塑 膠 螺 絲 的 解 決之 道
------- 餓狼神

        隨著塑料技術的發(fā)展 , 塑料在現(xiàn)代工業(yè)的地位越來越重要了,無論是日常生活的用品,還是高科技的產品,塑料無處不在. 由于塑料上的特性與金屬和木材有很大的不同,應用在塑料上的螺絲也應該具有和普通螺絲不同的特性. 而且每種不同的塑料會有不同的性能,例如: 延伸性,熱膨脹性和夾緊力的保持性,針對這些不同的性能,選擇不同的螺絲以滿足它不同的要求是非常關鍵有的.而B型, AB型自攻螺絲以及其它標準的螺絲,有比較寬的牙山角和淺的螺紋,是用來鎖鐵板的, 并不能滿足鎖塑料的動態(tài)要求.

→ 最佳性能
      特別為塑料設計的螺絲可以獲得性能 :
              √ 較高的防止打滑扭力
              √ 增加防松的阻力
               √較高的拉拔力
→ 節(jié)省材料
      適當?shù)倪x擇螺絲可以使用更薄的 凸 臺以及消除輔助鎖緊裝置 ,這可以降低成本通過:
              √ 減少材料的使用
              √ 減少 旋 入時間
              √ 消除插件和粘附物
              √ 流線型裝配
→ 增加拉拔阻力
            由于專門應用于塑料的螺絲有較小的螺紋底徑和較高的螺紋外形 , 它能包含較大體積的材料和較大的剪切面,.
            更大的剪切面就是意味著專門的塑料螺絲有 更大的拉拔阻力 .
→降低徑向應力 ,防止 凸 臺的破壞
            徑向壓力由于產一個向外的應力會破壞 凸 臺 ,從而不是我們想要的.
            雖然 30 ° 和 60 ° 的螺絲會占用相同的材料體積 ,但是30 ° 螺紋所產生的徑向壓力只有 60 ° 螺紋的一半 .

標準螺絲	塑膠螺絲

☆彈性模量

            彈性模量是為塑膠選擇螺絲最重要的一個參數(shù) .一般來說,彈性模量越小, 材料越容易形成螺紋形狀.

            較高的彈性模量熱塑塑膠也能形成螺紋形狀 , 但是需要較小的螺旋角去避免較大的驅動扭力.

            較高的 彈性模量熱固塑膠 很難擠壓出螺紋 ,需要用切削螺絲.

☆填充物的效果

            填充物和加固元素能改變一項或多項熱塑材料的性質 , 同時也會影響到螺絲有性能.

            例如 : 抗沖擊樹脂使材料更加柔軟,用于模具的潤滑劑(例如硅)會減少螺絲的驅動扭力但是會削弱夾緊力.

            再一次重申 ,在設計階段時就及早的測試來確保最優(yōu)的性能是很重要的.

☆熱膨脹率

            溫度的影響對熱塑材料的拉壓曲線是很重要的 .在相同的溫度條件下,塑膠的膨脹速度要大于金屬.

            由于在持續(xù)溫度下很少有突變 ,熱膨脹和收縮是普遍存在的.這就會影響到夾緊力.然而, 只有當材料的變化 率不同 和溫度變化不明顯時這才是問題.

☆蠕變率

            在壓力和溫度下任何塑膠都會蠕變 ,或者是永久變形. 蠕變將會導致夾緊力的減小.

            通過試驗 ,我們可以得到 擠壓螺紋和打滑扭力, 擰動打滑率, 擰動速率的影響, 吃入長度 等等數(shù)據(jù),下圖的表格是不同的螺絲和建議采用的螺絲類型,建議在設計螺絲時從以下表格中選取:

           下面以 EJ牙為例來說明塑膠螺絲:

           因為擁有的螺紋輪廓和下沉的螺紋底徑 ,EJ 牙提高 了螺紋的吃入深度 , 使 凸 臺的承受應力降到最小 . 所以為熱塑螺絲提供了最優(yōu)的性能 , 得到了廣泛的應用 .

