非金屬零件螺紋及嵌件的設計案例分析

1、5、孔的設計：（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）注射成型時針易被沖彎，故孔深<孔徑X4.B) 若孔徑又小又深時，可啤塑后機械加工。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系，如下圖（4）、異形孔：一般用于通風散熱，裝飾外觀。成型時應盡量采用碰穿。（5）、多層次孔：要加

2、深半穿孔洞之深度則可用層次孔洞。 在塑物上開孔洞或切口可使其和其它零件組合以達成更多之功能及更具吸引力。圖2-14為孔洞的一般類型。（2）孔的設計原則：1）、全穿孔洞比半孔洞易于加工，因為前者之穿孔銷可在兩端尋得支撐，而后者由于只有一端獲得支撐，易被熔融之塑流進入模穴時，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度減少亦可降低模具成本如圖2-16所示，但同時也可以增加加工成本。也可

3、孔四周增厚膠位，以增加強度。3）、于成型大多數(shù)之熱塑性塑料時，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，否則模制后會膨脹如圖2-18所示。舉案例說明：此通孔也易產生熔合紋，怎樣解決？此盲孔不易產生熔合紋此異形孔為了保證壁厚一致、應先盲孔，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，按鍵復位及解決應力問題,同時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計原則上孔邊到棱邊的距離2倍直徑，由于轉動門須配其它

4、五金的特殊需求，可以1.2L26螺紋的設計：    塑膠內的入件通常作為緊固件或支撐部份。此外，當產品在設計上考慮便於返修、易於更換或重復使用等要求時，入件是常用的一種裝配方式。但無論是作為功能或裝飾用途，入件的使用應盡量減少，因使用入件需要額外的工序配合，增加生產成本。入件通常是金屬材料，其中以銅為主。入件的設計必須使其穩(wěn)固地嵌入塑膠內，避免旋轉或拉出。入件的設計亦不應附有尖角或封利的邊緣，因為尖角或封利的邊緣使塑膠件出現(xiàn)應力集中的情況。（1） 螺紋分類：分聯(lián)接螺紋和傳動螺紋形，見下圖。（2） 螺紋五要素：1）牙型、2）、直徑、3）、線數(shù)、4、導程和螺距、5）、

5、旋向。傳動螺紋聯(lián)接螺紋（3）加工方法有注射成型，機械加工，自攻。（4）注射成型時，外螺紋采用瓣合模（即哈夫模）成型。內螺紋成型有兩種方法：強行脫模和采用特殊的內螺紋脫模機構（如帶硅膠頭的折疊型芯、可互換型芯、齒條、絲杠轉動螺紋脫模機構等）。螺紋強行脫模的計算公式：伸長率=(螺紋大徑-螺紋小徑)/螺紋小徑X100%(ABS8%，POM5%，PA9%，LDPE21%，HIPE6%，PP5%)(4)設計原則：1）、不管是外螺紋或內螺紋，皆可在模具內成型，避免了利用機械加工之麻煩。設計內，外螺紋時，其基本規(guī)格設計須如下圖所示。內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，以免造成應力集中，使該區(qū)域強度變弱如圖2-20。七、嵌件設計：嵌入件 ( Moulded-in Inserts )基本設計守則：塑膠內的入件通常作為緊固件或支撐部份。但無論是作為功能或裝飾用途，入件的使用應盡量減少，因使用入件需要額外的工序配合，增加生產成本。入件通常是金屬材料，其中以銅為主。入件的設計必須使其穩(wěn)固地嵌入塑膠內，避免旋轉或拉出。入件的設計亦不應附有尖角或封利的邊緣，因為尖角或封利的邊緣使塑膠件出現(xiàn)應力集中的情況。 1、應用范圍：如電源插頭、手緊螺絲、手機充

7、電器等。2、嵌入的方式：用于塑料品的金屬嵌入物，通常用以承擔產品被磨損、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，在合模成型時塑料會將入件包圍起來同時成型。若要使塑料把入件包合得好，必先預熱後才放入模具。這樣可減低塑料的內應力和收縮現(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。（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果比較一致和美觀，而預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齊或在塑膠成品平面之上。嵌入件可螺紋化或是預熱的方法來裝置。 3、嵌入物考慮以下幾個因素通常模制嵌入物時，我們須考慮以下幾個因素：1）插入物須能提供所需要的機械強度。2）在所有的塑料中，塑模的嵌入物須不具轉動性。3）固定的壁厚必須圍繞嵌入物之四周，以防止塑料冷卻時發(fā)生裂化。4）當插入物嵌入塑物中后，可能須要再修飾，二次加工等耗費金錢的步驟。

9、4、設計注意之點：（1）、嵌入物必須與塑模打開或關閉的移動方向平行。因為直角或斜角之插入物在模制時是非常困難且費成本的如圖2-21所示。 （2）、不管是陰或陽之嵌入物，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。猶如孔洞設計的位置一樣，插入物的位置設計方法與其大同小異。設計插入物時除考慮機械應力外，由于嵌入物本身之高熱膨脹系數(shù)，造成塑物之熱應力亦須考慮。所以當塑物冷卻時，塑料會比金屬收縮的還多，造成應力集中以致爾后插入物周遭龜裂。預防的方法是，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）、不同材料的設計要點POMPOM成型時，因塑料和鑲入件收縮比率而有應力產生。漸漸在鑲入件的地方發(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90左右的鑲入件放于模腔內成型。模具內溫度打90左右。鑲入件要潔凈及避免有尖角或利邊。    PBT    鑲入件通常是用以裝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。為了使鑲入件在塑