Ste se kdaj vprašali, kako plastični deli ostanejo varno pritrjeni brez vijakov ali lepila? Kovinjenje ponuja zanesljivo rešitev. V tem priročniku bomo raziskali osnove plastičnega koviča, njegov pomen v različnih panogah in kako izbrati pravo metodo. Za močne, trpežne povezave se boste naučili in izhodov kovičastih plastičnih delov.
Kaj je plastično kovičenje?
Plastično kovinjenje je mehanska metoda pritrditve. Vključuje uporabo osne sile za deformiranje droga zakovice znotraj luknje. To tvori glavo, ki povezuje več delov.
V primerjavi s kovinskim kovičenjem ima plastično kovičenje nekaj ključnih razlik. Ne potrebujejo dodatnih zakovice ali objav. Namesto tega uporablja plastične strukture, kot so stebri ali rebra. So del plastičnega telesa.
Prednosti in slabosti plastičnega zakovice
Plastično zakovičenje ima več prednosti in slabosti. Oglejmo si natančneje.
Pogoste prednosti:
Preprosta struktura dela, zmanjšanje stroškov plesni
Enostavna montaža, dodatni materiali ali pritrdilni elementi
Velika zanesljivost
Ali lahko hkrati zaskočite več točk, kar izboljša učinkovitost
Pridružuje se plastičnim, kovinskim in nedevalnim delom, tudi v tesnih prostorih
Zdrži dolgoročne vibracije in ekstremne razmere
Preprost, prihranek energije, hiter proces
Enostaven pregled vizualne kakovosti
Pogoste pomanjkljivosti:
Zahteva dodatno opremo za zakovice in orodje
Ni primeren za visoko trdno ali dolgoročno obremenitev
Trajna povezava, ne snemljiva ali popravljena
Težko popraviti, če ne uspe
Morda bo potrebna odpuščanje v fazi oblikovanja
| prednost | prednosti |
| Preprosta struktura, nizki stroški plesni | Potrebuje dodatno opremo in orodje |
| Enostavna montaža, velika zanesljivost | Ne za visoko trdno ali dolgoročno obremenitev |
| Učinkovito se pridružuje različnim materialom | Trajni, ne snemljivi ali popravilni |
| Zdrži vibracije in ekstremne razmere | Težko je popraviti, morda je treba odpuščanje |
| Preprost, hiter, prihranek energije | - |
| Enostavni pregledi vizualne kakovosti | - |
Vrste postopkov plastičnih zakovic
Obstajajo tri glavne vrste postopkov plastičnih zakovic. So vroče kovičene taline, zakovice vročega zraka in ultrazvočno zakovice.
Vroče talino zakovice
Vroče taline je postopek kontaktnega tipa. Vključuje ogrevalno cev znotraj zakovične glave. To segreva kovinsko kovinsko glavo, ki se nato stopi in oblikuje plastično zakovico.
Prednosti:
Slabosti:
Premalo hlajenja lahko povzroči, da se plastika drži na glavo
Ni primerno za večje stebre zakovice
Visok preostali stres in nižja trdnost
Ni priporočljivo za izdelke z zahtevami za visoko pozicioniranje/fiksacijo
Vroče zakovičenje taline se običajno uporablja za plošče PCB in plastične dekorativne dele.
Vroče zakovice (hladno kovičenje vročega zraka)
Vroče zakovičenje zraka je neprekinjeni postopek. Uporablja vroč zrak za ogrevanje in mehčanje plastičnega stolpca za zakovice. Nato hladna zakovice pritiska in jo oblikuje.
Postopek ima dve stopnji:
Ogrevanje: Vroče zrak enakomerno segreje kovinsko stolpec, dokler ni poprt.
Hlajenje: Hladna kovinska glava pritisne mehčani stolpec in tvori trdno glavo.
Prednosti:
Slabosti:
Vroče zakovice je primerno za večino termoplastičnih materialov in plastike, ojačane s steklenimi vlakninami.
