EU塑料注塑成型指南 4：螺纹
引言
您是否面临塑料注塑件螺纹强度和精度问题？精心设计的螺纹设计可以带来重大改变，确保塑料部件的耐用性、功能性和顺利组装。
螺纹设计在塑料注塑成型中至关重要，因为它直接影响螺纹部件的性能和完整性。设计不良可能会导致螺纹强度低、剥落或组装困难，而设计合理的螺纹可确保连接更牢固、更可靠，从而减少部件故障和制造缺陷。
如果螺纹设计不当，即使是坚固的材料也会在压力下失效。继续阅读，了解塑料螺纹的基本知识，避免代价高昂的错误。
塑料螺纹参数
设计塑料螺纹时，必须考虑多种因素，例如螺距、角度和深度。这些参数显著影响螺纹部件的性能和制造难易程度。
螺栓间距： 螺纹之间的距离。螺距越大，螺纹数量越少且越粗，而螺距越小，螺纹数量越紧且越细。
螺纹角度： 两个相邻螺纹面之间的角度。常见的螺纹角度为 60°，以确保一致性和强度。
宽度： 螺纹顶部到螺纹根部的距离。螺纹越深，抓力越好，但会增加塑料的压力。
螺旋角： 这控制着螺纹如何绕着芯线旋转。较大的角度对塑料来说可能具有挑战性，但有助于快速组装。
根部和顶峰： 螺纹根部为最低点，螺纹顶部为最高点。良好的平衡设计可防止螺纹变形。
小径、螺距和大径： 小径是指最小直径（牙根），中径是大径和小径的中间值，大径是牙顶的最外径。这些测量可确保螺纹与其配合部件完美贴合。
外部模制螺纹： 螺纹形成在模制部件的外表面上，通常用于盖子、封闭件和紧固件。
内部模制螺纹： 内部成型螺纹是在成型塑料或金属部件内部形成的螺纹，允许将其拧到相应的外部螺纹上以进行牢固组装，而无需在成型后进行螺纹加工。
塑料线的转变
转弯或方向 螺纹 决定了在组装过程中如何拧紧或松开。
左旋螺纹： 它们通过逆时针旋转来拧紧，当配合部件的旋转可能导致右旋螺纹意外松动时使用。
右旋螺纹： 最常见的类型，顺时针旋转即可收紧。
塑料螺纹的制造方法
加工：
注塑成型后，在零件上加工螺纹。此方法精度高，但成本增加。此过程包括丝锥加工、铣削和车削。
丝锥加工： 内部螺纹是使用攻丝工艺创建的，非常适合原型设计和小批量生产。
铣削： 外螺纹通常通过铣削来创建，尽管这对于塑料来说并不常见。
谈到： 车床用于塑造塑料部件并制造螺纹。
注塑成型：
生产过程中直接将螺纹模入塑料部件，非常适合大规模生产。
模具螺纹芯的使用
设计时，内螺纹的入口处应设计有螺纹凹台，防止螺纹头损坏或脱扣，凹台直径比内螺纹直径和高度大0.5mm，内螺纹末端有直径略小于内螺纹粒内径的无螺纹圆柱体。
使用模具螺纹环
外螺纹头部带有直径等于外螺纹内径的无螺纹圆柱体，其设计目的是为了防止伤头或脱扣，无螺纹圆柱体高度大于0.5mm。
螺纹底部有凸起，凸起直径略大于外螺纹直径，凸起高度小于0.75mm。
使用分体模具
此方法的优点是模具结构简单，操作方便，主要问题是螺纹上的飞边不易去除，且制品上的分型痕迹会影响螺纹装配。一般热固性塑料不宜使用。
嵌件成型：
在成型过程中将预制的金属线插入塑料中，为承重应用提供卓越的强度。
塑料线的种类
螺纹类型对于确定塑料紧固件或部件的强度、耐用性和功能至关重要。每种螺纹类型都有独特的特性，使其适用于各种用途。了解这些差异有助于确保您的组件在预期应用中按预期运行。
标准螺纹
