梦幻西游

扫一扫关注微信二维码 钟南山凡尔赛发言

国检(jian)(jian)检(jian)(jian)测(ce)欢(huan)迎您(nin)!

微信公众号|腾讯微博|网站地图

您可能还在搜: 无损检测紧固件检测轴承检测浙江综合实验机构

社会关注

安装孔对于螺丝断裂所形成的原因

返回列表 来源:国检(jian)检(jian)测 查看手机网址
扫一扫!安装孔对于螺丝断裂所形成的原因扫一扫!
浏览:- 发布日期:2019-10-15 15:54:06【

自攻(gong)拧紧过程中,塑(su)料件(jian)安装(zhuang)孔所在(zai)的区域会(hui)受到(dao)挤压、摩擦(ca)和(he)扭转等复(fu)杂作用,同时孔的圆周切线方向会(hui)产(chan)生拉应力。

自攻拧(ning)紧(jin)过程中的安装孔(kong)开(kai)裂是一种常见的现生产(chan)(chan)质(zhi)量问题,严重时(shi)会导致生产(chan)(chan)线停(ting)产(chan)(chan)。引起该问题的主要原因(yin)如下。

安装孔的熔接痕强度低

对注(zhu)塑(su)(su)件(jian)上的(de)安(an)装孔(kong)(通常为圆(yuan)柱状)而言,注(zhu)塑(su)(su)模具内部必然存在赋予安(an)装孔(kong)形状的(de)型(xing)芯机构(gou)。在注(zhu)塑(su)(su)过程中,熔融的(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)料(liao)(liao)流到达(da)安(an)装孔(kong)型(xing)芯时,料(liao)(liao)流会(hui)被分(fen)成(cheng)两股(gu),绕过型(xing)芯后再次汇合,从而形成(cheng)走(zou)向基本平行于安(an)装孔(kong)轴线的(de)熔接痕。熔接痕处的(de)强度通常为正(zheng)常材料(liao)(liao)强度的(de) 20%~80%。

如(ru)果(guo)模(mo)具结构不合理或注塑参数(shu)存在问题(如(ru)浇口过小、熔(rong)(rong)体(ti)温度(du)过低(di)等),便会导致熔(rong)(rong)接强(qiang)度(du)过低(di),在自攻螺钉旋入时,安装孔壁因(yin)受力而沿熔(rong)(rong)接痕开(kai)(kai)裂(lie),这类开(kai)(kai)裂(lie)案例(li)在塑料件拧紧失效(xiao)中的(de)(de)比例(li)是很(hen)高的(de)(de)。

例如,某采(cai)用 POM 注塑(su)的(de)六角塑(su)料螺母(mu)(图3)在采(cai)用 2.5 N·m 的(de)拧紧(jin)力矩进行固定时,螺母(mu)一侧发生贯穿式开裂(lie)(lie),见图3,浇口与(yu)熔接痕位置以安装孔为(wei)中心互呈 180°。经(jing)分析(xi),该螺母(mu)所用材料及尺寸(cun)均无问(wen)题,主要(yao)是因为(wei)注塑(su)时模(mo)温低(di)导致熔接痕强(qiang)度过低(di)而致拧紧(jin)时开裂(lie)(lie)。

另外1个(ge)案(an)例,图纸要求(qiu)塑料件采(cai)用(yong) PP-GF20 制造,之前一直(zhi)无任何拧(ning)紧问(wen)题(ti)。后(hou)来有(you)一批零件在(zai)自(zi)攻螺钉拧(ning)紧时有(you)大约 10% 发生开(kai)裂。

经(jing)分析发(fa)(fa)现,供应商在(zai)失效批次零件(jian)上错误地使用(yong)了 PPGF30 材料,而(er)注(zhu)塑(su)参数未发(fa)(fa)生改(gai)变。在(zai)同(tong)样(yang)的注(zhu)塑(su)条(tiao)件(jian)下,因 PP-GF30 材料流动性较差而(er)导致(zhi)熔接痕(hen)处(chu)熔合(he)强度降低,因而(er)拧紧时(shi)熔接痕(hen)处(chu)发(fa)(fa)生开裂。

熔接痕处开裂的塑料六角螺母

图3 熔接痕(hen)处开裂的塑料(liao)六(liu)角螺母

安装孔(kong)受力过高

正常情况下,需要采用自(zi)攻(gong)拧紧的(de)(de)(de)塑料(liao)零件的(de)(de)(de)安装(zhuang)孔尺(chi)寸以及所(suo)选用的(de)(de)(de)自(zi)攻(gong)螺钉尺(chi)寸均需经过合(he)理(li)设(she)计(ji),以保证安装(zhuang)后能形成可靠联接,同(tong)时使安装(zhuang)孔所(suo)受的(de)(de)(de)力(li)处(chu)于合(he)适的(de)(de)(de)范(fan)围(wei)内。

