Ar kada susimąstėte, kaip plastikinės dalys lieka tvirtai pritvirtintos be varžtų ar klijų? Kniedavimas siūlo patikimą sprendimą. Šiame vadove mes ištirsime plastiko kniedymo esminius dalykus, jo reikšmę skirtingose pramonės šakose ir kaip pasirinkti tinkamą metodą. Išmoksite kniedžių plastikinių dalių, skirtų stiprioms, patvarioms jungtims, pranašumus ir trūkumus.
Kas yra plastikinė kniedymas?
Plastikinė kniedymas yra mechaninis tvirtinimo metodas. Tai apima ašinės jėgos panaudojimą, kad būtų galima deformuoti kniedės kotą skylės viduje. Tai sudaro galvą, jungiančią kelias dalis.
Palyginti su metalo kniedėmis, plastikinė kniedymas turi keletą pagrindinių skirtumų. Tam nereikia papildomų kniedžių ar įrašų. Vietoj to, jis naudoja plastikines struktūras, tokias kaip stulpeliai ar šonkauliai. Jie yra plastikinio kūno dalis.
Plastikinės kniedymo pranašumai ir trūkumai
Plastikinės kniedės turi keletą pranašumų ir trūkumų. Pažvelkime atidžiau.
Bendri pranašumai:
Paprasta dalies struktūra, mažinančios pelėsio išlaidas
Lengvas surinkimas, nereikia jokių papildomų medžiagų ar tvirtinimo detalių
Didelis patikimumas
Gali kniesti kelis taškus vienu metu, pagerinti efektyvumą
Prijungiami plastiko, metalo ir nemetalinės dalys, net ir sandariose vietose
Atlaiko ilgalaikę vibraciją ir ekstremalias sąlygas
Paprastas, energija taupantis, greitas procesas
Lengva vaizdinės kokybės patikrinimas
Įprasti trūkumai:
Reikalauja papildomos kniedymo įrangos ir įrankių
Netinka aukšto stiprumo ar ilgalaikėms apkrovoms
Nuolatinis ryšys, nenuomintas ar taisomas
Sunku taisyti, jei jis nepavyksta
Gali prireikti atleidimo projektavimo etape
| pranašumo | trūkumas |
| Paprasta struktūra, mažos pelėsio išlaidos | Reikia papildomos įrangos ir įrankių |
| Lengvas surinkimas, didelis patikimumas | Ne dėl aukšto stiprumo ar ilgalaikių apkrovų |
| Efektyviai prisijungia prie įvairių medžiagų | Nuolatinis, nenuomintas ar taisomas |
| Atlaiko vibraciją ir ekstremalias sąlygas | Sunku taisyti, gali prireikti atleidimo iš darbo |
| Paprastas, greitas, energijos taupymo procesas | - |
| Lengvos vizualinės kokybės patikrinimai | - |
Plastikinių kniedymo procesų tipai
Yra trys pagrindiniai plastikinių kniedžių procesų tipai. Jie yra karšto lydymosi kniedymo, karšto oro kniedymo ir ultragarsinės kniedės.
Karštos lydymosi kniedės
Karštos lydymosi kniedės yra kontaktinio tipo procesas. Tai apima šildymo vamzdelį kniedžiojančios galvutės viduje. Tai šildo metalinę kniedžiojančią galvutę, kuri tada ištirpsta ir formuoja plastikinę kniedę.
Privalumai:
Trūkumai:
Nepakankamas aušinimas gali priversti plastiką prilipti prie galvos
Netinka didesnėms kniedžių stulpeliams
Didelis liekamasis stresas ir mažesnis ištraukimo stiprumas
Nerekomenduojama produktams, kurių nustatymo/fiksavimo reikalavimai
Karštos lydymosi kniedės dažniausiai naudojamos PCB lentoms ir plastikinėms dekoratyvinėms dalims.
Karšto oro kniedavimas (karšto oro šaltas kniedymas)
Karšto oro kniedymas yra nekontaktinis procesas. Jis naudoja karštą orą, kad būtų galima šildyti ir sušvelninti plastikinės kniedės kolonėlę. Tada šalta kniedžiusi galva spaudžia ir formuoja ją.
Procesas turi du etapus:
Šildymas: Karštas oras vienodai pašildo kniedžių koloną, kol ji bus kalite.
Aušinimas: Šalta kniedanti galva paspaudžia suminkštintą kolonėlę, sudarydama tvirtą galvą.
