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塑料热铆工艺设计

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发表时间:2021-09-01 21:11

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1 铆接原理和应用

热铆/铆接是一种连接两个甚至多个零件的连接工艺,其中1件要求是热塑性材料,其余件可以是金属或者非金属件。通过超声波、热气、热模或者红外,加热软化塑料铆柱(达到玻璃化转变温度Tg以上),再通过治具铆头对铆柱施加压力并成型,从而压紧连接件。

热铆工艺经济性好,适合大批量生产,广泛应用在汽车零部件、通讯元器件、医疗和消费电器领域。铆接常见的材料,如PC、PA加玻纤、PP、PS和ABS。

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图1手机塑料外壳与金属电池夹的连接


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图2PCB板与支架的连接



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图3PCB板与外壳的连接


不含玻纤的塑料非常适合采用铆接工艺,容易获得良好的外观和强度,工艺调整窗口较宽。

对于含有玻纤的塑料,需要精细设定参数以达到适合的温度范围。如果是热铆,要求温度控制在±10°的范围内。如果温度过高,玻璃纤维从塑料中析出,导致粘料和粗糙的表面。如果温度较低,导致裂纹和冷成型。

2 常见的铆头设计

铆柱直径越小,越容易充分加热,焊接时间也较短。而铆柱直径越大,容易导致表面过热而里面还是冷的,从而引起外观不良、裂纹或者强度不足问题。因此,对不同直径的铆柱,我们采用不同的设计。

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圆头铆接,用于直径较小的铆柱


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双圆头铆接,适合直径中等大小的铆柱

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管状/空心铆柱,适合外径较大的铆柱

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管状/空心铆柱,适合外径较大的铆柱

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埋头/沉头铆接

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翻边铆接

3 铆点设计参考

3.1圆头铆接A-大轮廓

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·        适合直径小于6mm的铆柱

·        可应用在含有33%玻纤的塑料铆接

·        同样适合于容易降解材料的铆接

·        圆头铆接有大小两种轮廓,该设计属于大轮廓,强度大但是焊接时间较长(相比小轮廓)

3.2 圆头铆接B-小轮廓

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·        适合直径小于6mm的铆柱

·        可应用在含有33%玻纤的塑料铆接

·        同样适合于容易降解材料的铆接

·        圆头铆接有大小两种轮廓,该设计属于小轮廓,焊接时间短

3.3 双圆头铆接A-大轮廓

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·        适用于直径大于2mm的铆柱

·        非常适合低密度不耐磨的材料铆接

·        熔化凝固的材料集中在焊缝正上方

·        铆柱和模具铆头的对中精度尤其重要

·        治具设计时,要考虑X-Y方向的微调机构,以获得完美的铆点形状

·        铆点形状类似于铆钉,外观漂亮

3.4 双圆头铆接B-小轮廓

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·        适用于直径大于2mm的铆柱

·        非常适合低密度不耐磨的材料铆接

·        熔化凝固的材料集中在焊缝正上方

·        铆柱和模具铆头的对中精度尤其重要

·        治具设计时,要考虑X-Y方向的微调机构,以获得完美的铆点形状

·        铆点形状类似于铆钉,外观漂亮

3.5 管状/空心铆点

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·        适用于直径大于4mm的铆柱

·        不需要熔化大量的塑料,也能获得高强度的铆点

·        可避免铆点背面缩痕

·        因为中空,所以可以用自攻螺丝修复连接

3.6 滚花铆接

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·        使用滚花铆点的一个主要原因是美观,而不重点关注强度

·        滚花的形式根据需求设计

3.7 平头/埋头铆接

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·        用于要求平面无凸起的表面

·        需要连接件有足够的厚度以形成强壮的连接

·        铆柱的体积非常重要,以保证每次焊接完成是一致的平面


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