螺纹插入件使塑料组件坚固且可重复使用。

在许多方面,螺纹金属插入塑料提供了所有可能的最好的世界。一方面,你有塑料结构的易用性和灵活性。另一方面,部件可以使用机器螺丝安全地固定,这意味着它们也可以很容易地拆卸。

这在电气部件的塑料壳体等应用中特别有价值。在这些产品需要维护的情况下,可以在不损坏外壳本身的情况下移除或打开外壳。相比之下,当用直接驱动的螺钉将螺钉紧固到塑料时,每次重新加入零件时都存在创建交叉或剥离螺纹的危险。由于这种效用,可以在汽车和玩具以及家具,计算机,航空航天,医疗和防御应用中找到螺纹插入物。

螺纹镶件的另一个优点是,它们通过将负载分散到更大的区域,从而产生更强的组件,特别是在使用更软的热塑性塑料材料时。当正确安装时(通常安装在凸台中),镶件提供的夹紧力大约是直接插入塑料的螺钉的两倍。

不利的一面是,插入物代表了一笔费用。它们需要花钱购买和安装。如果一个有缺陷的部件必须被拆解以进行回收利用,那么移除它们也会非常困难和昂贵。正是由于这些原因,从总体上消除紧固件——而不仅仅是插入件——是当今装配的一个主要趋势。尽管如此,随着塑料取代了越来越多的金属部件,整个插入器市场继续增长。

就不同的安装而言,在几乎每种情况下都需要安装它们的倒注或预压孔。之后,可以机械地或通过使用热或超声波焊接来固定。



模具在

不需要钻孔的一个实例是在创建塑料部件之前将插入物单独放置在模具中的指定位置。刀片固定在销上,当塑料填充模腔时,熔体将液体延伸到插入件的凹槽中,将其锁定在塑料冷却中。该技术提供高水平的扭转和拉伸应力阻力。然而,模塑插入件远非从生产角度来看。

对于一件事,它们可能是昂贵的,因为必须延长成型循环以允许装载插入物。这通常是用手完成的,尽管在某些情况下使用了机器人。除此之外,如果出现问题出现问题,还必须拒绝缺失插入件的部件或重新加工 - 另一种费用。此外,在模塑过程中破裂的插入物可以损坏模具,插入螺纹可能闪烁堵塞。

尽管如此,塑造技术效果很好;模压刀片采用积极的钻石卷轴图案和深层底板,使它们能够在周围的塑料上获得强大的抓地力。强的六边形配置也可用于提供扭转强度。

与几乎所有的镶件一样,模压镶件主要由黄铜制造——据估计高达90%或95%。这是因为黄铜相对便宜,易于加工,并提供足够的强度。股票插入也有铝和不锈钢,但这些更贵,只在特殊情况下使用。例如,不锈钢经常被用在耐腐蚀性非常高的医疗或食品服务应用中。它也可以用于户外应用,再次因为它的耐腐蚀。铝,除了抗腐蚀,当重量是一个因素时,作为插入物的选择。

就强度而言,不锈钢比黄铜和铝强。然而,在所有这三种情况下,插入本身通常会比周围的材料更强。

使用热压机或超声波焊机安装的镶件在性能方面与模压镶件相似。这两种技术都为插入物提供了一个安全的锚定,因为它们融化了周围的塑料,使其在插入物外墙的沟槽、脊线和凹槽周围流动。因为只有一小部分的塑料被熔化,附着强度不是很强——塑料和插入物之间的微观缝隙意味着粘结强度略低。但是性能仍然可以比较,而且放置方便使它们越来越受欢迎。

事实上,这些技术已经在很大程度上取代了在镶件中成型的做法。三星工业公司的销售和工程经理Jim Haste估计,他的客户70%的应用涉及热或超声波定位。Mike Knipple是Emhart Teknologies公司道奇系列插件的产品经理,他说热喷涂占客户应用的45%;超声波埋设物占35 - 40%;他的公司销售的镶件中只有大约5%是模压的。

