Nas indústrias que vão desde aeronáutica até eletrônicos de consumo, as porcas de inserção roscadas preenchem a lacuna entre materiais delicados e requisitos de fixação robusta.Uma única escolha errada pode levar a fios despojadosEste guia abrangente aborda os três tipos dominantes de inserções roscadas: bobina helicoidal, press-fit,O programa de investigação e de desenvolvimento de tecnologias de informação e de comunicação, protocolos de instalação e estudos de caso do mundo real para otimizar a seleção de fixações.
As bobinas helicoidais (por exemplo, Helicoil®) são bobinas de aço inoxidável de enrolamento de precisão que reparam ou reforçam os fios internos.A sua secção transversal em forma de diamante cria quatro pontos de contacto contínuos com o material de base, distribuindo a carga uniformemente.
Principais especificações:
Diâmetro do fio: 0,6-1,2 mm (tamanhos M3-M24)
Precisão de inclinação: ±0,01 mm (ISO 14399-3)
Torque de instalação: 1,5-4,0 N·m (dependendo do tamanho)
Compatibilidade do material:
Material de base | Recuperação da resistência máxima do fio |
---|---|
Alumínio | 95% |
Magnésio | 85% |
Ferro fundido | 110% (devido à inserção endurecida) |
Etapas de instalação:
Perfurador: Utilize o tamanho do perfurador de torneira STI (por exemplo, M6 → 6,4 mm).
Garrafa: cortar os fios com uma garrafa de flauta em espiral (líquido de arrefecimento obrigatório para o alumínio).
Insira: Ativar a bobina com mandril até que as bobinas 0,5-1,5 sobem.
Rompendo Tang: Remover tang de instalação com ferramenta de gancho.
Estudo de caso Blocos de motores automotivos:
Uma fabricante alemã de automóveis reduziu em 67% as falhas de parafusos na cabeça dos cilindros usando inserções inoxidáveis Helicoil® 302 em blocos de alumínio fundido a moagem.As inserções resistiram a um binário cíclico de 25 N·m (teste SAE J1742) durante 5001000 ciclos do motor.
As inserções de press-fit dependem de encaixes de interferência para ancorar em substratos termoplásticos ou compósitos.
Variantes de desenho:
Tipo | Padrão Knurl | Força de inserção (M6) |
---|---|---|
Direita Knurl | 60° diamante | 800-1200 N |
Knurl helicoidal | Espiral de 30° | 500-900 N |
De espinhos | Ângulo inverso | 1500-2000 N |
Guia de selecção do material:
Tipo de plástico | Material de inserção recomendado | Temperatura máxima de funcionamento |
---|---|---|
ABS | Latão (C36000) | 80°C |
De fibras sintéticas | 303 Inoxidável | 120°C |
PEEK | Titânio (grado 2) | 250°C |
Prevenção de falhas:
Projeto principal: espessura da parede ≥ 3 × diâmetro da inserção.
Ferramenta de inserção: utilizar pressão na proa com jato de alinhamento (tolerância angular ± 0,1°).
Pós-instalação: área de inserção por anneal a 20 °C abaixo de Tg para aliviar a tensão.
Aplicações industriais ️ Casas de dispositivos médicos:
Um fabricante de robôs cirúrgicos adotou inserções PEEK com revestimento de titânio.
40% mais rápido em comparação com os chefes roscados.
0.002mm de precisão posicional através de inserção ultra-sônica.
5 vezes a resistência química na esterilização em autoclave (conforme à norma ISO 13485).
As inserções de calor usam fusão controlada para fundir com matrizes de polímero.
Parâmetros críticos:
Parâmetro | Distância | Método de medição |
---|---|---|
Temperatura de fusão | 200-320°C | Pirômetro IR (± 5°C) |
Força de inserção | 50 a 300 N | Célula de carga (ISO 13943) |
Taxa de arrefecimento | 20-50°C/seg | Termócopo incorporado |
Inovações em ferramentas:
Tipos aquecidos por pulso: estabilização de temperatura de 0,1 segundo (ferramentas JBC).
Integração robótica: robôs de 6 eixos com feedback de força (ABB YuMi).
Sistemas de visão: a IA detecta o fluxo de polímeros para garantia de qualidade.
Caso da indústria aeroespacial Polímero reforçado com fibras de carbono (CFRP):
No Boeing 787 conjuntos de asas:
Desafio: A perfuração de CFRP causou delaminação.
Solução: inserções Invar impressas em 3D com superfície fractal.
Processo:
Precalentamento a laser de CFRP a 180°C.
Inserção de calor por indução a 280°C.
Pressione com uma força de 150 N (0,5 mm/s).
Resultado:
Redução de 90% de micro-fissuras em comparação com a fixação mecânica.
35% de poupança de peso em relação a fixações metálicas.
Métrica | Esferográfica | Press-Fit | Instalação de calor |
---|---|---|---|
Resistência à tração | 600 MPa | 400 MPa | 350 MPa |
Intervalo de temperatura | -50°C a +260°C | -40°C a +120°C | -60°C a +300°C |
Velocidade de instalação | 2-3 minutos | 10-30 segundos | 15 a 60 segundos |
Reutilização | Limitado (1-2x) | - Não, não. | Sim (com epoxi) |
Custo por inserção | 0.50− | 5.000.20− | 1.501.00− | 8.00
Passo 1: Defina o material de base
Metais (Al, Mg, aço): bobina helicoidal.
Engenharia de Plásticos.
Materiais compósitos/plásticos de alta resistência: aquecimento.
Passo 2: Avalie as condições de carga
Tipo de carga | Insertado recomendado |
---|---|
Tensilidade estática | Círculo helicoidal |
Vibração | Fita de prensagem (de espinhos) |
Ciclos térmicos | Instalação de calor |
Passo 3: Considere o volume de produção
Protótipos/Low Volume: bobina helicoidal (instalação manual).
Volume elevado: press-fit/heat-set (sistemas automatizados).
Passo 4: Verificar o cumprimento das normas
Aeroespacial: NASM 33583 (bobina helicoidal).
Médico: ISO 13485 (conjunto térmico).
Automóvel: SAE J2638 (press-fit).
Por que escolher inserções com rosca FINEX?
Ciência dos Materiais: ligas Ni-Cr-Mo para resistência a spray de sal de 2000 horas.
Fabricação de precisão:
Rolos medidos a laser (50-100 dentes/ polegada).
Sortagem óptica com IA (0,01 mm de detecção de defeito).
Soluções personalizadas:
Micro inserções para montagem de PCB (filamento M1.2).
Núcleos de cobre de alta condutividade para blindagem EMI
Pessoa de Contato: Mrs. Irene chen
Telefone: +86-13527934468