Tornillos autorroscantes
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Tornillos autorroscantes
En las líneas de producción actuales, la posibilidad de fijar tornillos autorroscantes directamente sobre la pieza de plástico le permite evitar el uso de componentes adicionales (insertos metálicos) y minimizar los tiempos de montaje. Los tornillos autorroscantes proporcionan un medio económico para ensamblar componentes, especialmente donde se deben unir materiales diferentes. Ofrecen una ventaja particular donde el desmontaje ocasional puede ser necesario para mantenimiento o reparaciones. Los formadores de rosca y el corte de rosca son los dos tipos principales de tornillos autorroscantes. Los tornillos formadores de roscas deforman el plástico en el que son conducidos, produciendo una rosca permanente; Los tornillos de corte de rosca eliminan físicamente el material, de la misma manera que un grifo de máquina, para formar el ruta de hilo. Al especificar el tornillo autorroscante que funcionará mejor, los diseñadores descubrirán que el conocimiento del módulo de flexión del material, una medida de la rigidez de un plástico, es la mejor guía para su capacidad de absorber la tensión ejercida por los diferentes diseños de tornillos. Las siguientes recomendaciones se basan en la idoneidad de un tipo o diseño de tornillo para plásticos de ingeniería en cuatro categorías de rigidez, los valores se determinan a 23°C y 50 por ciento de humedad relativa.
Tornillos Formadores de Rosca
Los tornillos que forman roscas son generalmente menos costosos que los tornillos de corte de roscas y las roscas que producen ofrecen la mayor resistencia al retroceso. Sin embargo, sus ventajas se compensan hasta cierto punto por el hecho de que pueden causar un estrés de aro alto y concentrado. Mientras que los plásticos más rígidos generalmente no pueden absorber este estrés, las resinas con módulos de flexión de 1,380 MPa (200,000 psi) o menos pueden. Se incluyen en esta categoría la mayoría de las poliamidas no reforzadas (se excluye específicamente la nueva familia de nilones cristalinos con propiedades de tipo amorfo). El uso de tornillos formadores de roscas convencionales con estas resinas produce juntas fuertes. La tensión generada por los tornillos formadores de roscas generalmente es demasiado grande para las resinas en la segunda categoría, aquellos plásticos con módulos de flexión que varían entre 1,380 y 2,758 MPa (200,000 a 400,000 psi), y se deben emplear tornillos de corte de rosca. Sin embargo, la resina de acetal POM es una excepción, al igual que los grados de nylon 612. Los bajos coeficientes de fricción que ofrecen estos dos materiales literalmente suavizan el camino, permitiendo que se formen hilos con un mínimo de tensión. Sin embargo, cuando se usa un tornillo que forma rosca con material en este grupo de rigidez, se deben considerar los tornillos trilobico o los tornillos alto/bajo, diseñados específicamente para reducir la presión radial.
Los tornillos alto/bajo están disponible en ambos tipos de corte y roscado, y este último se recomienda para su uso en materiales con un módulo de flexión aún mayor. El sujetador de formación de hilo de los tornillos alto/bajo tiene un hilo de plomo doble donde un hilo es alto y el otro bajo. Un ángulo de rosca afilado de 30 grados permite un corte más profundo en el material y reduce la tensión radial que se generaría con una forma de ángulo de rosca convencional de 60 grados. Su diámetro menor menor que el convencional aumenta el material en contacto con el hilo el resultado es un cierre más fuerte con mayor resistencia.
Tornillos de corte de rosca
Un tercer grupo de resinas, con módulos de flexión en el rango de 2,700 a 6,900 MPa (400,000 a 1,000,000 psi), ganan resistencia y rigidez a partir de fibra de vidrio y / o refuerzo mineral. Resinas en esta categoria incluyen POM lleno de vidrio; aquellas composiciones de nylon PA reforzadas con hasta 13 por ciento (en peso) de fibras de vidrio; y nylon reforzado con minerales. El PET reforzado con vidrio al 30 por ciento aunque tiene un módulo de flexión ligeramente mayor: 7,600 MPa (1,100,000 psi): también cabe en este grupo debido a su capacidad de aceptar tornillos de corte de rosca convencionales. En estos materiales rígidos, los tornillos de corte de rosca tendrán un alto enganche de rosca y altas cargas de sujeción. No inducirán un alto estrés residual que podría causar una falla del producto después de conducir. El último grupo de plásticos, aquellos con módulos de flexión superiores a 6.900 MPa, son relativamente frágiles. Su tendencia a granularse entre las roscas de los tornillos puede provocar la extracción del sujetador a valores de fuerza inferiores a los pronosticados. Las resinas en esta categoría muy rígida son las PA reforzados con vidrio al 33 y 43 por ciento y todos los demás grados de poliéster PET. Para estas resinas muy rígidas, se recomiendan las roscas más finas de un tornillo de corte de rosca de tipo T. Incluso cuando se usan tornillos de paso fino en estos plásticos muy rígidos, las roscas generalmente se cortarán cuando el tornillo esté retirado. Si se requiere retirar y reinstalar el sujetador, la protuberancia debe ser lo suficientemente grande como para acomodar un tornillo de reemplazo en el siguiente diámetro más grande. Tornillos más grandes utilizado para reparaciones proporcionará mayores cargas de sujeción que la instalación original.