Privalumai:
Vienodas šildymas sumažina vidinį stresą
Šalta kniedžianti galva greitai užpildo spragas, pasiekdamas gerą fiksavimo efektą
Trūkumai:
Kniedojimas karšto oro yra tinkamas daugumai termoplastinių medžiagų ir stiklo pluošto sustiprinto plastiko.
Ultragarsinis kniedymas
Ultragarsinis kniedymas yra dar vienas kontaktinio tipo procesas. Jis naudoja aukšto dažnio virpesius, kad būtų galima generuoti šilumą ir ištirpinti plastikinės kniedės kolonėlę.
Privalumai:
Trūkumai:
Netolygus šildymas gali sukelti laisvą ar suskaidytą kolonėles
Ribotas paskirstymo atstumas, jei naudojate vieną suvirinimo galvutę
Vibracija tam tikru mastu gali pakenkti komponentams
Ultragarsinis kniedymas netinka stiklinėms pluošto medžiagoms ar tiems, kurių lydymosi taškai yra aukštai.
trijų procesų palyginimo lentelė:
| Proceso | būdas | . | yra | Čia | šildymo |
| Karštas lydymas | Susisiekite (metalinė galva) | Nepatikimas, jautrus vibracijai | Sugedimas dėl nepilno minkštinimo | 6-60S | Integruotas, sudėtingas pakeitimas |
| Karštas oras | Nekontaktinis (karštas oras) | Aukštas, ne jautrus vibracijai | Puikus, visiškai užpildo spragas | 8–12 s | Reguliuojamas šildymas ir kniedimas |
| Ultragarsinis | Kontaktas (vibracija) | Nepatikima | Sugedimas dėl nepilno minkštinimo | <5s | Ribotas valdymas su integruota galva |
Įprasti kniedės galvutės tipai plastikinėms dalims
Kalbant apie plastikinę kniedymą, labai svarbu kniedžių galvučių geometrija ir matmenys. Pažvelkime į kai kuriuos įprastus tipus.
1. Pusapvalė kniedės galva (didelis profilis)
Tai yra labiausiai paplitęs tipas. Jis naudojamas, kai nereikia didelio stiprumo, pavyzdžiui, PCB ar dekoratyvinės dalys.
Pagrindiniai taškai:
Tinka kniedžių kolonoms su D1 <3mm (idealu> 1 mm, kad būtų išvengta lūžio)
H1 paprastai yra (1,5–1,75) * d1
D2 yra apie 2 D1, H2 yra apie 0,75 D1
Konkretūs skaičiai, pagrįsti tūrio konversija: S_HEAD = (85%-95%) * S_Column
2. Pusapvalė kniedės galva (mažas profilis)
Šis tipas turi trumpesnį kniedymo laiką nei didelis profilis. Jis taip pat skirtas mažo stiprumo programoms, tokioms kaip FPC kabeliai ar metalinės spyruoklės.
Dizaino aspektai:
D1 <3m, geriausia> 1 mm
H1 paprastai yra 1,0 * d1
D2 yra apie 1,5 D1, H2 yra apie 0,5 D1
Tūrio konversija: S_Head = (85%-95%) * S_Column
3. Dviguba pusapvalė kniedė
Knigno stulpeliai čia yra šiek tiek didesni nei pusapvalės tipai. Šis dizainas sutrumpina kniedymo laiką ir pagerina rezultatus. Jis naudojamas, kai reikia didesnio tvirtinimo stiprumo.
Pagrindiniai taškai:
Tinka kniedžių stulpeliams, kurių D1 yra 2–5 mm
H1 paprastai yra 1,5 * d1
D2 yra apie 2 D1, H2 yra maždaug 0,5 D1
Taikoma tūrio konversija
Kniedės kolonėlės ir pelėsiai karštų kniedžių galvučių centrai turi būti suderinti tvarkingai formuojant
4. Žiedinė kniedės galva
Didėjant kniedžių kolonėlės skersmeniui, naudojamos tuščiavidurės stulpeliai. Jie sutrumpina kniedžių laiką, pagerina rezultatus ir neleidžia susitraukimo defektams. Šis tipas yra skirtas programoms, kurioms reikia didesnio tvirtinimo stiprumo.
Charakteristikos:
D1> 5 mm
H1 yra (0,5–1,5) * D1, mažesnė didesnio skersmens vertė
Vidinis d yra 0,5 * d1, kad išvengtumėte nugaros susitraukimo
D2 yra apie 1,5 D1, H2 yra apie 0,5 D1
Taikoma tūrio konversija
Net tuščiavidurių kolonų šildymas padeda sudaryti kvalifikuotas galvutes
5. Plokščios kniedės galva
Plokščios galvos yra tinkamos, kai suformuota galva neturėtų išsikišti iš paviršiaus.
