在電子設備中，鋁合金等輕質合金是應用廣泛的結構材料之一，然而由于鋁合金的低強度和低硬度特性，鋁合金的內螺紋壽命難以滿足設計需求。鋼絲螺套作為一種新型內螺紋緊固件，采用特殊不銹鋼線繞制而成，橫切面成棱形（圖1），外表面的外螺紋為ST螺紋，內表面的內螺紋為公制或英制螺紋，因鋼絲螺套外形尺寸緊湊、強度好、耐磨性好，還可輕松實現不同螺紋的轉換，近年來逐漸成為彌補鋁合金內螺紋不足、修復螺紋等的常用方法[1]。
在復雜的電子設備中，雖然鋼絲螺套只是非常普通的安裝件之一，但在筆者工作中卻經常遇到安裝柄不易打斷、不易安裝到位，使用時螺套被螺釘一起帶出、與不銹鋼螺釘卡死等小問題，嚴重影響了工程的研制進展。本文簡要介紹了鋼絲螺套的結構和特性，并提出螺套的安裝作用原理，在此基礎上針對實際應用給出具體的鋼絲螺套選擇方案，**著重介紹鋼絲螺套的底孔加工和安裝要點，**詳細歸納了實際工作中遇到的裝配和應用問題，并針對鋼絲螺套脫出、螺釘卡死等主要問題給出預防及解決措施。
1 鋼絲螺套簡介
1.1 鋼絲螺套的種類
從結構上講，鋼絲螺套分為有尾型和無尾型，有尾型為傳統型式帶安裝柄；無尾型為改良的護套，采用驅動凹槽替代傳統安裝柄，因此不再需要打斷并取出安裝柄，同時具有雙向性安裝的優勢，有取代有尾型鋼絲螺套的趨勢。
從功能上講，鋼絲螺套分為普通型和鎖緊型，普通型形成的螺紋除了材質外形態與普通標準螺紋一致；而鎖緊型相比普通型在于有一鎖緊線圈，該線圈由一系列直線段構成，工作時對安裝于其內的螺栓產生壓力從而實現鎖緊功能。
1.2 鋼絲螺套的作用原理
鋼絲螺套在自由狀態下直徑大于安裝螺紋直徑（見表1、表2），安裝時鋼絲螺套被壓縮收緊，安裝完成后鋼絲螺套由張力彈回原狀，由此固定于螺紋孔內。從鋼絲螺套作用原理可知鋼絲螺套是靠ST螺紋的摩擦力和自身的張力牢固的固定在基體螺紋內的，鋼絲螺套外徑越大產生的張力就越大，安裝越牢固。
1.3 鋼絲螺套的選用
在具體選用上應根據設計需要、工藝操作簡易程度進行選擇應用，大致情況如下：
（1）盡量選擇無尾型，因有尾型安裝完后需要去除安裝柄，該過程可能會帶來多余物或折斷毛刺及棱角；
（2）當結構上要求防松或增大鎖緊力矩需求并且較少拆卸時才選用鎖緊型鋼絲螺套，常拆卸（大于15次）的場合選用普通型鋼絲螺套（因拆卸次數多，鎖緊線圈失效），通常電子設備在交付前需要進行各項試驗，因此要考慮開蓋檢查等各項環節的拆卸；
（3）在有拆卸需求的場合下選用鎖緊型鋼絲螺套時，設計上要采取防卡死措施，如涂干膜潤滑劑、在螺紋上涂覆潤滑油等，電子設備中通常采用不銹鋼緊固件，此時更易發生不銹鋼咬死，當有拆卸需求時更應注意防卡；
（4）個別廠（如KATO公司）為區分鎖緊型和非鎖緊型鋼絲螺套，在螺套表面涂覆有帶色的化學染劑，應根據實際需要去除。在電子設備中，螺套裝配后往往需要進行器件焊接，為避免結構件或器件污染，應提前去除。
2 鋼絲螺套裝配技術及控制要點
鋼絲螺套的裝配需經過鉆ST螺紋底孔→攻ST螺紋→安裝螺套→去安裝柄的流程，總體上講，嚴格按照GJB5108-2002《鋼絲螺套安裝要求》進行，以下為根據個人工作經驗補充的說明及控制要點。
2.1 鋼絲螺套安裝孔加工及控制要點
鋼絲螺套的安裝孔加工包含鉆底孔和攻ST螺紋兩部分，螺紋底孔直徑按照表2安裝鋼絲螺套用內螺紋[3]選取，對于螺紋孔及螺紋底孔的加工深度則根據常用絲錐以及工藝要求確定，
ST螺紋的極限深度為： hmin＝L＋1P （1）
式中：hmin為ST螺紋*小深度；L為鋼絲螺套長度；P為螺距，此處1P指鋼絲螺套安裝后頂面低于基材表面1P。
推薦鉆孔深度為： H＝h＋4P （2）
式中：H為鉆孔（即ST螺紋底孔）深度。
*小鉆孔深度為： Hmin＝h＋3P （3）
式中：Hmin為鉆孔（即ST螺紋底孔）*小深度，此處3P包含平底絲錐前端倒角2P，以及1P的鉆孔間隙。
該環節主要控制點為[4]：
（1）在盲孔中安裝鋼絲螺套時，設計上對于基材厚度應滿足式（1）、式（3）所需的*小鉆孔深度要求；
（2）ST孔孔口一定要倒角，否則攻絲困難且后續鋼絲螺套也不易安裝；