Ultrazvočno kovič
Ultrazvočno kovinjenje je še en postopek kontaktnega tipa. Uporablja visokofrekvenčne vibracije za ustvarjanje toplote in taljenje plastičnega stolpca.
Prednosti:
Slabosti:
Neenakomerno ogrevanje lahko povzroči ohlapne ali razgrajene stolpce
Omejena razdalja porazdelitve, če uporabljate eno samo glavo varilnice
Vibracije lahko v določeni meri poškodujejo komponente
Ultrazvočno kovinjenje ni primerno za materiale iz steklenih vlaken ali tiste z visokimi talnimi točkami.
Tu je primerjalna tabela treh procesov: metoda
| procesa | ogrevanja | za kovičenje moči | pritrditveni učinek | hitrost | opreme prilagodljivost opreme |
| Vroča talina | Stik (kovinska glava) | Nezanesljiv, občutljiv na vibracije | Pomanjkljiv zaradi nepopolnega mehčanja | 6-60-ih | Integriran, zapleten prehod |
| Vroč zrak | Nekontaktni (vroč zrak) | Visoka, ni občutljiva na vibracije | Odlično, popolnoma zapolnjuje vrzeli | 8-12S | Nastavljivo ogrevanje in kovičenje |
| Ultrazvočni | Stik (vibracija) | Nezanesljiv | Pomanjkljiv zaradi nepopolnega mehčanja | <5s | Omejen nadzor z integrirano glavo |
Skupne vrste glave za kovine za plastične dele
Ko gre za plastično kovičenje, so ključne geometrije in dimenzije zakovice. Oglejmo si nekaj običajnih vrst.
1. polkrožna glava zakovice (velik profil)
To je najpogostejša vrsta. Uporablja se, kadar visoka trdnost ni potrebna, kot v PCB -jih ali dekorativnih delih.
Ključne točke:
Primerno za zakovice z d1 <3 mm (v idealnem primeru> 1 mm za preprečevanje loma)
H1 je na splošno (1,5-1,75) * D1
D2 je približno 2 D1, H2 je približno 0,75 D1
Posebne številke, ki temeljijo na pretvorbi glasnosti: s_head = (85%-95%) * S_Column
2. polkrožna glava zakovice (majhen profil)
Ta vrsta ima krajši čas kovičenja kot velik profil. To je tudi za aplikacije z nizko trdnostjo, kot so kabli FPC ali kovinske vzmeti.
Oblikovanje:
D1 <3 mm, po možnosti> 1 mm
H1 je običajno 1,0 * D1
D2 je približno 1,5 D1, H2 je približno 0,5 D1
Pretvorba glasnosti: s_head = (85%-95%) * s_column
3. Dvojna polkrožna glava zakovice
Tukaj zakovice so nekoliko večje od polkrožnih vrst. Ta zasnova skrajša čas kovičenja in izboljša rezultate. Uporablja se, ko je potrebna večja trdnost pritrditve.
Ključne točke:
Primerno za zakovice z D1 med 2-5 mm
H1 je običajno 1,5 * D1
D2 je približno 2 D1, H2 je približno 0,5 D1
Velja pretvorba glasnosti
Kovinski stolpec in kalup vroče kovinske glavne centre se morajo poravnati za lepo oblikovanje
4. obročna glava zakovice
Ko se premer stolpca zakovice povečuje, se uporabljajo votli stolpci. Skrajšajo čas kovičenja, izboljšajo rezultate in preprečujejo pomanjkljivosti krčenja. Ta vrsta je namenjena aplikacijam, ki potrebujejo večjo moč pritrditve.
Značilnosti:
D1> 5 mm
H1 je (0,5-1,5) * D1, manjša vrednost za večje premere
Notranji D je 0,5 * D1, da se prepreči krčenje hrbta
D2 je približno 1,5 D1, H2 je približno 0,5 D1
Velja pretvorba glasnosti
Tudi ogrevanje votlih stolpcev pomaga pri oblikovanju kvalificiranih glav
5. Ravna glava zakovice
Ravne glave so primerne, kadar oblikovana glava ne bi smela štrliti s površine.
