Резьбовые Вставки для Пластиковых Деталей — Проектирование, Установка и Прочность
Три Метода Установки
Термоустановка
Нагретый инструмент вдавливает латунную вставку в отлитую бобышку. Пластик течёт в накатку. Оборудование: $600–1 500. Цикл: 5–12 с на вставку. Плюсы: дёшево, терпимо к разбросу. Минусы: риск перегрева, медленнее для многих вставок.
Ультразвуковая Установка
Вибрация 20–40 кГц генерирует фрикционный нагрев на границе. 1–3 с на вставку. Оборудование: $3 000–8 000. Плюсы: быстро, стабильная глубина. Минусы: дороже, зависит от материала (аморфные лучше).
Влитые (Insert Molding)
Вставка в форме до впрыска. Плюсы: нет вторичной операции, прочность на 20–40% выше. Минусы: +5–15 с к циклу, риск смещения и повреждения формы.
Латунь против Нержавейки
| Свойство | Латунь (C36000) | Нерж. Сталь (303/304) |
|---|---|---|
| Прочность резьбы | Хорошая | Отличная |
| Коррозионная стойкость | Умеренная | Отличная |
| Теплопроводность | Высокая (3× нерж.) | Низкая |
| Цена (M3) | $0,02–0,06 | $0,06–0,15 |
| Лучший метод | Термоустановка | Ультразвук или влитые |
Латунь: 80% применений. Нержавейка: влажность, чистящие средства, медицина.
Проектирование Бобышки (Термо/Ультразвук)
| Параметр | Рекомендация |
|---|---|
| НД бобышки | ≥ 2,0× НД вставки |
| ВД бобышки | На 0,1–0,2 мм меньше НД вставки |
| Высота бобышки | Длина вставки + 0,3–0,5 мм |
| Глубина отверстия | Длина вставки + 0,5 мм |
Прочность на Вырыв (Латунь в ABS, Термоустановка)
| Резьба | НД Бобышки | Высота | Вырыв (Н) | Момент Срыва (Н·м) |
|---|---|---|---|---|
| M2 | 5,0 мм | 3,8 мм | 280–400 | 0,5–0,8 |
| M3 | 7,0 мм | 5,0 мм | 650–850 | 1,2–1,8 |
| M4 | 8,5 мм | 6,5 мм | 950–1 250 | 2,0–3,0 |
| M5 | 10,0 мм | 7,5 мм | 1 350–1 800 | 3,5–5,0 |
Для PP: -15–25%. Для PA66-GF30: -10–20%. Для влитых: +20–40%. Коэффициент запаса: 2,5× статика, 4,0× динамика.
Частые Отказы
- Трещина бобышки: увеличить НД или уменьшить вставку
- Вырыв: увеличить высоту или перейти на влитые
- Проворот: вставка с радиальными выступами или механический фиксатор