1. Wat is invoeggietwerk?
'n Insetsel is 'n item wat in plastiek ingebed is, soos metaal, glas, hout, vesels, papier, rubber of 'n voorafgevormde plastiekkomponent. Metaal is die mees algemene insetselmateriaal. Insetselvorming is 'n proses waarin 'n insetsel eers in die toepaslike posisie binne 'n inspuitvorm vasgemaak word. Plastiek word dan in die vorm ingespuit. Nadat die vorm oopgemaak het, omsluit die afgekoelde en gestolde plastiek die insetsel, wat 'n onderdeel produseer wat kenmerke soos drade of elektrodes bevat.
In invoeggietvorming kan invoegsels op twee maniere in die vorm geplaas word:
1) Handmatige plasing
wat die spuitgietsiklustyd aansienlik verhoog en geskik is vir klein produksielopies of produkte met komplekse strukture;
2) Outomatiese plasing
wat beter is vir massaproduksie, wat help om menslike foute te verminder, doeltreffendheid te verbeter, siklustyd te verkort en produkbetroubaarheid te verhoog.
2. Voordele en Nadele van Invoeggietwerk2.1 Voordele van Invoeggietwerk
1) Deur die vormbaarheid en elastisiteit van plastiek met die rigiditeit, sterkte en hittebestandheid van metaal te kombineer, word dit moontlik om robuuste, ingewikkelde, geïntegreerde metaal-plastiekprodukte te vervaardig terwyl die produkgrootte en -gewig verminder word.
2) Deur die elektriese isolasie van plastiek met die elektriese geleidingsvermoë van metaal te kombineer, kan gevormde onderdele aan die basiese funksionele vereistes van elektriese produkte voldoen. Dit kan ook aan spesiale vereistes soos magnetiese geleidingsvermoë, slytasieweerstand en bevestiging voldoen.
3) Die byvoeging van metaalinsetsels by plastiek kan die sterkte van die plastiekonderdeel verhoog.
4) Invoeggietwerk bied groter ontwerpbuigsaamheid en skep nuwe moontlikhede vir die kombinering van plastiek, metaal en ander komponente.
5) Dit kan sekondêre prosesse soos hittestaking, sweiswerk en klinknagels uitskakel, wat moontlik monteringstyd en -koste kan verminder.
6) Insetsels is nie beperk tot metaal nie; dit kan ook materiaal, papier, drade, plastiek, glas, hout, spoele, elektriese komponente en gevormde plastiekonderdele insluit.
7) Vir stewige gevormde dele en buigsame geboë dele op rubberseëlvelle, kan die saamgieting van die dele in 'n geïntegreerde produk die ingewikkelde taak van die rangskik van seëlringe uitskakel en die daaropvolgende outomatiese montering makliker maak.
8) Omdat gesmelte plastiek met metaalinsetsels bind, kan die speling rondom metaalinsetsels kleiner ontwerp word as met perspassingsmetodes, wat die produkbetroubaarheid verbeter en die produk meer geneig maak om vibrasietoetse te slaag.
9) Met geskikte plastiekmateriale en vormtoestande kan selfs onderdele wat geneig is tot vervorming of skade, soos glas, spoele en elektriese komponente, in plastiek verseël en vasgemaak word.
10) Met 'n gepaste vormontwerp kan 'n insetsel volledig in plastiek ingekapsuleer word.
11) Deur vertikale spuitgietmasjiene met robotte en invoegingsrangskikkingstoestelle te kombineer, kan die meeste invoeggietbewerkings geoutomatiseer word.
2.2 Nadele van Invoeggietvorming
1) Plasing van insetsels maak die vormstruktuur dikwels meer kompleks, verleng die gietsiklus, verhoog vervaardigingskoste en maak outomatisering moeiliker.
2) Omdat die termiese uitsettingskoëffisiënte van die insetsel en plastiek verskil, kan oorblywende spanning in die finale produk ontwikkel en krake veroorsaak. Hierdie probleem is veral opmerklik wanneer moerinsetsels gevorm word.
3) Die verskil in termiese uitsetting tussen die insetsel en plastiek kan ook veroorsaak dat die produk kromtrek of vervorm.