（3）攻ST螺紋前嚴格檢驗底孔尺寸，底孔過大、過小都會影響鋼絲螺套的安裝和使用；
（4）加工完ST螺紋孔后一定要嚴格清理孔內鐵屑等雜質。
2.2 鋼絲螺套的安裝控制要點
（1）鋼絲螺套安裝前應嚴格清理底孔內鐵屑等雜質；
（2）裝配鋼絲螺套時若螺套裝配不順暢應及時停止查找原因，不能強行安裝；
（3）鋼絲螺套的安裝和拆卸必須采用專用工具，退出時候禁止向外強行拉扯絲套以免損壞ST螺紋。
3 常見鋼絲螺套裝配及使用問題
鋼絲螺套的裝配表面上比較簡單，但由于各方面原因在裝配和使用中經常出現不同的小問題，以下為主要的裝配及使用問題和解決或預防措施。
3.1 鋼絲螺套不易安裝
在鋼絲螺套安裝中經常出現安裝過程不順暢、受阻或是不能安裝到位的現象。引起該現象是由多方面引起的，可能出現的因素在于：
（1）安裝孔過小引起安裝不易；
（2）安裝孔未清理干凈，鐵屑等異物阻礙了鋼絲螺套的安裝；
（3）安裝孔口部未倒角，導致鋼絲螺套不易導入螺紋孔；
（4）鋼絲螺套凹槽深度不足、末圈過大等原因導致在安裝工具上不易掛起。
因此一旦出現鋼絲螺套不易安裝的情況，應立即停止安裝，并用工具退出螺套，按上述原因一一查找并糾正或更換螺套。
3.2 鋼絲螺套安裝柄異常斷裂或安裝完后敲不斷
安裝柄異常斷裂的情況又包含兩種情況：鋼絲螺套安裝柄在安裝工具中就被折斷；鋼絲螺套還未安裝到位，鋼絲螺套安裝柄就被拉斷。
無論安裝柄異常斷裂還是敲不斷，都表明鋼絲螺套質量不合格，這主要是因為鋼絲螺套折斷槽開得過深或過淺引起，這主要發生在國產 Ｍ3 以下的螺套安裝中，此時應更換合格的鋼絲螺套。
3.3 鋼絲螺套跳牙
鋼絲螺套的跳牙一般出現在**一扣，主要原因在于：
(1) 鋼絲螺套安裝柄敲斷后因斷口處有毛刺，致使螺釘安裝過程中鋼絲螺套末端跳牙；
(2) 安裝鋼絲螺套時施加了軸向力，導致鋼絲螺套跳牙。
針對**個問題，可以加大敲擊力度，保證一次順利敲斷安裝柄，再次就是在設計上選用無尾型鋼絲螺套，則可以避免安裝柄難以去除、異常斷裂、去除時帶來毛刺等一系列問題；對于**個問題則只能嚴格控制安裝過程，按照工具使用方法根據螺紋向下旋轉安裝到位即可，不能施加軸向力。
3.4 鋼絲螺套從螺孔中脫出或被旋得更深
該問題從鋼絲螺套的作用機理即可得知:螺釘與鋼絲螺套的摩擦力大于鋼絲螺套與螺套安裝螺紋之間的摩擦力所致。因此應從以下幾個方面查找原因：
(1) 鋼絲螺套的安裝底孔是否過大；
(2) 螺釘外徑是否偏大；
(3) 螺釘螺紋是否變形；
(4) 鋼絲螺套的頂面是否低于安裝平面，如果鋼絲螺套安裝后頂面與基材表面一樣高，甚至高于安裝平面，則鋼絲螺套與基體的摩擦力降低，螺釘拆卸時鋼絲螺套就易被帶出。
3.5 鋼絲螺套與螺釘卡死
鋼絲螺套卡死主要發生在鎖緊型鋼絲螺套和不銹鋼螺釘上。曾有客戶反饋，單位某產品采用M5x20的不銹鋼螺釘，在使用于鎖緊型鋼絲螺套時候曾出現5%左右的咬死幾率，對工程的進度和使用產生了較大影響。
原因分析：不銹鋼具有較好的延展性，同時在表面受損傷時會產生一層鈍化膜，在安裝螺釘特別是螺釘進入到鎖緊圈時，在壓力及熱量作用下鈍化膜破壞，金屬螺紋間發生剪切，進而發生黏著的現象。若繼續擰動螺釘，則該現象持續發生，繼而出現螺紋卡死。
一旦出現卡死，就難以解決，因此主要還是從預防上解決該類問題。辦法為采取如下預防措施：
(1) 對不銹鋼螺釘做干膜潤滑劑涂覆處理或是在螺紋上涂覆潤滑油；
(2) 選用非不銹鋼螺釘；
(3) 螺釘拆裝時緩慢進行，減少卡死幾率。
4. 結論
對于鋼絲螺套，只要嚴格執行裝配工藝文件和標準要求，并控制好各關鍵點，裝配問題和使用問題自然大量減少，遇到問題應立即停止根據現象查找原因，并從根本上解決問題，即可保證鋼絲螺套裝配合格。
參考文獻：
【1】 數控繞套機的全自動控制原理，機床電器。
【2】 GJB119.2A-2001，普通型無折斷槽鋼絲螺套。
【3】 GJB119.3A-2001，安裝鋼絲螺套用內螺紋。
【4】 衛星總裝中鋼絲螺套裝配工藝，航天器環境工程。
供稿：新鄉市巴山螺套有限公司