Opombe za oblikovanje:
D1 <3 mm
H1 je običajno 0,5 * D1
D2 in H2 na podlagi pretvorbe glasnosti
Priključeni del potrebuje zadostno debelino za nasprotovanje
Nezadostna debelina vodi do nezanesljive povezave in neustrezne trdnosti
6. rebrasta zakovice
Uporabite rebraste glave, ko potrebujete večje kontaktno območje, vendar nimate prostora za votle stolpce.
Ključne točke:
Osnovni premer D1 <3 mm, zgornji premer D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 je (1,5-2) * D1, manj kot višina stolpca L
D2 je približno 2 D1, H2 je približno 1,0 D1
Velja pretvorba glasnosti
7. Prirobnica zakovice
Prirobne glave so idealne za konektorje, ki zahtevajo stiskanje ali zavijanje.
Oblikovanje:
Osnovni premer D1 <3 mm, zgornji premer D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 je (1,5-2) * D1, manjši od dolžine stolpca L
D2 je običajno 2 d1, H2 je približno 1,0 D1
Velja pretvorba glasnosti
Oblikovanje za kovinske stolpce in glave zakovice
Pri oblikovanju kovinskih stolpcev in glav je treba upoštevati več ključnih dejavnikov. Podrobno jih raziščemo.
Oblikovanje stolpcev za zakovice na nagnjenih površinah ali daleč od baze
Če je stolpec zakovice na nagnjeni ravnini ali daleč od osnovne površine, je potreben poseben dizajn. Tu sta dve metodi:
Način oblikovanja za zakovice na nagnjenih površinah
Za nagnjene površine mora biti stolpec zakovice pravokotno na površino. To zagotavlja pravilno uskladitev in varno pritrditev.
Metoda oblikovanja za stolpec za kovice, nameščen visoko nad osnovno površino
Ko je stolpec visoko nad podnožjem, je ključnega pomena dodajanje podpornih struktur. Med kovičenjem preprečujejo upogibanje ali lomljenje.
Pomen oblikovanja odpuščanja
Plastično kovičenje ustvarja trajne povezave, ki jih je težko popraviti, če ne uspejo. Vključitev odpuščanja v zasnovo je bistvenega pomena.
En pristop je podvojitev števila stolpcev in lukenj. Sprva se uporablja samo primarni niz (npr. Rumena). Če je potrebno popravilo, sekundarni komplet (npr. Bela) zagotavlja varnostno kopijo.
Ta odpuščanje vam daje drugo priložnost pri popravilu, kar poveča splošno zanesljivost zakovičenega sklopa.
Razmerje med dimenzijami zakovice in stolpcev
Dimenzije zakovice in stolpca so tesno povezane. Tu je nekaj ključnih odnosov, ki jih je treba upoštevati:
Premer glave zakovice (D2) je na splošno približno 2 -krat večji od premera stolpca (D1)
Višina glave kovic (H2) je običajno približno 0,75-krat D1 za velike polkrožne glave in 0,5-krat D1 za majhne polkrožne glave
Specifične dimenzije morajo temeljiti na pretvorbi glasnosti: s_head = (85%-95%) * s_column
Ta pretvorba v volumnu zagotavlja, da ima glava zakovice dovolj materiala, da tvori močno in varno povezavo brez prekomernih odpadkov.
Prilagodljivost materiala za plastično kovin
Niso vsa plastika primerna za kovičanje. Raziščite ključne dejavnike, ki določajo prilagodljivost materiala.
Termoplastika proti termoseti
Termoplastika se lahko stopi in preoblikuje v določenem temperaturnem območju. So idealni za kovinjenje.
V nasprotju s tem se termosetji, ko se segrejejo, trajno strdijo. Težko jih je zakovic s standardnimi metodami.