相比之下,Yardley Products Corp.总裁杰克•德哈文(Jack DeHaven)说,模压镶件仍占该公司镶件业务的一半左右。但是超声波和热侵占了剩余的大部分。

超声波和热埋设的主要限制是,虽然它们与热塑性塑料工作得很好,但它们不能与热固性塑料工作。除此之外,这两个过程在低、中、高生产运行中都能很好地工作,并且提供较短的周期时间。



良好的开

超声波焊接尤其缩短了焊接周期:对于较小的工件,焊接周期小于半秒。部署是非常一致的,而且该技术很容易实现部分或完全自动化。半自动系统通常包括两个独立的工位:其中一个工位是将刀片手动放入孔中,另一个工位是压力机将刀片送回家。在全自动化系统中,插入可以通过馈线碗或载体胶带馈线,后者是不常见的。零件可以循环通过分度输送机或转盘。

在光滑的“先导”部分的帮助下,超声波插入器被设计成部分地进入预钻孔。然后振动的超声波喇叭导致有纹理的部分插入的剩余的方式。振动产生的热量融化了塑料,将其塑成嵌件并锁定在合适的位置。

就其表面模式而言,超声波插入件通常带有适度的钩、下切和角度或“螺旋”滚花。这使得插入物以最小的力量进入孔中,但在熔化的塑料冷却后仍然挂在上面。超声波镶块通常没有一些模压镶块上的侵略性钻石模式,这些模式会在植入过程中造成过度应力,可能导致凸台开裂。

当用超声放置插入物时,插入速度与熔体速度一致是很重要的,以确保安全放置。Dukane Corp.营销经理迈克•约翰斯顿(Mike Johnston)说,他见过一些生产商试图提高产量的案例,结果是产量下降,原因是撤出力度不够,甚至老板也不太好。

约翰斯顿说:“至关重要的是,插入套管的速度要与熔体流动速度相匹配。”

关于超声波焊接的缺点,压力机一次只能放置4或5个刀片,这限制了它的使用;放置位置必须相当接近,间隔不超过6英寸;插入件必须在大致相同的平面上,高度差不大于半英寸。超声波焊接过程也是一个嘈杂的过程,特别是当放置直径大于1/4英寸的镶件时。事实上,更大的超声波植入无论如何都不起作用;这部分的物理质量不允许产生足够的热量。

Johnston指出,围绕这些限制的一种方式是使用x-y表移动部分,而编程的压力机会产生各种备件。但当然,这需要更多时间。



和热

另一方面,随着热施加,天空是对施加的数量和方向方面的极限。“你几乎可以容纳所有不同的高度和几何形状,因为你不受工具的声学设计的限制,”约翰斯顿说。

knipple表示,他有一个客户一次安装64个插入的一部分,作为半决面的两步过程的一部分。操作员将刀片放置,然后将该部件放在热压机中进行施加。虽然这是这样做的,但操作员将开始将插入放在下一部分中。

在许多方面,热安装类似于超声波安装。事实上,这个过程使用相同的插入样式。预钻孔的设计也是一样的:略深于插入物,为插入物放置时多余的熔化塑料提供空间,略窄于插入物的宽度。如果孔太浅,过量的熔化塑料会回流到插入物的开口端,堵塞螺纹。如果孔太宽,则插入物与周围塑料之间的相互作用不足;太窄,有开裂的危险,或导致过量的塑料流过顶部的插入安装期间。有些镶件带有法兰,以防止塑料流入螺纹。还有一些是“盲的”,末端是封闭的,以防止塑料堵塞螺纹。过窄的预钻孔也会减慢插入过程,导致循环时间过长。

约翰斯顿表示,热压机的其他优势还包括热压机比超声波压机更安静,而且价格更低,大约便宜10%到20%。

如超声波施加的情况,重要的是,插入速度没有超越熔体流速,以避免在插入件和塑料之间的不良交配,周围塑料和破裂的凸台的降解。



自攻型和压入

通常在扭矩和拉出强度方面较不坚固的是后模制的螺纹插入件,采用机械安装。这些包括自攻镶件、压入镶件和膨胀或展板镶件。它们都可以与热塑性元件和热固性元件一起使用。该类别还包括螺旋,这是有点不同于其他组。

