连接设计

塑料件压配

塑料制件组装中最简单的是利用它们的弹性形成压配组装。组装圆柱形塑料制件最常使用压配组装。用过大的斜度角模制的孔径在组装前可能需要扩大。

有纹理或滚花轴的扭曲强度包含某种程度的机械互锁。对刚性的、无定形聚合物推荐用光滑轴，而较粗糙的表面可与对应力集中效应不太敏感的更柔软的、半结晶聚合物配合使用。机械设计的改进如键槽或其它轴结构，也可提高轮毂\轴组装的扭曲强度。

搭配组装

搭配组装最突出的缺点是接头破坏，搭配接头破后坏很难或不可能修复。因此，对一定的产品，需要对所需的接头进行保险设计。过剩度可能对设备和最终产品成本有一定影响，但制件的使用寿命延长了。另一个缺点是制件的配合公差较难控制。过盈或过度应力可能破坏接头或降低使用寿命；而欠盈可导致固定不紧或制件松动。

机械紧固件

机械紧固件包括机制螺钉、自攻丝螺钉、金属嵌件、推进紧固件、变速夹、螺母、螺钉、双头螺栓、卡钉、活页和各种专用金属附件产品。机械紧固件大多是金属的，在多数塑料产品的使用范围内其尺寸和性能几乎不随温度、时间和相对湿度而变化。用不锈钢或塑料做的紧固件可在很高温度或腐蚀性条件下使用。连接较大的塑料制件时，机械紧固件有是与粘合剂一起使用。机械紧固件起夹具作用，当粘合剂交联时，制件安装就位，并且在产品使用过程中也增加了一种安全措施。机械紧固件是点接触的，因此形成潜在的、局部高应力区域，这种紧固件在使用时需要孔洞，使应力集中和熔合线问题增加。使用机械紧固件达到流体密封或气密封也是困难的，除非使用像塑性密封件或弹性垫圈这些附加制件。

组装塑料产品用的最多的一灯机械紧固件是螺钉。这些丝扣紧固件可任意控制组装预载荷。根据螺钉用途而分的机械组装方法包括：机制螺钉、带有螺纹嵌件或模塑螺纹的机制螺钉以及自攻丝螺钉。

针对拆卸的设计产品必须具备两个共同点：拆卸简单且便宜，所选原材料必须容易回收且经济。组装件所用螺钉数且应保持最少，所用螺钉尺寸\类型应尽可能标准化。用气动工具可快速移动螺钉，或当啮合螺纹是塑料时，有时可用强力将螺钉从啮合制件的空洞或凸台中拉出。

机制螺钉和螺母

组装塑料产品中常用机制螺钉、螺母和垫圈。使用局限于产品表面要求不苛刻的操作中。机制螺钉组装和自动化非常困难。如果被连接的两个制件是由膨胀

失配造成的压缩负荷变化。

当机制螺钉和螺母用来连接较较深的拉拔模孔时，制件中必须使用哈壳式组装件、空心或圆柱形凸台，以便在螺钉周围局部承载，防止螺钉上紧时造成大的表面弯曲，如图1所示。凸台本身的内径应该有近0.10in(0.25mm)的间隙，以利于组装和解释温度或公差变化。

组装过程中螺栓一般是预加载荷（即在对配对制件产生初始接触后有一附加的拧紧力）。为

使用材料本身带有啮合螺纹的主要优点是减少了对车螺纹的金属螺母制件的需要（及相关的垫圈）因此使生产组装件所需制件数目降至最低。使用较大螺钉时，如直径大于6.35mm，接受螺纹可直接被模塑在塑料制件中。自攻丝螺钉凸台组装件一般包括螺钉、直通间隙凸台及封闭定们凸台。