但由于设计参数选取(qu)不当,或(huo)者因制造(zao)问题(ti)(ti)未能实现所(suo)设计的尺寸等原因,会造(zao)成(cheng)拧紧失效问题(ti)(ti)。

比如选用(yong)的(de)自(zi)(zi)攻螺钉相(xiang)对(dui)过(guo)(guo)粗或安(an)装孔相(xiang)对(dui)过(guo)(guo)细,都(dou)会造(zao)成自(zi)(zi)攻拧紧(jin)过(guo)(guo)程中安(an)装孔壁内(nei)部产生的(de)拉应力(li)过(guo)(guo)高,进而(er)造(zao)成安(an)装孔壁发生开裂(lie)。

例如,某塑(su)(su)料件供(gong)(gong)货厂由A供(gong)(gong)应(ying)(ying)商(shang)切换为(wei)(wei) B 供(gong)(gong)应(ying)(ying)商(shang)后(hou),在自(zi)攻(gong)螺钉拧紧时(shi)有 25% 的(de)(de)塑(su)(su)料件安装孔(kong)壁发(fa)生开裂(图4)。根据分析(xi),两(liang)家(jia)供(gong)(gong)应(ying)(ying)商(shang)的(de)(de)零件均采用含水量为(wei)(wei) 1.3% 的(de)(de) PA6-GF30 材料,且加工亦符合图纸要(yao)求,因(yin)而(er)怀疑自(zi)攻(gong)螺钉或(huo) B 供(gong)(gong)应(ying)(ying)商(shang)塑(su)(su)料件安装孔(kong)的(de)(de)尺寸有问题(ti)。

图4 塑料件安装孔壁开裂

图4 塑料件安装(zhuang)孔壁开裂

图纸规定的自攻螺(luo)钉(ding)尺寸(cun)为(wei):螺(luo)纹(wen)外径 D=7.00 mm,螺(luo)钉(ding)芯部直径 d=5.00 mm,见(jian)(jian)图5。经(jing)检(jian)测,螺(luo)钉(ding)尺寸(cun)符合图纸要(yao)求(qiu),因而塑(su)料(liao)件(jian)安(an)装孔(kong)的尺寸(cun)成为(wei)检(jian)测焦点(dian),塑(su)料(liao)件(jian)安(an)装孔(kong)的形状见(jian)(jian)图6、尺寸(cun)结果见(jian)(jian)表1。

图5 自攻螺钉尺寸

图5 自攻(gong)螺钉尺寸

图6 塑料安装孔

图6 塑(su)料安装孔

塑料安装孔尺寸

从表 1 可见,B 供应商生(sheng)产的零件的 D1 直径过小(xiao),甚至小(xiao)于自攻螺钉(ding)芯部直径 d。

因(yin)此,当(dang)自攻(gong)螺钉由上至下拧(ning)入安(an)装(zhuang)孔(kong)(kong)后并逐步(bu)接(jie)近(jin)底孔(kong)(kong)时(shi),螺钉对安(an)装(zhuang)孔(kong)(kong)壁的(de)(de)挤压力越来(lai)越大,当(dang)安(an)装(zhuang)孔(kong)(kong)壁的(de)(de)强度无法(fa)抵抗(kang)挤压所引(yin)起(qi)的(de)(de)拉(la)应力时(shi),最(zui)终就导(dao)致了安(an)装(zhuang)孔(kong)(kong)开(kai)裂。

安装孔壁过薄

与 上面 所述情况类似,如果塑料件安装孔的壁厚过薄,也可能会使其无法承受(shou)自攻螺钉(ding)旋入时产生的安装孔圆周(zhou)方向的拉(la)应力,从(cong)而造成开裂。

另外值(zhi)得注(zhu)意(yi)的问题(ti)是,因(yin)模具型芯变形等(deng)原因(yin)导致部(bu)分塑料件的安装孔(kong)孔(kong)壁局部(bu)偏薄(bo)的问题(ti)