4) Insetsels, veral moerinsetsels, moet dikwels voorverhit of gedroog word om oorblywende spanning te verminder.
5) Insetsels moet stewig in die vorm vasgemaak word; andersins kan die impak van die gesmelte materiaal veroorsaak dat hulle skuif of vervorm.
6) Indien defekte tydens invoegselvorming voorkom—byvoorbeeld onvolledige gietwerk, ontbrekende invoegsels of verkeerde invoegselposisionering—moet die hele produk moontlik geskrap word, wat tot aansienlike verliese lei.
7) Invoeggietwerk maak produkherwinning en -verwydering moeiliker.
3. Toepassings van Invoeggietvorming
Invoeggietwerk word wyd gebruik in nywerhede soos motorvoertuie, mediese industrie, elektronika en verbindings.
4. Ontwerpriglyne vir invoeggietwerk
Wanneer invoeggietwerk ontwerp word, moet die eienskappe van die proses ten volle in ag geneem word en die ontwerp moet die beginsels van Ontwerp vir Vervaardiging (DFM) volg.
Die riglyne sluit in:
1) Keuse van invoegmateriaal. Koper, aluminium, staal, harde plastiekonderdele, keramiek, glas en plastiek kan almal as invoegmateriaal gebruik word. Koper word algemeen gebruik omdat dit korrosiebestand, maklik om te bewerk en matig geprys is.
2) Voeg vorm in. Gebruik sirkelvormige of aksiaal simmetriese vorms waar moontlik. Vermy skerp hoeke en skerp hoeke om eenvormige krimping te bevorder en plaaslike spanning of spanningskonsentrasies te voorkom.
3) Pas DFM-beginsels toe op die insetsel self. Metaalinsetsels word vervaardig deur masjinering of stempelwerk, dus moet hul geometrie geskik wees vir die vervaardigingsproses.
▲ DFM-ontwerp van die insetsel self
4) Om plasing en posisionering in die vorm te vergemaklik, moet die gedeelte van die insetsel wat uitsteek (die deel wat in die vorm geleë is) silindries wees, aangesien ronde gate makliker in die vorm gemasjineer kan word.
▲ Ontwerp van die uitstekende gedeelte van die insetsel
5) Insetsels moet verseëlde skouers of soortgelyke kenmerke insluit om te verhoed dat plastiek tydens spuitgietwerk flikker.
▲ Ontwerp van die insetselskouer
6) Om te verhoed dat die plastiek onder die insetsel te dun word en golwende sinkmerke ontwikkel wat die voorkoms en sterkte beïnvloed, moet die minimum afstand T vanaf die onderkant van die insetsel tot die plastiekwand T > D/6 wees.
▲ Afstand tussen die insetsel en die onderste oppervlak
Indien die afstand te klein is, kan die ontwerp hieronder gebruik word.
▲ Handhawing van eenvormige wanddikte
7) Die speling tussen die insetsel en die produk se sywand moet nie te klein wees nie, sodat die vorm voldoende sterkte behou.
▲ Vryhoogte tussen die insetsel en die sywand
8) Wanneer 'n insetsel in 'n baas geplaas word, moet dit tot by die onderkant van die baas strek (terwyl die minimum bodemdikte gehandhaaf word) om 'n veilige binding en voldoende sterkte in die plastiekliggaam te verseker. Rond die kop van die insetsel.
▲ Voeg 'n baas in
9) Klein silindriese insetsels kan in die plastiekliggaam geanker word deur 'n sentrale gleuf of diamantkorrel op die oppervlak te gebruik. Die korrelgroewe moet 1–2 mm diep wees.
▲ Bevestiging van klein silindriese insetsels
10) Plaat- of velvormige insetsels kan met gate of vensters vasgemaak word. Vir dun insetsels (minder as 0.5 mm dik) word kerwe of buiging aanbeveel.
▲ Bevestiging van plaat- of velvormige insetsels
11) Staafvormige insetsels kan vasgemaak word deur die punt plat te maak, te kerf, te buig of te splits, of deur die middelste gedeelte van 'n ronde staaf plat te maak.
