非金屬零件螺紋及嵌件的設(shè)計(jì)案例分析

1、5、孔的設(shè)計(jì)：（1）、孔的類型：包括通孔，盲孔（不通孔），螺孔及異型孔，多層次孔。1）、通孔：一般用于通風(fēng)散熱，裝配定位。A）、孔間距： 最少要大于等于直徑B）、孔四周增厚膠位，以增加強(qiáng)度。D）、孔的成型方法：碰穿，插穿和前、 后模鑲針的碰插穿。 2）、盲孔：一般用于裝飾外觀，裝配定位、固位。A）注射成型時(shí)針易被沖彎，故孔深<孔徑X4.B) 若孔徑又小又深時(shí)，可啤塑后機(jī)械加工。3）、膠件上的螺絲柱孔：A）、通常情況下是盲孔；B）、可做成兩頭盲孔，以減小孔深；C）、螺絲柱孔徑與自攻螺絲直徑的關(guān)系，如下圖（4）、異形孔：一般用于通風(fēng)散熱，裝飾外觀。成型時(shí)應(yīng)盡量采用碰穿。（5）、多層次孔：要加

2、深半穿孔洞之深度則可用層次孔洞。 在塑物上開(kāi)孔洞或切口可使其和其它零件組合以達(dá)成更多之功能及更具吸引力。圖2-14為孔洞的一般類型。（2）孔的設(shè)計(jì)原則：1）、全穿孔洞比半孔洞易于加工，因?yàn)榍罢咧┛卒N可在兩端尋得支撐，而后者由于只有一端獲得支撐，易被熔融之塑流進(jìn)入模穴時(shí)，使穿孔銷偏心而造成誤差。所以，一般半穿孔之深度以不超過(guò)穿孔銷直徑兩倍為原則。若要加深半穿孔洞之深度則可用層次孔洞如圖2-15所示。2）、由于塑塑膠常會(huì)在穿孔針旁形成縫合線之故，我們可以將其先做成凹痕或小凹洞，成形后再以鉆孔針予以鉆孔，如此可防止縫合線造成之強(qiáng)度減少亦可降低模具成本如圖2-16所示，但同時(shí)也可以增加加工成本。也可

3、孔四周增厚膠位，以增加強(qiáng)度。3）、于成型大多數(shù)之熱塑性塑料時(shí)，在洞壁和塑物外壁間之寬度至少要和孔洞之直徑相等及孔洞與孔洞內(nèi)壁間之厚度至少要和孔洞之直徑相等如圖2-17所示。若為半孔洞，則其底部之壁厚至少須為其孔洞直徑的1/6，否則模制后會(huì)膨脹如圖2-18所示。舉案例說(shuō)明：此通孔也易產(chǎn)生熔合紋，怎樣解決？此盲孔不易產(chǎn)生熔合紋此異形孔為了保證壁厚一致、應(yīng)先盲孔，后抽殼。第一次試模后，中部孔有熔合紋，后加流道解決?？桌膺叺箞A角，有利于裝配，按鍵復(fù)位及解決應(yīng)力問(wèn)題,同時(shí)外觀完美孔邊到底面的距離等于直徑，到邊2倍直徑加倒角而不加圓角、目的在有利于裝配設(shè)計(jì)原則上孔邊到棱邊的距離2倍直徑，由于轉(zhuǎn)動(dòng)門須配其它

4、五金的特殊需求，可以1.2L26螺紋的設(shè)計(jì)：    塑膠內(nèi)的入件通常作為緊固件或支撐部份。此外，當(dāng)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上考慮便於返修、易於更換或重復(fù)使用等要求時(shí)，入件是常用的一種裝配方式。但無(wú)論是作為功能或裝飾用途，入件的使用應(yīng)盡量減少，因使用入件需要額外的工序配合，增加生產(chǎn)成本。入件通常是金屬材料，其中以銅為主。入件的設(shè)計(jì)必須使其穩(wěn)固地嵌入塑膠內(nèi)，避免旋轉(zhuǎn)或拉出。入件的設(shè)計(jì)亦不應(yīng)附有尖角或封利的邊緣，因?yàn)榧饨腔蚍饫倪吘壥顾苣z件出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。（1） 螺紋分類：分聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋形，見(jiàn)下圖。（2） 螺紋五要素：1）牙型、2）、直徑、3）、線數(shù)、4、導(dǎo)程和螺距、5）、

5、旋向。傳動(dòng)螺紋聯(lián)接螺紋（3）加工方法有注射成型，機(jī)械加工，自攻。（4）注射成型時(shí)，外螺紋采用瓣合模（即哈夫模）成型。內(nèi)螺紋成型有兩種方法：強(qiáng)行脫模和采用特殊的內(nèi)螺紋脫模機(jī)構(gòu)（如帶硅膠頭的折疊型芯、可互換型芯、齒條、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋脫模機(jī)構(gòu)等）。螺紋強(qiáng)行脫模的計(jì)算公式：伸長(zhǎng)率=(螺紋大徑-螺紋小徑)/螺紋小徑X100%(ABS8%，POM5%，PA9%，LDPE21%，HIPE6%，PP5%)(4)設(shè)計(jì)原則：1）、不管是外螺紋或內(nèi)螺紋，皆可在模具內(nèi)成型，避免了利用機(jī)械加工之麻煩。設(shè)計(jì)內(nèi)，外螺紋時(shí)，其基本規(guī)格設(shè)計(jì)須如下圖所示。內(nèi)螺紋底部未螺紋化的直徑必須等于或小于螺紋的最小直徑如圖2-19(a)，AB