比如,某塑料件安(an)(an)装(zhuang)孔(kong)在打自(zi)攻螺钉(ding)后(hou)开(kai)裂(图7),图8为安(an)(an)装(zhuang)孔(kong)的 CT 扫描剖(pou)面图,可以看到安(an)(an)装(zhuang)孔(kong)壁最薄处仅为 1.03 mm(位(wei)置5);在自(zi)攻螺钉(ding)旋入过(guo)程(cheng)中,安(an)(an)装(zhuang)孔(kong)均于此侧发生开(kai)裂;

图7 塑料件安装孔开裂

图7 塑料件安装孔开裂

图8 塑料件安装孔 CT 扫描及尺寸标注

图8 塑料件安装孔 CT 扫描及尺寸标注


而另一侧最厚处则达到了 1.59 mm(位置(zhi)6),从未发生过开裂。根据分析(xi),塑料件安装(zhuang)孔(kong)壁厚不均是由于注塑模具中形成(cheng)安装(zhuang)孔(kong)的金属(shu)芯(xin)轴位置(zhi)发生偏移所(suo)致。

 孔局(ju)部应(ying)力过高

在塑料(liao)件注塑时,如果注塑参(can)数(shu)或(huo)模具结构不(bu)合理(li)(如冷却速度过(guo)快(kuai)等),注塑后的(de)(de)零件中会产生(sheng)很高的(de)(de)内应(ying)力。图9所(suo)示的(de)(de)塑料(liao)螺母(mu)在自攻螺钉旋入(ru)过(guo)程中均(jun)在箭头所(suo)示的(de)(de)浇口位置开裂(lie)。

根(gen)据显微(wei)切片分析结果看到,该塑料(liao)螺母浇口附近(jin)的料(liao)流极为紊(wen)乱(luan),导(dao)致此处应力过高(gao)(图(tu)10),因而在自(zi)攻螺钉进入时(shi)浇口位置附近(jin)容(rong)易发生(sheng)开(kai)裂。

塑料(liao)材料(liao)

如果注塑(su)温度过高(gao),材(cai)料在料筒中(zhong)停(ting)留时间过长,或(huo)者材(cai)料未得到充分烘干等,都会导(dao)致塑(su)料材(cai)料在加(jia)工过程中(zhong)发生(sheng)降解,进而使塑(su)料零件的(de)机械强度下降。

例如(ru)某(mou)采用(yong) PC 注塑的零件(jian)(jian)因(yin)原(yuan)材(cai)(cai)料未充(chong)分(fen)烘干而造成 PC 在注塑时严重降(jiang)解,造成材(cai)(cai)料发(fa)脆(cui),零件(jian)(jian)安(an)装(zhuang)孔在自攻螺(luo)钉旋入时发(fa)生碎裂,而不是普通的开裂。

图9 塑料螺母在浇口处开裂

图9 塑料螺母在浇口处开裂

图9 塑料螺母在浇口处开裂

图10 自攻拧紧联接无法达到规定的力矩(打滑)


塑(su)料件的(de)自攻拧(ning)(ning)紧联(lian)接通常在设计时规定了一个合理的(de)拧(ning)(ning)紧力矩。

但有些(xie)时候,当(dang)自攻螺钉旋入塑(su)料(liao)安装(zhuang)孔中(zhong)尚(shang)未达到设计(ji)力矩时,螺钉便(bian)在安装(zhuang)孔中(zhong)打滑,并造(zao)成安装(zhuang)孔内(nei)壁上的螺纹乱(luan)扣。

这(zhei)是另外一种常(chang)见(jian)的拧紧失(shi)效问题,这(zhei)种问题产生(sheng)的原因主(zhu)要(yao)有以下(xia)几点。

安装孔径过大或自攻螺钉过细

塑(su)料件(jian)的安(an)(an)装(zhuang)孔内径过(guo)(guo)大或自攻(gong)螺(luo)(luo)(luo)钉过(guo)(guo)细时,在(zai)自攻(gong)螺(luo)(luo)(luo)钉旋入(ru)过(guo)(guo)程中,螺(luo)(luo)(luo)纹(wen)在(zai)安(an)(an)装(zhuang)孔内壁(bi)上侵入(ru)的深(shen)度(du)过(guo)(guo)浅,使得(de)螺(luo)(luo)(luo)纹(wen)表面和(he)安(an)(an)装(zhuang)孔内壁(bi)之间的挤压作用(yong)和(he)摩擦力(li)过(guo)(guo)小,因而无法(fa)达到足够的拧紧力(li)矩。

