Ніколи не замислювалися про те, як пластикові деталі залишаються надійно кріпленими без гвинтів чи клею? Клецання пропонує надійне рішення. У цьому посібнику ми вивчимо основні необхідні пластичні клепки, його значення в різних галузях та як вибрати правильний метод. Ви дізнаєтесь про вставки та аути з клеєних пластикових деталей для міцних, міцних з'єднань.
Що таке пластикова клепка?
Пластикова клепка - це механічний метод кріплення. Він передбачає використання осьової сили для деформу хвостовика заклепки всередині отвору. Це утворює голову, з'єднуючи кілька частин.
Порівняно з металевим клепкою, пластикова клепка має деякі ключові відмінності. Це не потребує додаткових заклепків або публікацій. Натомість він використовує пластикові конструкції, такі як колони або ребра. Вони є частиною пластикового корпусу.
Переваги та недоліки пластикового клепки
Пластикова клепка має кілька переваг та недоліків. Давайте уважніше подивимось.
Поширені переваги:
Проста структура частини, зменшення витрат на цвіль
Легка збірка, не потрібні додаткові матеріали чи кріплення
Висока надійність
Може одночасно заклепувати кілька балів, підвищуючи ефективність
Приєднується до пластикових, металевих та неметалевих деталей, навіть у тісних місцях
Витримує тривалі вібрації та екстремальні умови
Простий, енергозберігаючий, швидкий процес
Легкий огляд візуальної якості
Загальні недоліки:
Потрібне додаткове обладнання для клепки та інструменти
Не підходить для високоміцних або довгострокових навантажень
Постійне з'єднання, не знімне або ремонтоване
Важко відремонтувати, якщо це не вдасться
Може знадобитися надмірність у фазі дизайну
| переваг | недолік |
| Проста структура, низькі витрати на цвіль | Потребує додаткового обладнання та інструментів |
| Легка складання, висока надійність | Не для високоміцних або довгострокових навантажень |
| Ефективно приєднується до різних матеріалів | Постійний, не знімний або ремонтний |
| Витримує вібрацію та екстремальні умови | Важко ремонтувати, може знадобитися надмірність |
| Простий, швидкий, енергозберігаючий процес | - |
| Прості перевірки візуальної якості | - |
Типи процесів пластику
Існує три основні типи пластикових процесів заклепки. Вони - гаряче клепання розплаву, клепання гарячого повітря та ультразвукове клепання.
Гаряче розплавлення
Hot Melt Riveting-це процес контактного типу. Він передбачає нагрівальну трубку всередині клепки. Це нагріває металеву клепальну головку, яка потім тане і формує пластикову заклепку.
Переваги:
Недоліки:
Недостатнє охолодження може призвести до того, що пластик прилипає до голови
Не підходить для більш великих стовпців заклепки
Високий залишковий стрес і нижня міцність на витягування
Не рекомендується для продуктів з високими вимогами для позиціонування/фіксації
Загадка гарячого розплаву зазвичай використовується для дощок PCB та пластикових декоративних деталей.
Заклепання гарячого повітря (гаряче холодне клепання)
Прикладання гарячого повітря-це безконтактний процес. Він використовує гаряче повітря для нагрівання та пом'якшення стовпчика пластикової заклепки. Потім холодна клепка голови притискає і формує її.
Процес має два етапи:
Опалення: гаряче повітря рівномірно нагріває стовпчик для заклепки, поки він не піде.
Охолодження: Головна голова холодна притискає пом'якшену колону, утворюючи тверду голову.
Переваги:
Рівномірне нагрівання зменшує внутрішній стрес
Холодна клепальна голова швидко заповнює прогалини, досягаючи хорошого фіксаційного ефекту
Недоліки:
Прикладання гарячого повітря підходить для більшості термопластичних матеріалів та підсилених скловолокна пластмас.
Ультразвукове клепання
Ультразвукове клепання-це ще один процес контактного типу. Він використовує високочастотні вібрації для генерування тепла та розплаву стовпчика пластикових заклепки.
Переваги:
Недоліки:
Нерівномірне нагрівання може спричинити пухкі або деградовані колони
Обмежена відстань розподілу, якщо використовується одна зварювальна головка
Вібрації можуть певною мірою пошкодити компоненти
Ультразвукове клепання не підходить для матеріалів зі скловолокна або тих, хто має високу точку плавлення.