規(guī)格 :

◆      尺寸 : 直徑從 M1.5~M10, 長度可以到 100mm

◆      頭型 : 任何頭型

◆     特殊 : 按設計

◆      針型 : 最好是 TORX, 其它也 可以

應用 :

熱塑塑膠 : 彈性模量可以達到 1400000p.s.i

主要優(yōu)點

◆      為熱塑塑膠提供最優(yōu)的性能

◆     提供最大的壓入及拉拔力

◆     最小的損壞 凸 臺

◆     增加產品的可靠性

特征和好處 :

窄 30 °螺紋外形 : 減小在 凸 臺中的徑向膨脹和應力 .

◆     允許使用更加薄的 凸 臺 , 它能減少 旋 入時間和減少材料的用量 .

◆      放松時減少回彈

◆      通過增加吃入量來增加負載能力 ,

◆      能重復裝配使用 .

最優(yōu)化螺絲的節(jié)距 ( 允許更深的螺紋吃入深度 )

◆      增加了拉拔力

◆     最優(yōu)化不可逆性

◆     平衡了塑膠和螺絲之間的力

下沉螺紋的根部 ( 允許最優(yōu)化的材料流動 )

◆      最小化的安裝扭力

◆      提高夾緊力

◆      最小化使 凸 臺破裂的潛在可能性

更圓的桿徑 ( 在塑膠和螺絲之間均勻分布 )

◆     增加力的效率

◆      減少 凸 臺高點的應力

整體硬度到 ` (RC33~39)

          還有一個重要的問題 , 對 凸 臺的設計也相當 重要 草孔在 熱塑塑膠中容易成形 , 但是影響螺紋的切入 . 一般是利用最小的邊量去保持最佳的成形功能 .

一般來說 , 公稱孔徑 (?h) 計算成螺絲總的切入長度 (L) 的一半 . 請根據(jù)以下的螺絲清單的建議來設計 凸 臺 .

         當然 , 并不是讀了以上文字就能解決所有的問題 , 我建設設計師在作產品設計的時候應該和緊固件的專業(yè)人員進行溝通 , 見過一些產品 , 本身設計就存在問題 , 供應商的螺絲做的再好 , 也無法滿足你的要求 .

附錄 1:

                                    連接點的蠕變效果的賠償

                  在承受壓力 ,熱量的情形下,所有的塑膠都會變形,以下有幾個方法去進行補償或降低.

         √ 通過以下的一個或幾個方法來減小軸承面的壓力

         - 增加螺絲的頭徑

         - 增加一個平 介

         - 減小間隙孔的直徑

         - 裝配時減小初始夾緊力

        增加彈性元素到連接 ,例如:螺旋或平墊組合.

        √ 在夾緊元素中增加一個金屬衫套

       √ 用軸肩 螺栓來把力轉移到螺母上

通過向塑膠中增加填充物或改變基本樹脂來增加塑膠硬度

附錄 2:

                                                      確定鎖緊扭力的測試.

         以下僅是一般建議 .

         1. 收集足夠可以生成統(tǒng)計曲線的螺絲 ----至少每種類型的連接點30個螺絲.這些樣板必須有所有的連接元件,例如: 夾緊部分, 螺母部分, 緊固部分.

         2. 用可以扭斷螺絲有電 批并且這些電批 是用于以后生產的 ,有著一樣的最大破壞扭力.

         3. 用扭力測試器和打滑的 圖或表 ,來測量最大扭力或極限扭力值.扭斷螺絲,計算平均最大扭力和極限最大扭力.

         4. 下一步計算這兩個結果的平均值 ,計算的目的是鎖緊扭力. 把值的 10% 作為電批的 公差.比較平均扭力到+3SD(標準差)和最大極限扭力到-3SD(標準差).如果這兩個區(qū)域沒有 重迭 ,這個扭力范圍可以應用為鎖緊扭力,假如有 重迭 的話,就要重新設計連接.

Feb 9, 2004