方螺纹根据其牙形特点适用于对塑料制品连接强度要求较高的场合，例如塑料管件的连接螺纹。
梯形螺纹
梯形螺纹同样具有连接强度高的特点，但其成形或车削加工比方螺纹容易，适用于对塑料制品连接强度要求较高的场合，塑料离心泵泵壳成形内螺纹即采用此种结构。
锯齿螺纹
此螺纹形式适用于塑料制品传递单向动力或单向力的连接场合，如牙膏管塑料盖螺纹、加油枪塑料盖螺纹。
圆弧螺纹
玻璃瓶瓶口处的螺纹常采用圆弧螺纹，与之配套的塑料瓶盖也采用圆弧螺纹，这种螺纹形式，根部无局部应力集中，瓶口、盖容易拧紧或松开。
“V” 螺纹
“V”型螺纹由于根部为锐角，很容易在此处产生应力集中，因此“V”型螺纹在塑料制品中很少使用，只有与金属管连接的塑料管件才采用这种螺纹形式。
注塑螺纹设计要点
设计螺纹 注塑成型 需要仔细考虑几个关键因素。设计优化失败可能会导致螺纹脱落、脱模困难或与配合部件配合不良等常见问题。
以下是一些重要的设计要点，可帮助确保注塑螺纹坚固、实用且易于生产。
模制螺纹强度较差，一般设计粗螺纹为宜。
模制螺纹精度不高，一般低于国标3级。
为了减少累积螺距误差，螺纹配合长度应小于直径的1.5至2倍。
外螺纹直径不得小于4mm，内螺纹直径不得小于2mm，螺距不得小于
小于0.7毫米。
成型螺纹的始端和终止处不能设计退刀槽，也不宜采用过渡锥结构。
螺纹端部留有大于0.2~0.8mm的非螺纹区域，防止螺纹开裂、变形。
提高螺纹强度，使模具结构简单。
当需要高强度时，可使用金属嵌件。
当拆卸不频繁且紧固力不强时，使用自攻螺纹。
当同一螺纹芯（或圈）的前后有两道螺纹时，两道螺纹应旋向相同，螺距相等，否则塑件不能从螺纹芯（或圈）上旋出，如图（a）所示。
当螺距不等或旋向不一样时，需将两节铁芯（或环）合在一起使用，成型后将节段旋出，如图（b）所示。
设计塑料螺纹的最佳实践是什么？
由于塑料具有独特的特性，例如柔韧性、较低的抗拉强度和易受应力开裂的影响，因此在设计塑料螺纹时需要特别考虑。以下是确保塑料螺纹坚固、耐用且可靠地满足预期应用的最佳做法。
1. 选择正确的螺纹类型和轮廓
“V”形螺纹由于其强度高且易于成型，通常是塑料部件的首选，而方形或梯形螺纹则是需要高耐久性的承重应用的理想选择。
2. 添加拔模角度，方便脱模
螺纹轮廓上的 1° 到 2° 拔模角有助于轻松从模具中取出，防止脱模过程中螺纹损坏。
3. 修整牙顶和牙根
圆形的牙顶和牙根有助于减少应力集中，从而防止开裂并确保螺纹设计更耐用。
4. 优化螺纹周围的壁厚
确保螺纹周围的壁厚至少等于螺纹深度，或理想情况下为螺纹小直径的 1.5 倍，以提供足够的支撑。
5. 选择合适的间距和深度
选择能够平衡保持力和可制造性的螺距，并确保深度提供足够的啮合而不会削弱零件。
在塑料螺纹中，螺距越小，保持力就越强，但可能更难精确成型。对于一般用途，螺纹深度应确保螺纹完全啮合，且不会影响零件的完整性，通常为公称直径的 0.6-0.75 倍。
6. 考虑采用嵌件成型来处理高应力螺纹
对于需要高强度的应用，金属嵌件可以提供更耐磨损、更耐剥离和更耐重复使用的增强螺纹。
7. 使用自锁螺纹来抗震
自锁螺纹（如锯齿状或锥形设计）可增加配合部件之间的摩擦力，从而降低振动下松动的可能性。这对于承受动态载荷的部件（如汽车和电子元件）尤其有用。