Ось таблиця порівняння трьох процесів:
| процесу | Метод опалення | , що краває міцність | на міцність на | швидкість обладнання | Гнучкість обладнання |
| Гарячий розплав | Контакт (металева головка) | Ненадійний, чутливий до вібрації | Дефект через неповне пом'якшення | 6-60 | Інтегрована, складна перехід |
| Гаряче повітря | Безконтакт (гаряче повітря) | Високий, не чутливий до вібрації | Відмінно, повністю заповнює прогалини | 8-12 | Регульоване опалення та клепання |
| Ультразвуковий | Контакт (вібрація) | Ненадійний | Дефект через неповне пом'якшення | <5с | Обмежений контроль за допомогою інтегрованої голови |
Загальні типи голови заклепки для пластикових деталей
Що стосується пластичного клепки, геометрія та розміри голови заклепки мають вирішальне значення. Давайте подивимось на деякі поширені типи.
1. Напівкругла голова заклепки (великий профіль)
Це найпоширеніший тип. Він використовується, коли висока міцність не потрібна, як у друкованих комах або декоративних частинах.
Ключові моменти:
Підходить для стовпців заклепки з D1 <3 мм (в ідеалі> 1 мм для запобігання поломки)
H1, як правило, (1,5-1,75) * D1
D2 становить близько 2 D1, H2 становить приблизно 0,75 D1
Конкретні числа на основі перетворення обсягу: S_head = (85%-95%) * S_COLUMN
2. Напівкругла голова заклепки (невеликий профіль)
Цей тип має коротший час клепки, ніж великий профіль. Це також для застосувань з низькою міцністю, таких як кабелі FPC або металеві пружини.
Міркування дизайну:
D1 <3 мм, бажано> 1 мм
H1 зазвичай 1,0 * D1
D2 становить близько 1,5 D1, H2 становить близько 0,5 D1
Перетворення гучності: S_head = (85%-95%) * S_COLUMN
3. Подвійна напівкругла голова заклепки
Стовпці заклепки тут трохи більші, ніж напівкруглі типи. Ця конструкція скорочує час клепки та покращує результати. Він використовується, коли потрібна більш висока міцність на фіксацію.
Ключові моменти:
Підходить для стовпців заклепки з D1 між 2-5 мм
H1, як правило, 1,5 * D1
D2 становить близько 2 D1, H2 становить близько 0,5 D1
Перетворення обсягу застосовується
Клепальна колонка та цвілі гарячі клеєні головні центри повинні вирівнятись для акуратного формування
4. Кільцева голівка заклепки
Зі збільшенням діаметра стовпчика заклепки використовуються порожні стовпці. Вони скорочують час клепки, покращують результати та запобігають дефектам усадки. Цей тип призначений для додатків, які потребують більшої міцності на фіксацію.
Характеристики:
D1> 5 мм
H1 становить (0,5-1,5) * D1, менше значення для більших діаметрів
Внутрішній D становить 0,5 * D1, щоб уникнути усадки спини
D2 становить близько 1,5 D1, H2 становить близько 0,5 D1
Перетворення обсягу застосовується
Навіть нагрівання порожнистих колон допомагає утворювати кваліфіковані голови
5. Плока голова заклепки
Плоскі голови підходять, коли сформована головка не повинна виступати з поверхні.
Примітки до дизайну:
D1 <3 мм
H1, як правило, 0,5 * D1
D2 і H2 на основі перетворення обсягу
Підключена частина потребує достатньої товщини для лічильника
Недостатня товщина призводить до ненадійного з'єднання та недостатньої міцності
6. ребриста голова заклепки
Використовуйте ребристі головки, коли вам потрібна більша контактна зона, але не маєте місця для порожнистих стовпців.
Ключові моменти:
Базовий діаметр D1 <3 мм, верхній діаметр D3 = (0,4-0,7) * D1
H1 становить (1,5-2) * d1, менше, ніж висота стовпця l
D2 становить близько 2 D1, H2 становить близько 1,0 D1
Перетворення обсягу застосовується
7. Фланцева голова клепки
Фланцеві голови ідеально підходять для роз'ємів, що вимагають обтискування або обгортання.
Міркування дизайну:
Базовий діаметр D1 <3 мм, верхній діаметр D3 = (0,3-0,5) * D1
H1 становить (1,5-2) * d1, менше довжини стовпця l
D2 зазвичай 2 D1, H2 становить близько 1,0 D1
Перетворення обсягу застосовується
Дизайнерські міркування для стовпців заклепки та голів для заклепки
При проектуванні стовпчиків та головки заклепки є кілька ключових факторів, які слід пам’ятати. Давайте детально вивчимо їх.
Проектування ковзанок на похилих поверхнях або далеко від бази
Якщо стовпчик заклепки знаходиться на похилому площині або далеко від базової поверхні, потрібна спеціальна конструкція. Ось два методи:
Метод проектування для заклеєних стовпців на похилих поверхнях
Для похилих поверхонь стовпчик заклепки повинен бути перпендикулярним поверхні. Це забезпечує належне вирівнювання та забезпечення кріплення.
Метод проектування для стовпчика, розміщується високо над базовою поверхнею
Коли стовпчик високий над основою, додавання структури опорні структури має вирішальне значення. Вони запобігають вигину або розриву під час клепки.