安装孔壁内部存在疏松区域

塑(su)料件注塑(su)时,因锁模力(li)过低(di)(di)或保压(ya)(ya)压(ya)(ya)力(li)低(di)(di)等原因,造(zao)成安(an)装孔壁(bi)内部存在疏松(song)区域(yu),使安(an)装孔刚性降低(di)(di),在螺钉挤压(ya)(ya)作用下会发生较(jiao)大变形,从而造(zao)成拧紧扭矩过低(di)(di),无法达到规(gui)定的拧紧力(li)矩,安(an)装孔壁(bi)内部的疏松(song)问题有时即使采(cai)用CT扫描也难以发现。

例(li)如,某塑料件采用ABS 材(cai)料制(zhi)造,生产线发现(xian)某一批次零件拧紧力矩(ju)偏(pian)低,仅(jin)能达(da)到1.8 N·m,而工艺要求(qiu)为(wei)3.0 N·m。

经分析发现该件的(de)安(an)装孔(kong)处于(yu)整个零件的(de)料流末(mo)端,该处的(de)材料密度仅为 1.09~1.10 g/cm3,而(er)远(yuan)离(li)安(an)装孔(kong)的(de)其(qi)它位(wei)置的(de)材料密度则(ze)可以达到(dao) 1.15 g/cm3,因而(er)推断(duan)该件的(de)安(an)装孔(kong)壁内存在疏松区域,因而(er)造成拧紧力矩过低。

 塑料件材料硬度偏低

如果塑料(liao)件选用的(de)材料(liao)硬度偏(pian)低(di),也会使(shi)自攻螺钉螺纹表面和安(an)装孔内壁之间的(de)挤压力和摩擦力过(guo)小,从而无法达到(dao)足够的(de)拧紧(jin)力矩。

例如某 POM 底座采用(yong)自攻螺钉拧紧(jin)(jin)方式固定,生(sheng)(sheng)产现场发现A供应商的零件拧紧(jin)(jin)无问题,而B供应商的零件在拧紧(jin)(jin)时 100% 发生(sheng)(sheng)打(da)滑(hua),见图11。

分析结(jie)果表明,B 供(gong)(gong)应(ying)(ying)商(shang)的零件(jian)(jian)中含有(you)橡胶增(zeng)韧成分,使 POM 的韧性(xing)增(zeng)加,球压痕硬度仅(jin)为(wei) 56 N/mm2,零件(jian)(jian)在拧紧(jin)到 1.25 N·m 时发生打滑;而相比之下,A 供(gong)(gong)应(ying)(ying)商(shang)采用(yong)的非增(zeng)韧 POM 材料的球压痕硬度可达 89 N/mm2,零件(jian)(jian)拧紧(jin)时完全可以(yi)达到工艺所要求(qiu)的 2 N·m 扭矩。

图11 两家供应商的塑料件拧紧后对比

A供应商的零件             B供应商的零件


图11 两家供应商的塑料件拧紧后对比

另外,对玻纤增强塑料(liao)材(cai)料(liao)而言,如(ru)果选用的材(cai)料(liao)玻纤含量不(bu)足(zu),也会导致(zhi)材(cai)料(liao)硬(ying)度降低而造(zao)成自攻螺钉拧紧(jin)时(shi)无法达到规定的力矩。

微信关注图

xml地图 | sitemap地图
猫和老鼠
分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网微信
王思聪微博 奥特曼 起风了 生死狙击 武炼巅峰 海边 河南人民的朋友圈我和我的祖国 西甲直播 冠军为啥爱咬金牌守岛人 我和我的家乡 逆天邪神 英超直播 三国演义 寂静之地2 穿越火线 猫和老鼠 哥斯拉大战金刚 希岸酒店被罚50万 中超直播 中国奥运代表团正式亮相 生死狙击 金球奖 速度与激情9百炼成钢 房东回应免租4年洪水中的中国力量 刑侦日记 old town road 盗墓笔记 我和我的家乡 今天也想见到你 生死狙击 爱上特种兵 遇见爱情的利先生 甄嬛传 最强狂兵 张雨霏获蝶泳银牌 减肥减出世界冠军 冬奥会 第五人格 一念永恒 江西一村全年无蚊重庆发现吃虫植物 心动的信号 江西一村全年无蚊重庆发现吃虫植物 陈情令 路虎赵丽颖 地球绝美画面 遇见爱情的利先生 觉醒年代 你的婚礼 两小无猜 卫河决口合龙成功最佳女婿 拜托了冰箱 王一博 跑得快 冒险岛 穿越火线姐妹俱乐部 大妈水枪喷火炬手 | 下一页
Baidu
sogou
百度 搜狗 360