Dizaino pastabos:
D1 <3mm
H1 paprastai yra 0,5 * d1
D2 ir H2, remiantis tūrio konversija
Prijungta dalis reikia pakankamo storio, kad būtų galima prieštarauti
Nepakankamas storis lemia nepatikimą jungtį ir nepakankamą stiprumą
6. Briauninė kniedė
Naudokite briaunotas galvutes, kai jums reikia didesnės kontaktinės srities, tačiau neturite vietos tuščiaviduriams kolonoms.
Pagrindiniai taškai:
Pagrindinio skersmuo D1 <3 mm, viršutinis skersmuo D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 yra (1,5-2) * d1, mažiau nei stulpelio aukštis l
D2 yra apie 2 D1, H2 yra apie 1,0 D1
Taikoma tūrio konversija
7. Flanšinė kniedė
Flanguotos galvutės yra idealios jungtims, kurioms reikalingas kalėjimas ar įvyniojimas.
Dizaino aspektai:
Pagrindinio skersmuo D1 <3 mm, viršutinis skersmuo D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 yra (1,5-2) * d1, mažiau nei stulpelio ilgis l
D2 paprastai yra 2 D1, H2 yra apie 1,0 D1
Taikoma tūrio konversija
Kniedžių kolonų ir kniedžių galvučių projektavimo aspektai
Projektuojant kniedžių stulpelius ir galvutes, reikia atsiminti keletą pagrindinių veiksnių. Ištyrkime juos išsamiai.
Knarkių stulpelių projektavimas ant pasvirusių paviršių arba toli nuo pagrindo
Jei kniedės stulpelis yra pasvirusioje plokštumoje arba toli nuo pagrindo paviršiaus, reikia specialaus dizaino. Čia yra du metodai:
Knarktų stulpelių projektavimo metodas ant pasvirusių paviršių
Dėl pasvirusių paviršių kniedės kolonėlė turėtų būti statmena paviršiui. Tai užtikrina tinkamą suderinimą ir pritvirtinimą.
Knarketo kolonėlės projektavimo metodas, išdėstytas aukštai virš pagrindinio paviršiaus
Kai stulpelis yra aukštai virš pagrindo, labai svarbu pridėti atramines struktūras. Jie neleidžia lenkimui ar sulaužymui.
Atleidimo projektavimo svarba
Plastikinės kniedės sukuria nuolatines jungtis, kurias sunku taisyti, jei jie nepavyksta. Būtina įtraukti atleidimą į dizainą.
Vienas iš būdų padvigubina kniedžių stulpelių ir skylių skaičių. Iš pradžių naudojamas tik pirminis rinkinys (pvz., Geltonas). Jei reikia remonto, antrinis rinkinys (pvz., Baltas) suteikia atsarginę kopiją.
Šis atleidimas suteikia jums antrą galimybę remontuoti, padidinant bendrą kniedžios rinkinio patikimumą.
Ryšys tarp kniedžių galvos ir stulpelio matmenų
Kneigos galvutės ir stulpelio matmenys yra glaudžiai susiję. Čia yra keletas pagrindinių santykių, į kuriuos reikia atsižvelgti:
Kniedės galvos skersmuo (D2) paprastai yra maždaug 2 kartus didesnis už kolonėlės skersmenį (D1)
Kniedės galvos aukštis (H2) paprastai yra apie 0,75 karto D1 didelėms pusapvalioms galvutėms, ir 0,5 karto D1 mažoms pusapvalioms galvutėms
Konkretūs matmenys turėtų būti pagrįsti tūrio konversija: S_Head = (85%-95%) * S_Column
Šis tūrio konvertavimas užtikrina, kad kniedės galvutėje yra pakankamai medžiagos, kad būtų sudarytas stiprus, saugus ryšys be per didelių atliekų.
Medžiagos pritaikomumas plastikinėms kniedymui
Ne visi plastikai yra tinkami knarkimui. Panagrinėkime pagrindinius veiksnius, lemiančius medžiagos pritaikomumą.
Termoplastika ir termoreaktai
Termoplastikai gali ištirpti ir būti pertvarkyti tam tikrame temperatūros diapazone. Jie idealiai tinka kniesti.
Priešingai, termoreaktai kietinami visam laikui kaitinant. Juos sunku knibždėti naudojant standartinius metodus.