Важливість дизайну надмірності
Пластикова клепка створює постійні з'єднання, які важко відремонтувати, якщо вони не вдається. Включення надмірності в дизайн є важливим.
Один підхід - це подвоєння кількості стовпців заклепки та отворів. Спочатку використовується лише первинний набір (наприклад, жовтий). Якщо потрібен ремонт, вторинний набір (наприклад, білий) забезпечує резервну копію.
Ця надмірність дає вам другий шанс на ремонт, збільшуючи загальну надійність заклепленої збірки.
Зв'язок між головою заклепки та розмірами стовпців
Розміри голови та стовпця заклепки тісно пов'язані. Ось кілька ключових відносин, які слід врахувати:
Діаметр голови заклепки (D2), як правило, приблизно в 2 рази більше діаметра стовпця (D1)
Висота голови заклепки (H2), як правило, приблизно в 0,75 рази D1 для великих напівкруглих головних голов, і 0,5 рази D1 для невеликих напівкруглих головки
Конкретні розміри повинні базуватися на перетворенні обсягу: S_head = (85%-95%) * S_COLUMN
Ця конверсія обсягу гарантує, що головка заклепки має достатній матеріал, щоб утворити сильний, безпечний зв’язок без надмірних відходів.
Матеріальна адаптованість для пластикового клепки
Не всі пластмаси підходять для клепки. Давайте вивчимо ключові фактори, що визначають пристосованість матеріалу.
Термопластики проти термозетів
Термопластики можуть танути і переробляти в певному температурному діапазоні. Вони ідеально підходять для клепки.
На відміну від цього, термозетки постійно затримуються при нагріванні. Їх важко заклепувати за допомогою стандартних методів.
Тому структури продуктів часто включають термопластики, коли потрібно заклепки.
Аморфна проти напівкристалічної пластмас
Термопластики далі поділяються на аморфні та напівкристалічні типи. Кожен має унікальні характеристики, які впливають на клепання.
Аморфна (некристалічна) пластмаса
Невпорядкована молекулярна композиція
Поступове пом'якшення та плавлення при температурі переходу скла (TG)
Підходить для всіх трьох процесів клепки (гаряче розплав, гаряче повітря, ультразвукове)
Напівкристалічна пластмаса
Упорядковано молекулярне розташування
Чітка точка плавлення (TM) та точка перекристалізації
Залишайтеся твердими до досягнення температури плавлення, а потім швидко затвердіють при охолодженні
Більш підходить для гарячого розплаву за рахунок комбінованого нагрівання та формування
Регулярна пружинна структура поглинає ультразвукову енергію, що робить ультразвукове заклепки складним
Більш високі точки плавлення потребують більшої ультразвукової енергії для тану
Ретельні міркування щодо проектування, необхідні для ультразвукового заклепки (вища амплітуда, спільна конструкція, контакт з зварювальною головкою, відстань, світильники)
Мінімізувати початковий контакт між верхом стовпчика заклепки та зварювальною головкою для концентрування енергії
Вплив наповнювачів (наприклад, скляні волокна)
Наповнювачі можуть суттєво вплинути на ефективність клепки пластику. Давайте розглянемо скляні волокна як приклад.
Ключові моменти:
Велика різниця в температурі плавлення між пластиковими та скляними волокнами
Гаряче клепання розплаву: точне контроль температури (± 10 °) вирішальне значення
Високі температури викликають опади скляного волокна, адгезія та шорсткі поверхні
Низькі температури призводять до тріщин і холодного утворення
Ультразвукове клепання: більше енергії вібрації, необхідної для розплаву пластику
Вказівки вмісту наповнювача:
<10%: мінімальний вплив на властивості матеріалу, сприятливий для м'яких матеріалів (PP, PE, PPS)
10-30%: зменшує міцність на клепки
-
30%: суттєво впливає на ефективність клепки
Інші властивості матеріалу, що впливають на ультразвукове клепання:
Твердість: вища твердість, як правило, покращує клепання
Точка плавлення: Більш високі точки плавлення потребують більшої ультразвукової енергії
Чистота: Вища чистота посилює клепання, тоді як домішки в перероблених матеріалах знижують продуктивність
Пластикові матеріали, що використовуються при клепці
Вибір правильного пластикового матеріалу має вирішальне значення для успішного клепки. Давайте детальніше розглянемо деякі поширені варіанти.
Поліетилен низької щільності (LDPE)
LDPE має низьку щільність за рахунок слабко упакованої молекулярної структури. Це гнучко, але важко.
Ключові властивості:
Поліпропілен (ПП)
ПП широко використовується в різних галузях, від автомобільної до упаковки. Він пропонує хорошу хімічну стійкість та електричну ізоляцію.