传统的螺旋刀片是通过金属丝榫将其打入预攻孔中。当用特殊工具(手动或自动)拧入时,工具施加的力会减小线圈的直径,使其更容易进入井眼。一旦安装,工具被移除,线圈恢复原来的形状。由此产生的向外的力与塑料中的线产生摩擦,从而将线圈固定在适当的位置。一旦唐是在一个预先的缺口点上线圈的插入是准备使用。

与其他机械安装的镶件相比,螺旋镶件由不锈钢制造,由于线圈与孔的螺纹壁之间的相互作用,可以提供较高的抗拉和扭转强度。但是,由于插入操作相对较慢,所以它们的安装成本较高。对丝锥孔的需求也增加了生产时间。

从好的方面看,它们为医疗和航空航天工业的苛刻应用提供了非常精确的线程。自动化系统也可以加速安置。例如,Emhart Teknologies公司就提供了一种“一步自动化工具”,既可以放置其专有的螺旋油插入器,又可以断开油嘴。作为过程的一部分,该公司使用磁带馈送系统来帮助放置各个部件。这台机器可以单独使用,也可以与大多数装配线结合使用。不过,螺旋管只占整个插入市场的一小部分。

相比之下,自攻刀片安装在光滑的墙壁孔。它们可以手动或自动放置。基本上,孔的大小适合插入和插入到位。刀片有螺纹成型和螺纹切割两种类型,螺纹成形机适用于软塑料,螺纹切割机适用于硬塑料。自攻嵌件通常是模后嵌件的选择,因为它们可以用于广泛的塑料,包括热塑性塑料和热固性塑料,甚至木材。

缺点是,自攻插入,虽然提供了一个强大的附件,是费时的安置,导致长周期时间。Knipple估计,尽管自攻镶齿具有良好的抗拉和抗扭性能,但自攻镶齿的使用周期是其他镶齿的2 - 3倍。对于较小的运行,甚至是原型,插入器制造商Yardley Products Corp.同时销售手持和台式气动插入器。工作台模型可以在一个小时内放置多达800个自攻插入件。

更容易安装但较弱,是膨胀插入件,其中将螺钉驱动到插入件中产生径向向外的力,该径向向外的力将插入件的壁压在预钻孔的内表面上。膨胀刀片包括被压入塑料的各种倒钩,滚环或法兰。因为它们被简单地被压入预钻孔,它们很快就会安装并自动安装,以高达60份每分钟的速率。

这些类型很容易识别的槽纵向运行的部分筒和侵略性的纹理外表面,通常是钻石模式。

最容易安装的插入件是简单的压入式插入件。它们是用各种环、钩或有角度的螺纹制作的,可以放置在冷塑料中,或在成型后不久,当塑料仍然是温暖的和柔韧的。PennEngineering公司最近也推出了它所谓的DeltaForm生产线。这是由冲压黄铜镶嵌件组成的,而不是机械加工的,可以压入形成可重复使用的螺纹,成本很低。PennEngineering公司声称,这款插件的成本是传统插件的一半,但扭矩性能仍是直接插入塑料的螺杆的两倍。

压制插件提供最短的循环时间,可以用手机或全自动过程一起安装。在缺点,锚不像螺纹或热量或超声安装的插件那么强。此外,这种施加技术在周围的塑料上留下了最大的压力,这需要熔熔侍者,并且在倒注孔的尺寸方面有很少的误差空间。

在某些情况下,插入物可以用粘合剂固定住。但是,存在过度阻塞插入的内部线程的危险,这会降低它们的效率。同样重要的是要确保插入件和预钻孔的壁足够干净,以确保足够的粘接。

从有利的一面看,由此产生的插入可以是一个强有力的——几乎与热或超声放置的部分一样强有力。