标准的自攻丝螺钉尺寸范围从#2到直径8.0mm不等。最常用的螺钉尺寸是#4、#6、#8和#10。自攻丝螺钉可分为自纹螺丝螺钉（车制螺钉）和螺纹成型螺钉。把自攻丝螺钉压入塑料台中时，切削啮合螺纹，面螺纹成型螺钉没有切削能力，仅仅在被压入时替换材料。所用螺钉类型、尺寸及在特定应用中所用的凸台装置的设计要根据许多产品要求和性能标准，包括：

●螺钉耐抽出性

●夹板载荷要求和衰减速率

●反复组装要求

●扭拒保持和抗振动性

●凸台组装环应力

●组装特性如剥离\驱动扭矩比

标准螺纹切削螺钉或有深切的槽或是带槽螺纹。它们被压入定位孔时，在塑料凸台上切削螺纹，会产生碎屑。它们常与模量较高的热塑性或热固性聚合物（刚性聚合物）一起使用，不具有螺纹成型螺钉所需的韧性。BT型螺纹间距宽、切割槽大，是最普通的标准切削螺钉。BF也有宽的间距，当使用较软的材料时，

有槽的切割螺纹往往可能被堵塞。B系列切削螺钉一直用屈挠模量低至1380Mpa 的材料。用模量很高的材料如屈挠模量直大于6900Mpa的玻璃补强材料制甩的T 型螺钉是有效的。螺纹切削螺钉适于与易裂纹的玻璃质无定形材料一起使用。

标准螺纹成形螺钉在被压入定位凸台中时，形成啮合螺纹。由于韧性或冷流是螺纹成型螺钉使用的前提，因此它们通常与较低模量的塑料材料一起使用。常与屈挠模量低于2760Mpa的塑料材料一起使用。如果凸台设计适当，具有宽间距的B型螺钉也可与刚性的、玻璃补强的材料一起使用。60°螺纹角的标准螺纹成型螺钉产生相对高的径向和环应变，导致高的残余应力。齿面间材料的压缩可能也高。多数应用中，常推荐使用较宽螺纹间距的AB型或B型螺钉，而不是C型。

为塑料材料设计的自攻丝螺钉有较宽的螺纹间距和较小的螺纹角。

1.Hilo是双丝杠螺钉有30°的高螺纹角和60°的低螺纹角

2.Plastite是横截面为三角形（小三角形）而不是圆形的常采用45°螺纹角。

3.PT是具有30°螺纹角的宽间距单丝杠螺纹成型螺钉。30°螺纹角使径向和环向应力

较低，允许使用较薄的凸台壁。

4.Polyfast有一个不对称的螺钉外形。宽间距螺纹具有35°前缘和10°后缘。适合与韧

性更好的热塑性塑料一起使用。

弹簧垫圈可用螺钉松开或预组装。这些垫圈通常是锥形的或波浪形结构，可以保持夹持负荷和减少材料冷流或蠕变的影响。

自攻丝螺钉凸台设计多数塑料模塑零件的壁厚不能适应外形尺寸及与多数螺钉固定体系有关的应力。在组装时是需要增加局部壁厚的。一般不建议在制件侧壁局部增厚（完整凸台）。只要可能，为了使产生凹痕和收缩空洞的可能性降至最低，凸台应该是无固定的、装有角撑板的或用加强筋与侧壁相连。凸台可设计在任意位置或用加强筋连到侧壁上，增加凸台的扭转和弯曲强度，并通过在模具充填过程中改善材料流动和排气性能，提高工艺性能。凸台定位孔的深度应该比螺钉啮合长度大。凸台外径在公称螺钉直径的2.5-3.0倍之间。而定位孔直径一般为螺钉直径的0.8倍。

两端引出式螺栓两端引出式螺栓是中间带有扁平头的组合自攻丝螺钉。用双头螺栓传动器将这些专用螺钉压入塑料凸台中，机制螺钉螺纹端部暴露。第二个制件用螺母锁在机制螺钉上。

凸台帽凸台帽模压在空心塑料凸台头部的金属固定件上。可以提供环向和轴向补强，降低了凸台裂缝的可能。凸台帽与螺纹成型缧钉一起使用，并包含一