Заявки:
Нейлон
Найлон, особливо нейлон 6/6, популярний у виробництві. Його низьке тертя робить його ідеальним для передач і підшипників.
Характеристики:
Чинить опір більшості хімічних речовин, але їх можна атакувати сильними кислотами, спиртами та лугами
Погана стійкість до розведених кислот, відмінна стійкість до олії та мастила
Використовується для заклепки Snap, відкручених заклепків та заклепки ручки для натискання
Ацетальний (поліоксиметилен, помп)
Ацетал, або ПОМ, сильний, жорсткий і стійкий до вологи, тепла, хімікатів та розчинників. Він має хороші властивості електричної ізоляції.
Використання:
Шестерні, втулки, автомобільні дверні ручки
Квартильні кріплення панелі на чверть
Нападники панелі
Заклепки з промиванням
Полісульфон (блок живлення)
PSU використовується в спеціалізованих програмах завдяки високій теплової та механічної ємності.
Основні особливості:
Порівняння матеріальних властивостей
Ось таблиця, що порівнює властивості цих матеріалів:
| властивості | LDPE | PP | Nylon 6/6 | ацетальний | блок живлення |
| Міцність на розтяг (PSI) | 1400 | 3800-5 400 | 12 400 | 9 800-10 000 | 10 200 |
| Вражаюча міцність (j/m²) | Немає перерви | 12,5-1.2 | 1.2 | 1,0-1,5 | 1.3 |
| Діелектрична міцність (кВ/мм) | 16-28 | 20-28 | 20-30 | 13,8-20 | 15-10 |
| Щільність (g/cm³) | 0,917-0,940 | 0,900-0,910 | 1.130-1.150 | 1.410-1.420 | 1.240-1.250 |
| Макс. Постійна температура обслуговування. | 212 ° F (100 ° C) | 266 ° F (130 ° C) | 284 ° F (140 ° C) | 221 ° F (105 ° C) | 356 ° F (180 ° C) |
| Теплоізоляція (з/м · k) | 0,320-0,350 | 0,150-0.210 | 0,250-0,250 | 0,310-0,370 | 0,120-0,260 |
Майте на увазі, що добавки та стабілізатори можуть посилити певні властивості. Наприклад, ультрафіолетові стабілізатори можуть покращити продуктивність на свіжому повітрі Nylon.
Як вибрати правильний розмір заклепки
Загальне правило
Простий підхід - базувати діаметр заклепки на товщині з’єднаних пластин. Ось правило:
Діаметр заклепки = 1/4 × Товщина пластини
Це співвідношення гарантує, що заклепка пропорційна матеріалу, який він тримає разом. Він також відомий як діапазон зчеплення.
Фактори, які слід враховувати
Хоча загальне правило є хорошою відправною точкою, є інші фактори, які слід пам’ятати:
Матеріальні властивості
Спільна конструкція
Тип з'єднання (коліна, приклад тощо)
Умови завантаження (зсув, напруга тощо)
Естетика
Процес складання
Ці фактори можуть впливати на оптимальний розмір заклепки. У деяких випадках вам може знадобитися відхилятися від загального правила, щоб досягти найкращих результатів.
Приклади та розрахунки
Давайте розглянемо кілька прикладів, щоб проілюструвати процес розміру.
Приклад 1:
Приклад 2:
Товщина пластини: 10 мм
Діаметр заклепки = 1/4 × 10 мм = 2,5 мм
Круглі до найближчого стандартного розміру, наприклад, 3 мм
Приклад 3:
Товщина пластини: 2 мм (тонкі пластинки)
Діаметр заклепки = 1/4 × 2 мм = 0,5 мм
Збільшити до мінімального практичного розміру, наприклад, 1 мм, для зручності встановлення та міцності
Пам'ятайте, ці розрахунки дають вихідну точку. Завжди розглядайте конкретні вимоги вашої програми та вносіть корективи за потребою.
| Товщина пластини (мм) | діаметр заклепки (мм) |
| 1-2 | 1 |
| 3-4 | 1-2 |
| 5-8 | 2-3 |
| 9-12 | 3-4 |
| 13-16 | 4-5 |
Висновок
У цьому посібнику ми дослідили різні процеси клепки для пластикових деталей, включаючи гаряче розплав, гаряче повітря та ультразвукові методи. Ми також обговорювали різні типи голови заклепки та їх конкретні програми.
Вибір правильного процесу та матеріалів для клепки має вирішальне значення для забезпечення міцних та міцних з'єднань у пластикових вузлах. Правильний вибір може суттєво вплинути на довговічність та продуктивність вашої продукції.
Тепер, коли ви маєте ці знання, ми радимо вам застосувати ці розуміння до своїх проектів. Роблячи це, ви забезпечите кращі результати та більш надійні збори у своїх виробничих починаннях. Зв’яжіться з нами сьогодні !