Insertos de metal
Una solución alternativa y más duradera sería el uso de un inserto de metal roscado. Se utilizan comúnmente cuatro tipos de insertos: bujes ultrasónicos, moldeados, de expansión o sólidos. La fricción y la presión contra las estrías externas y las ranuras mantienen un inserto en su lugar. El orificio interno roscado acepta un tornillo de máquina estándar.
- Los insertos ultrasónicos se presionan en su lugar a medida que el plástico se derrite por las vibraciones ultrasónicas de alta frecuencia. Se asegura cuando la masa fundida se solidifica. Esta es la instalación preferida para los plásticos de ingeniería, Insertos moldeados, conformados para minimizar estrés, se preposicionan directamente en el molde y se convierten en una parte integral del componente.
- Los insertos de expansión se deslizan en agujeros premoldeados o perforados, bloqueándose en su lugar a medida que el tornillo expande el inserto.
- Los bujes sólidos son generalmente insertos de dos piezas. El cuerpo se atornilla en un agujero preparado y un anillo lo bloquea en su lugar.
Otros factores importantes Al diseñar para tornillos autorroscantes, una serie de factores son importantes:
- Dimensión del agujero del jefe: para obtener la relación más alta de desforre y par motor, use un diámetro de agujero igual al diámetro de paso del tornillo.
- Dimensión exterior de la protuberancia: el diámetro de la protuberancia más práctico es 2.5 veces el diámetro del tornillo. Si su pared es demasiado delgada, un jefe puede agrietarse. No se logran pares de desforre más altos con jefes más gruesos.
- Efecto de la longitud del tornillo: el par de extracción aumenta rápidamente con el aumento de la longitud de acoplamiento y se nivela cuando la longitud de acoplamiento es aproximadamente 2.5 veces el diámetro de paso del tornillo.
Los tornillos autorroscantes son aquellos que pueden formar sus propios hilos a medida que se introducen en el material. El plástico requiere un perfil de rosca especialmente diseñado ya que los tornillos de rosca utilizados con acero pueden provocar tensiones residuales en el plástico que pueden degradar la integridad estructural del conjunto. Los tornillos de plástico que forman roscas le brindan más flexibilidad y ensamblan rápidamente los componentes con menos sujetadores. Al examinar los tornillos autorroscantes, el primer paso es decidir qué tipo de tornillos autorroscantes son los más adecuados para la aplicación. El roscado y el roscado son dos categorías en las que se clasifican los tornillos autorroscantes.
Tornillos Formadores de Rosca
Cuando use un tornillo de rosca, obtendrá un ajuste muy seguro. Los tornillos que forman roscas producen poco desperdicio a medida que el plástico que se desplaza para crear la rosca se relaja nuevamente en la raíz de la rosca. Este atributo es una de las razones por las que se elegiría un tornillo de formación de rosca en lugar de cortar roscas. Los tornillos que forman roscas, en general, funcionan mejor en termoplásticos. Esto se debe a la función de recuperación elástica del material para llenar los huecos creados por el tornillo.
Tornillos de corte de rosca
Estos tornillos en realidad eliminan material porque tienen bordes cortantes. En general, los tornillos de corte de rosca se pueden usar para termoplásticos y termoestables sin problema. Cada aplicación puede hacer que se recomiende un tornillo diferente, por lo que se debe hacer una revisión de cada aplicación. Los tornillos de corte de rosca tienen un ángulo de flanco más pequeño para reducir el par de instilación al tiempo que aumenta el área de superficie, lo que resulta en una mayor fuerza de extracción.