Zato strukture izdelkov pogosto vključujejo termoplastiko, ko je potrebno zakovičenje.
Amorfna proti polkristalni plastiki
Termoplastika se nadalje razdeli na amorfne in polkristalne vrste. Vsak ima edinstvene značilnosti, ki vplivajo na kovičenje.
Amorfna (nekristalna) plastika
Neurejena molekularna ureditev
Postopno mehčanje in taljenje pri temperaturi stekla (TG)
Primerno za vse tri procese za kovičenje (vroča talina, vroč zrak, ultrazvočni)
Polkristalna plastika
Urejena molekularna ureditev
Izrazito tališče (TM) in rekristalizacijska točka
Ostanite trdni, dokler ne dosežete tališča, nato pa se hitro strdite, ko se ohladi
Primerno za vroče kovičenje taline zaradi kombiniranega ogrevanja in oblikovanja
Navadna spomladanska struktura absorbira ultrazvočno energijo, zaradi česar je ultrazvočna koviča zahtevna
Višja tališča zahtevajo več ultrazvočne energije za taljenje
Previdni oblikovni premisleki, potrebni za ultrazvočno zakovice (večja amplituda, zasnova sklepov, varilni stik, razdalja, napeljave)
Zmanjšajte začetni stik med zgornjim delom stolpca za kovice in varilnim glavo, da koncentrirate energijo
Vpliv polnil (npr. Steklena vlakna)
Polnila lahko znatno vplivajo na plastično kovinsko zmogljivost. Poglejmo si steklena vlakna kot primer.
Ključne točke:
Velika razlika v tališčih med plastičnimi in steklenimi vlakni
Vroče zakovičenje taline: natančen nadzor temperature (± 10 °) Ključnega pomena
Visoke temperature povzročajo padavine iz steklenih vlaken, adhezijo in grobe površine
Nizke temperature vodijo do razpok in mraza
Ultrazvočno zakovičenje: za taljenje plastike, potrebnih več vibracijske energije
Smernice za vsebino polnila:
<10%: minimalen učinek na lastnosti materiala, koristno za mehke materiale (PP, PE, PPS)
10-30%: zmanjšuje trdnost kovičenja
-
30%: znatno vpliva na uspešnost kovičenja
Druge lastnosti materiala, ki vplivajo na ultrazvočno kovičenje:
Trdota: večja trdota na splošno izboljšuje kovičanje
Tališča: višje talilne točke zahtevajo več ultrazvočne energije
Čistost: večja čistost poveča kovičanje, medtem ko nečistoče v recikliranih materialih zmanjšujejo delovanje
Plastični materiali, ki se uporabljajo pri kovičenju
Izbira pravega plastičnega materiala je ključnega pomena za uspešno kovičenje. Oglejmo si natančneje nekaj skupnih možnosti.
Polietilen z nizko gostoto (LDPE)
LDPE ima nizko gostoto zaradi svoje ohlapne molekularne strukture. Je prilagodljiv, a težak.
Ključne lastnosti:
Polipropilen (PP)
PP se pogosto uporablja v industrijah, od avtomobilske do embalaže. Ponuja dobro kemično odpornost in električno izolacijo.
Prijave:
Embalaža za gospodinjsko tekočino in detergente
Moške/ženske ratchet zakovice
Snap-in Flush Top zakovice
Zakovice jelk
Najlon
Najlon, zlasti najlon 6/6, je priljubljen pri proizvodnji. Zaradi nizkega trenja je idealen za prestave in ležaje.
Značilnosti:
Se upira večini kemikalij, vendar jih lahko napadejo močne kisline, alkoholi in alkalije
Slaba odpornost na razredčene kisline, odlična odpornost na olja in maščobe
Uporablja se za zakovice, odvijanje zakovice in potisne zakovice gumbov
Acetal (polioksimetilen, pom)
Acetal ali POM je močan, tog in odporen na vlago, toploto, kemikalije in topila. Ima dobre električne izolacijske lastnosti.