Todėl produktų struktūros dažnai apima termoplastiką, kai reikia kniesti.
Amorfinis ir pusiau kristalinis plastikas
Termoplastika dar suskirstyta į amorfinius ir pusiau kristalinius tipus. Kiekviena iš jų turi unikalias savybes, turinčias įtakos kniedymui.
Amorfinis (ne kristalinis) plastikas
Netvarkingas molekulinė išdėstymas
Laipsniškas minkštinimas ir tirpimas stiklo perėjimo temperatūroje (TG)
Tinka visiems trim kniedymo procesams (karštas lydymas, karštas oras, ultragarsinis)
Pusiau kristalinis plastikas
Užsakyta molekulinė išdėstymas
Skirtingas lydymosi taškas (TM) ir perkristalizacijos taškas
Išlikite kietas, kol pasieksite lydymosi tašką, tada greitai sukietėkite, kai atvės,
Tinkamesnis karšto lydymosi kniedymui dėl kombinuoto šildymo ir formavimo
Reguliari pavasarį panaši struktūra sugeria ultragarsinę energiją, todėl ultragarsinis kniedymas yra sudėtingas
Aukštesni lydymosi taškai reikalauja daugiau ultragarsinės energijos, kad ištirptų
Kruopščiai projektavimo aspektai, reikalingi ultragarsiniam kniedymui (didesnė amplitudės, sąnario dizainas, suvirinimo galvos kontaktas, atstumas, armatūra)
Sumažinkite pradinį kontaktą tarp kniedžių kolonėlės viršaus ir suvirinimo galvutės, kad koncentruotumėte energiją
Užpildų poveikis (pvz., Stikliniai pluoštai)
Užpildai gali turėti didelę įtaką plastiko kniedijimo našumui. Pažvelkime į stiklo pluoštus kaip į pavyzdį.
Pagrindiniai taškai:
Didelis lydymosi taškų skirtumas tarp plastiko ir stiklo pluošto
Karštos lydymosi kniedžiai: tiksli temperatūros kontrolė (± 10 °)
Aukšta temperatūra sukelia stiklo pluošto kritulius, sukibimą ir grubius paviršius
Žemos temperatūra sukelia įtrūkimus ir peršalimo formavimąsi
Ultragarsinis kniedymas: daugiau vibracijos energijos, reikalingos plastikui ištirpti
Užpildo turinio gairės:
<10%: minimalus poveikis medžiagų savybėms, naudingas minkštoms medžiagoms (PP, PE, PPS)
10-30%: sumažina kniedžių jėgą
-
30%: didelę įtaką kelia kniedžių našumą
Kitos medžiagos savybės, turinčios įtakos ultragarsiniam kniedymui:
Kietumas: Didesnis kietumas paprastai pagerina kniedymą
Lydymo taškas: aukštesni lydymosi taškai reikalauja daugiau ultragarsinės energijos
Grynumas: Didesnis grynumas padidina kniedymą, o perdirbtų medžiagų priemaišos sumažina našumą
Kandžiagavimuose naudojamos plastikinės medžiagos
Norint sėkmingai kniesti, labai svarbu pasirinkti tinkamą plastikinę medžiagą. Pažvelkime atidžiau į keletą bendrų variantų.
Mažo tankio polietilenas (LDPE)
Dėl laisvai supakuotos molekulinės struktūros LDPE turi mažą tankį. Tai lanksti, tačiau kieta.
Pagrindinės savybės:
Polipropilenas (pp)
PP yra plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, pradedant automobiliais ir baigiant pakuotėmis. Tai siūlo gerą cheminį pasipriešinimą ir elektros izoliaciją.
Programos:
Buitinė skysta ir ploviklio pakuotė
Vyriškos/moters reketo kniedės
„Snap-In Flash“ viršutinės kniedės
FIR medžio kniedės
Nailonas
Nailonas, ypač nailonas 6/6, yra populiarus gamyboje. Dėl mažos trinties jis idealiai tinka pavaroms ir guoliams.
Charakteristikos:
Atsparus dauguma cheminių medžiagų, tačiau juos gali užpulti stiprios rūgštys, alkoholiai ir alkalis
Prastas atsparumas skiedžiamoms rūgštims, puikus atsparumas aliejams ir tepalams
Naudojami snaps kniedės, atsukant kniedes ir rankenėlės galvų kniedes
Acetal (polioksimetilenas, POM)
Acetalinis arba POM yra stiprus, tvirtas ir atsparus drėgmei, šilumai, chemikalams ir tirpikliams. Jis pasižymi geromis elektros izoliacijos savybėmis.