6、。若是外螺紋，則其底部未螺紋化的直徑必須等于或大于螺紋的最大值徑如圖2-19(b)，BA。2）、成型螺紋必須避免在未端收尾，以免造成應(yīng)力集中，使該區(qū)域強(qiáng)度變?nèi)跞鐖D2-20。七、嵌件設(shè)計(jì)：嵌入件 ( Moulded-in Inserts )基本設(shè)計(jì)守則：塑膠內(nèi)的入件通常作為緊固件或支撐部份。但無(wú)論是作為功能或裝飾用途，入件的使用應(yīng)盡量減少，因使用入件需要額外的工序配合，增加生產(chǎn)成本。入件通常是金屬材料，其中以銅為主。入件的設(shè)計(jì)必須使其穩(wěn)固地嵌入塑膠內(nèi)，避免旋轉(zhuǎn)或拉出。入件的設(shè)計(jì)亦不應(yīng)附有尖角或封利的邊緣，因?yàn)榧饨腔蚍饫倪吘壥顾苣z件出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。 1、應(yīng)用范圍：如電源插頭、手緊螺絲、手機(jī)充

7、電器等。2、嵌入的方式：用于塑料品的金屬嵌入物，通常用以承擔(dān)產(chǎn)品被磨損、撕裂的力量或用以與電氣相連及裝飾用。嵌入物之類型有兩種:（1）、一種為成型前模內(nèi)插入物；同步成型嵌入是在部件成型前將入件放入模具之中，在合模成型時(shí)塑料會(huì)將入件包圍起來(lái)同時(shí)成型。若要使塑料把入件包合得好，必先預(yù)熱後才放入模具。這樣可減低塑料的內(nèi)應(yīng)力和收縮現(xiàn)象。嵌入件具中等或極粗的刻痕以提供足夠的力量防止滑動(dòng)。（2）、另一種為成型后插入物；成型後嵌入是將入件用不同方式打入成型部件之中。所采用的方法有熱式和冷式，唯原理都是利用塑膠的熱可塑特性。熱式是將  入件預(yù)先在嵌前加熱至該塑膠部件融化的溫度，然後迅速的將入件壓入部

8、件上特別預(yù)留的孔中冷卻後成型。冷式一般是使用超聲波焊接方法把入件壓入。用超聲波的方法所得到的結(jié)果比較一致和美觀，而預(yù)熱壓入在工藝上要控制得好才有好的效果。否則出現(xiàn)入件歪斜、位置不正、塑料包含不均勻等現(xiàn)象形成壞品。正常情形下  入件是在塑膠成品平面對(duì)齊或在塑膠成品平面之上。嵌入件可螺紋化或是預(yù)熱的方法來(lái)裝置。 3、嵌入物考慮以下幾個(gè)因素通常模制嵌入物時(shí)，我們須考慮以下幾個(gè)因素：1）插入物須能提供所需要的機(jī)械強(qiáng)度。2）在所有的塑料中，塑模的嵌入物須不具轉(zhuǎn)動(dòng)性。3）固定的壁厚必須圍繞嵌入物之四周，以防止塑料冷卻時(shí)發(fā)生裂化。4）當(dāng)插入物嵌入塑物中后，可能須要再修飾，二次加工等耗費(fèi)金錢的步驟。

9、4、設(shè)計(jì)注意之點(diǎn)：（1）、嵌入物必須與塑模打開(kāi)或關(guān)閉的移動(dòng)方向平行。因?yàn)橹苯腔蛐苯侵迦胛镌谀Ｖ茣r(shí)是非常困難且費(fèi)成本的如圖2-21所示。 （2）、不管是陰或陽(yáng)之嵌入物，皆須要有一肩座，以防止塑料化合物流入螺紋中。如圖2-22所示，(a)不具肩座嵌入物，須避免之。(b)為單一封合肩座。(c)雙封合肩座，此種最理想，但成本較高。（3）、提供足夠之塑料于插入物的四周或是增加嵌入物與外壁之距離。猶如孔洞設(shè)計(jì)的位置一樣，插入物的位置設(shè)計(jì)方法與其大同小異。設(shè)計(jì)插入物時(shí)除考慮機(jī)械應(yīng)力外，由于嵌入物本身之高熱膨脹系數(shù)，造成塑物之熱應(yīng)力亦須考慮。所以當(dāng)塑物冷卻時(shí)，塑料會(huì)比金屬收縮的還多，造成應(yīng)力集中以致?tīng)柡蟛迦胛镏茉恺斄?。預(yù)防的方法是，提供足夠之塑料于插入物的四周或是增加嵌入物與外壁之距離。表2-4為一些常用的塑料于嵌入物四周所須之最小厚度以避免龜裂（5）、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)POMPOM成型時(shí)，因塑料和鑲?cè)爰湛s比率而有應(yīng)力產(chǎn)生。漸漸在鑲?cè)爰牡胤桨l(fā)生了龜裂現(xiàn)象而成品破裂，以下方法可改善成品破裂現(xiàn)象。用溫度達(dá)90左右的鑲?cè)爰庞谀Ｇ粌?nèi)成型。模具內(nèi)溫度打90左右。鑲?cè)爰獫崈艏氨苊庥屑饨腔蚶叀?#160;   PBT    鑲?cè)爰ǔＪ怯靡匝b配方便或維修容易為目的的，但亦有的是特殊用途如金屬扣等。為了使鑲?cè)爰谒?/p>