▲ Bevestiging van staafvormige insetsels (vervormde punt)
▲ Bevestiging van buisvormige insetsels (vervormde middelste gedeelte)
12) Vir gestampte buisvormige insetsels kan 'n verhoogde bult tydens die stampwerk gevorm word om retensie te verbeter.
▲ Bevestiging van gestempelde buisvormige insetsels (vervormde middelste gedeelte)
13) In konnektore is dit 'n belangrike oorweging vir produkontwerpingenieurs om te verseker dat terminaalinsetsels stewig in plastiek geanker is. Algemene metodes om terminaalretensie aansienlik te verbeter, sluit in:
- Ponsgate in die terminaal wat in die plastiek ingebed is
- Gee die terminaal 'n onreëlmatige profiel
- Buig die terminaal
- Voeg oppervlakruheid of verhoogde/versinkte kenmerke by die terminaal
- Verhoog die dikte van die plastiekwand
▲ Terminale insetsels met gate, onreëlmatige profiele en buigings
5. Ontwerpriglyne vir Moerinsetsels
Moerinsetsels is van die mees algemene tipes insetsels. Die moerinsetsel en die ooreenstemmende plastiekbout moet korrek ontwerp word; andersins kan kwaliteitsprobleme soos onvoldoende uittrekkrag of krake in die boutjie voorkom.
5.1 Drie metodes om moere te installeer
Daar is drie metodes om neute in plastiekonderdele in te bed:
1) Hitte-gestaakte neute
Hitte-staking is die mees algemene installasiemetode en word gewoonlik uitgevoer met behulp van 'n hitte-stakingmasjien of 'n handbediende soldeerbout.
2) Invoegvormige neute
Hierdie metode vereis baie streng beheer van die gatdiameter in die plastiekbos, tipies binne 0.05 mm. Die moer word deur 'n gietpen in plek gehou en in die inspuitvorm geplaas, dus moet die gatdiameter beheer word volgens die grootte van die pen op die inspuitgietmasjien.
3) Ultrasoniese invoeging
Ultrasoniese vibrasie skep wrywing tussen die moer en die werkstuk, wat die temperatuur by die koppelvlak verhoog. Wanneer die temperatuur die versagtingstemperatuur van die werkstuk bereik, word die moer in die plastiekonderdeel ingebed. Sodra die vibrasie stop, koel die werkstuk af en stol dit onder druk. Elke metode het voor- en nadele; hierdie artikel fokus op invoegvormmoere.
5.2 Eksterne Geometrie van Invoegmoere
Die eksterne geometrie van invoegmoere is spesifiek ontwerp om sterk meganiese ineenskakeling met plastiekmateriale te skep. Belangrike kenmerke sluit tipies diamant- of reguit karteling in om anti-wringkrag en uittrekweerstand te maksimeer. Longitudinale groewe of ondersnydings word dikwels bygevoeg om rotasie te voorkom. 'n Afgeskuinste gids aan die onderkant maak voorsiening vir maklike en akkurate plasing in die vorm of voorafgevormde gat. Daarbenewens beperk 'n boonste flens of kraag die invoegdiepte en bied aksiale ondersteuning. Sommige ontwerpe het 'n seëlring om te verhoed dat gesmelte plastiek in die drade oorloop. Saam verseker hierdie geometriese kenmerke 'n hoogs betroubare en duursame verbinding.
5.3 Voorbeelde van Invoegmoerspesifikasies
5.4 Plastiekbosontwerp en Moerkeuse
1) Basiese afmetings van die moer en plastiekbos
- Afmeting d is die basis van die moer, ook genoem die gids-/lokaliseringsgedeelte. Voor invoeging pas dit by gedeelte C van die plastiekbos. Daarom moet afmeting d aan die onderkant van die moer kleiner wees as die binneste gatdiameter C van die plastiekbos om posisionering te vergemaklik.
- Afmeting D is die buitenste deursnee van die moer en stem ooreen met die binneste gatdeursnee C van die plastiekbout. Vir selfoonmoere is die plastiekgatdeursnee gewoonlik ongeveer 0.25–0.3 mm kleiner as die moer se buitenste deursnee.
