нескольких деталей одновременно) и 308 2 с шестигранным приводом (под ключ или механизированный инструмент, оптимален для автоматизированных линий).

Распространённые материалы: углеродистая сталь (цинковое покрытие, экономично), аустенитная нержавеющая сталь 1.4305 (коррозионностойкая, для влажных условий и открытого воздуха) и латунь (электропроводная, износостойкая, для электрических и прецизионных применений). Внутренняя резьба изготавливается по ISO 6H, общие допуски — по ISO 2768-m.

В таблице приведены типовые размеры исполнения 308 2 (d1 — внутренняя резьба, d2 — диаметр наружной резьбы, P — шаг, L — общая длина, шестигранник «под ключ», рекомендуемый диаметр подготовительного отверстия, минимальная глубина отверстия; размеры в мм).

Размер d1	d2	P	L	Шестигранник «под ключ»	Отверстие (лёгкий сплав)	Мин. глубина отверстия
M 4	6.5	0.80	8	3.2	6.0–6.1	10
M 5	8.0	1.00	10	4.1	7.4–7.5	13
M 6	10.0	1.25	12	4.9	9.3–9.4	15
M 8	12.0	1.50	14	6.6	11.1–11.2	17
M 10	14.0	1.50	18	8.3	13.1–13.2	22
M 12	16.0	1.75	22	10.1	15.0–15.1	26

6. Типовые применения

Благодаря сочетанию «резьба за одну операцию, высокая прочность, многократная сборка» тип 308 широко применяется в металло- и пластмассообрабатывающей промышленности: электромобили и автомобильная электроника, потребительская электроника и 3C, литьё под давлением лёгких сплавов (Al, Mg), инженерные пластмассы и смолы, железнодорожное оборудование, бытовая техника и медицинская техника — особенно там, где важны масса и надёжность.

Это также оптимальное решение для быстрого ремонта сорванной или повреждённой резьбы без перехода на больший размер: винт исходного размера можно использовать снова, что экономит затраты и время.

Рис. 2. Типовые области применения вставки типа 308

7. О компании YF Zhichengjia

YF ZHICHENGJIA (SHENZHEN) LIMITED основана в 2005 году и имеет более чем 20-летний опыт проектирования и производства крепежа. Это инновационная компания, специализирующаяся на прецизионном крепеже и деталях из алюминиевых сплавов, с целью стать лидером инноваций в области прецизионного крепежа и обслуживать клиентов по всему миру с оптимальной совокупной стоимостью и быстрой реакцией.

Компания сертифицирована по ISO 9001, IATF 16949, ISO 14001, ISO 45001 и IECQ QC 080000, владеет 26 действующими патентами и располагает производственными площадками в Шэньчжэне и Сянъяне. Среди её клиентов — ведущие мировые бренды смартфонов и электромобилей, а решения для крепления материалов поставляются в сферы воплощённого интеллекта, низковысотной экономики, AI-серверов, аэрокосмической техники, потребительской электроники и новых энергетических транспортных средств.

Если вас интересует самонарезающая вставка типа 308 или другие решения для соединения материалов, свяжитесь с нами: мы обеспечиваем полный цикл поддержки — от выбора при проектировании и прототипирования до испытаний и серийного производства.

YF ZHICHENGJIA (SHENZHEN) LIMITED · Сайт: www.zcjtech.com · Штаб-квартира: No. 101 & Entire Building C1, No. 13 Zhongxing Road, Xiuxin Community, Kengzi Sub-district, Pingshan District, Shenzhen · Тел.: 13560730094

Примечание: значения усилия вырывания, частоты вращения и момента являются справочными по результатам испытательных серий, а не гарантированными — подтверждайте их пробной установкой. Ensat(R) — зарегистрированный товарный знак его владельца; упомянут только как техническая ссылка.