Naudojimas:
Pavaros, įvorės, automobilių durų rankenos
Ketvirčio posūkio skydelio tvirtinimo detalės
Skydo streikuotojai
„Snap-In Flash“ viršutinės kniedės
Polisulfone (PSU)
PSU naudojamas specialiose vietose dėl didelės šiluminės ir mechaninės talpos.
Pagrindinės savybės:
Geras cheminis atsparumas
Naudojamas medicinos technologijose, farmacijose, maisto apdorojime ir elektronikoje
Tinka „Snap“ kniedėms
Medžiagos savybių palyginimas
Čia yra lentelė, kurioje lyginamos šių medžiagų savybės:
| savybės | LDPE | PP | Nylon 6/6 | Acetal | PSU |
| Tempimo stiprumas (PSI) | 1 400 | 3800–5 400 | 12 400 | 9 800–10 000 | 10,200 |
| Poveikio kietumas (J/M⊃2;) | Jokios pertraukos | 12,5–1,2 | 1.2 | 1.0-1.5 | 1.3 |
| Dielektrinis stipris (kV/mm) | 16–28 | 20–28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Tankis (g/cm³) | 0,917–0,940 | 0,900–0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
| Maks. Nuolatinis aptarnavimo temp. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Šilumos izoliacija (w/m · k) | 0,320–0,350 | 0,150–0,210 | 0,250–0,250 | 0,310–0,370 | 0,120–0,260 |
Atminkite, kad priedai ir stabilizatoriai gali pagerinti tam tikras savybes. Pavyzdžiui, UV stabilizatoriai gali pagerinti Nailono lauko veikimą.
Kaip pasirinkti tinkamo dydžio kniedę
Bendra nykščio taisyklė
Paprastas būdas yra kniedžio skersmens pagrįsti sujungtų plokščių storiu. Štai nykščio taisyklė:
kniedžio skersmuo = 1/4 × plokštės storis
Šis santykis užtikrina, kad kniedis yra proporcingas medžiagai, kurią ji laiko kartu. Jis taip pat žinomas kaip sukibimo diapazonas.
Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti
Nors bendra taisyklė yra geras atspirties taškas, yra ir kitų veiksnių, kuriuos reikia atsiminti:
Medžiagos savybės
Bendras dizainas
Sąnario tipas (ratas, užpakalis ir kt.)
Įkėlimo sąlygos (šlyties, įtempimas ir kt.)
Estetika
Surinkimo procesas
Šie veiksniai gali įtakoti optimalų kniedės dydį. Kai kuriais atvejais gali tekti nukrypti nuo bendrosios taisyklės, kad pasiektumėte geriausius rezultatus.
Pavyzdžiai ir skaičiavimai
Pažvelkime į keletą pavyzdžių, kad būtų galima iliustruoti dydžio procesą.
1 pavyzdys:
2 pavyzdys:
Plokštės storis: 10 mm
Kniedės skersmuo = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Suapvalinkite iki artimiausio standartinio dydžio, pvz., 3 mm
3 pavyzdys:
Plokštės storis: 2 mm (plonos plokštelės)
Kniedės skersmuo = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Padidinkite iki minimalaus praktinio dydžio, pvz., 1 mm, kad būtų lengviau montuoti ir stiprinti
Atminkite, kad šie skaičiavimai yra atskaitos taškas. Visada apsvarstykite konkrečius jūsų programos reikalavimus ir prireikus atlikite pakeitimus.
| Plokštės storis (mm) | kniedės skersmuo (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9–12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Išvada
Šiame vadove mes ištyrėme įvairius kniedymo procesus plastikinėms dalims, įskaitant karštą lydymą, karštą orą ir ultragarsinius metodus. Mes taip pat aptarėme skirtingus kniedžių galvų tipus ir jų konkrečias programas.
Tinkamo kniedymo proceso ir medžiagų pasirinkimas yra labai svarbus norint užtikrinti stiprias ir patvarias jungtis plastikiniuose mazguose. Teisingas pasirinkimas gali smarkiai paveikti jūsų produktų ilgaamžiškumą ir našumą.
Dabar, kai turite šias žinias, raginame pritaikyti šias įžvalgas savo projektams. Tai darydami užtikrinsite geresnius rezultatus ir patikimesnius rinkinius jūsų gamybos srityje. Susisiekite su mumis šiandien !