Uporaba:
Prestave, puše, avtomobilska ročaji vrat
Četrtinski pritrdilni elementi
Napajalniki na plošči
Snap-in Flush Top zakovice
Polysulfon (PSU)
PSU se uporablja v posebnih aplikacijah zaradi visoke toplotne in mehanske zmogljivosti.
Ključne značilnosti:
Primerjava lastnosti materiala
Tukaj je tabela, ki primerja lastnosti teh materialov:
| Lastnosti | LDPE | PP | NYLON 6/6 | ACETAL | PSU |
| Natezna trdnost (psi) | 1.400 | 3.800-5.400 | 12.400 | 9.800-10.000 | 10.200 |
| Udarna žilavost (j/m²) | Brez odmora | 12.5-1.2 | 1.2 | 1,0-1,5 | 1.3 |
| Dielektrična moč (kV/mm) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13.8-20 | 15-10 |
| Gostota (g/cm³) | 0,917-0.940 | 0,900-0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
| Max. Neprekinjena servisna temperatura. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Toplotna izolacija (w/m · k) | 0,320-0,350 | 0,150-0.210 | 0,250-0,250 | 0,310-0.370 | 0,120-0.260 |
Upoštevajte, da lahko dodatki in stabilizatorji izboljšajo določene lastnosti. Na primer, UV stabilizatorji lahko izboljšajo najlonske zmogljivosti na prostem.
Kako izbrati pravo velikostjo zakovice
Splošno pravilo
Preprost pristop je, da se premer zakovice nanaša na debelino združenih plošč. Tu je pravilo:
premer zakovice = debelina plošče 1/4 ×
To razmerje zagotavlja, da je zakovice sorazmerno z materialom, ki ga drži skupaj. Znan je tudi kot območje oprijema.
Dejavnike, ki jih je treba upoštevati
Čeprav je splošno pravilo dobro izhodišče, je treba upoštevati tudi druge dejavnike:
Lastnosti materiala
Skupna zasnova
Vrsta sklepa (krog, zadnjica itd.)
Pogoji nalaganja (striženje, napetost itd.)
Estetika
Vidni ali skriti sklep
Flush ali štrleča glava
Proces montaže
Ti dejavniki lahko vplivajo na optimalno velikost zakovice. V nekaterih primerih boste morda morali odstopiti od splošnega pravila, da dosežete najboljše rezultate.
Primeri in izračuni
Poglejmo nekaj primerov za ponazoritev postopka velikosti.
Primer 1:
Primer 2:
Debelina plošče: 10 mm
Premer zakovice = 1/4 × 10 mm = 2,5 mm
Zaokrožite do najbližje standardne velikosti, npr, 3 mm
Primer 3:
Debelina plošče: 2 mm (tanke plošče)
Premer zakovice = 1/4 × 2 mm = 0,5 mm
Povečajte na minimalno praktično velikost, npr. 1 mm, za lažjo namestitev in moč
Ne pozabite, da ti izračuni zagotavljajo izhodišče. Vedno upoštevajte posebne zahteve svoje aplikacije in po potrebi prilagodite.
| Debelina plošče (mm) | Premer zakovice (mm) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Zaključek
V tem priročniku smo raziskali različne procese za koviče za plastične dele, vključno z vročo talino, vročim zrakom in ultrazvočnimi metodami. Razpravljali smo tudi o različnih vrstah zakovice in njihovih posebnih aplikacijah.
Izbira pravega postopka in materialov za kovinje je ključnega pomena za zagotavljanje močnih in trajnih povezav v plastičnih sklopih. Pravilna izbira lahko znatno vpliva na dolgo življenjsko dobo in delovanje vaših izdelkov.
Zdaj, ko imate to znanje, vas spodbujamo, da ta spoznanja uporabite za svoje projekte. S tem boste zagotovili boljše rezultate in zanesljivejše sklope v svojih proizvodnih prizadevanjih. Pišite nam danes !