- Afmeting L is die lengte van die moer en stem ooreen met die gatdiepte Y in die plastiekbos. Die plastiekgat word gewoonlik 0.5–1.0 mm dieper as die moerlengte ontwerp om ruimte te bied vir oortollige plastiek.
- W is die plastiekwanddikte rondom die gat. Die wanddikte van 'n plastiekbos is gewoonlik minstens 0.8–1.0 mm. Groter moere benodig dikker wande. Sien die parametertabel hieronder.
| Draad | Buitenste deursnee D | Lengte L | Plastiek Bosgat | Plastiekwanddikte W | |
| Deursnee C | Diepte Y | ||||
| M1.2 * 0.25 | 2.3 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.2 * 0.25 | 2.5 | 2.0 | 2.2 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.3 | 1.8 | 2.0 | 2.8 | 0.8 |
| 2.0 | 3.0 | ||||
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.35 | 2.0 | 2.1 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.5 | 2.0 | 2.2 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.4 * 0.3 | 2.7 | 2.0 | 2.3 | 3.0 | 0.8 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| M1.6 * 0.35 | 2.5 | 1.8 | 2.2 | 2.8 | 1.0 |
| 2.0 | 3.0 | ||||
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.6 * 0.35 | 2.7 | 2.0 | 2.3 | 3.0 | 1.0 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.6 * 0.35 | 3.0 | 2.0 | 2.6 | 3.0 | 1.0 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.7 * 0.35 | 3.0 | 2.0 | 2.6 | 3.0 | 1.2 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
| M1.8 * 0.35 | 3.0 | 2.0 | 2.6 | 3.0 | 1.2 |
| 2.5 | 3.5 | ||||
| 3.0 | 4.0 | ||||
| 3.5 | 4.5 | ||||
| 4.0 | 5.0 | ||||
5.5 Algemene probleme en oplossings
1) Die korrekte grootte van die gat in die plastiekbos is van kritieke belang. As die gat te groot is, sal die plastiek nie die moer voldoende inpas na inbedding nie, wat lei tot onvoldoende wringkrag en uittrekweerstand. As die gat te klein is, kan dit flits of krake voorkom.
2) Indien die moerafmetings en plastiekafmetings korrek is, maar probleme voortduur, oorweeg dit om die ontwerp te verbeter.
Omdat die plastiekbos vlak is, kan die gebruik van 'n dubbelskuins gekartelde moer lei tot 'n kort gekartelde gedeelte nadat die moerafmetings geproportioneer is. Sodra dit ingebed is, raak te min plastiek met die karteling in aanraking, wat lei tot onvoldoende wringkrag en uittrekweerstand. Dit word dus oor die algemeen aanbeveel dat die plastiekbosgat minstens 2.5 mm diep moet wees en die moer minstens 2.0 mm lank moet wees.
Verbetering: Indien dit moeilik is om die vorm te wysig, oorweeg dit om die moer se kartelpatroon na 'n enkelskuins BS1-patroon te verander, soos regs getoon. Dit verhoog die kartelstaphoogte en die hoeveelheid plastiek wat met die kartelwerk in aanraking kom, wat die wringkrag en uittrekweerstand verbeter.
3) Flitsende of krakende dele rondom die gat in die plastiekbos
Wanneer die moerstyl wat links getoon word, gebruik word, sit areas A1 en A2 uit nadat die moer in die plastiek ingebed is, terwyl area B skerp saamtrek. Dit maak dit moeilik vir die plastiek om weg te vloei, en flits kan aan die boonste en onderste punte van die moer vorm, wat die voorkoms van die produk ernstig beïnvloed.
Verbetering: Gebruik afdeling C as 'n gids en lokaliseringskenmerk sodat die moer stewig in die plastiekgat geplaas kan word, wat doeltreffendheid en opbrengs verbeter. Die gidsafdeling by C laat toe dat 'n bietjie plastiek uit area A2 verplaas word terwyl genoeg plastiek vir area A1 oorbly. Daarbenewens het die A1- en A2-afdelings skuins kartels met 'n ingeslote hoek van 90° en hellings van 45°. Hul kruising vorm 'n sterk knoop wat omtrekwringkrag weerstaan, wat die wringkrag en uittrekweerstand aansienlik verhoog.
