加工工艺 | 嵌件注塑的特点、应用及设计指南（下）

4.嵌件注塑的设计指南

在设计嵌件注塑时，必须充分考虑到嵌件注塑的工艺特点，进行DFM的设计；

嵌件注塑的设计指南包括：

7）嵌件与产品侧壁的间距不能过小，以保证模具有一定的强度；

▲嵌件与侧壁的距离

8）凸台中设置嵌件时，为保证嵌件结合稳定以及塑料基体的强度，嵌件应伸人到凸台的底部（需保证最小底厚），嵌件头部作成圆角；

▲凸台中的嵌件

9）小型圆柱形嵌件可用中间开槽或表面菱形滚花结构植于塑料基体之中，滚花槽深1~2mm；

▲小型圆柱形嵌件的固定

10）板、片状嵌件可用孔窗固定法固定，但薄形嵌件（厚度小于0.5mm）宜用切口或打弯的方法固定；

▲板、片状嵌件的固定

11）杆形嵌件可用将头部打扁、冲缺、压弯、劈叉等形式固定，也可用将圆杆的中间部分压扁的方法固定；

▲杆形嵌件的固定（头部变形）

▲管形嵌件的固定（中间变形）

12）管形冲压嵌件，可在冲压时加工出膨凸部分，用以增强紧固力；

▲管形冲压件的固定（中间变形）

13）在连接器中，端子嵌件在塑料中固定的牢固性是每一位产品设计工程师优先要考虑的问题，常用的方法有以下几种，可极大的增强端子在塑料中的牢固性；

塑料中端子打孔；
塑料中端子异形；
塑料中端子折弯；
塑料中端子增加粗糙度，凹凸点；
增加塑料壁厚。

▲端子嵌件打孔、异形、折弯

5.螺母嵌件的设计指南

螺母嵌件是最常见的嵌件之一，螺母嵌件及对应的塑胶件支柱必须正确的设计，否则会出现拔出力不够、支柱破裂等质量问题。

5.1 螺母的三种埋入方式

把螺母埋入塑胶件中有三种方式：

1）热熔螺母

热熔埋置是最常见、最通常的埋入方式，一般以热熔机及手工电烙铁埋钉；

2）嵌件注塑螺母

注塑成型埋置一般对螺母支柱的孔径要求很严格，孔径管控在0.05mm以内，因为产品以ModingPin固定后放置于射出成型模具中，螺母孔径要以注塑成型机的PIN针的大小来管控；

3）超声波螺母

超声波埋置是一种通过超声振动，使螺母与工件表面及内在分子间的磨擦而使传处到接口的温度升高，当温度达到此工件自身的软化温度时，将螺母埋植于胶件中，当震动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形。

三种方式各有优缺点，本文讨论的是嵌件注塑螺母。

5.2 嵌件螺母的外形结构

5.3 嵌件螺母的规格示例

5.4 塑胶件支柱设计与螺母选择

1）螺母基本尺寸和塑胶件支柱基本尺寸

d尺寸为螺母底座，也称导向定位部分，在埋入前与塑胶C部分配合，因此螺母底端d部分要比塑胶件支柱内孔径C尺寸小，以方便定位；
D尺寸为螺母外径，它与塑胶件支柱内孔径C尺寸相配，一般手机螺母塑胶内孔径比螺母外径小约0.25-0.3mm；
L尺寸为螺母长度，它与塑胶件支柱孔深度Y尺寸配合，一般塑胶孔深比螺母高（长）度大0.5-1.0mm的深度用于储胶；
W为塑胶孔壁厚，一般塑胶件支柱孔肉厚为0.8-1.0mm以上，螺母尺寸规格越大，肉厚越大。（见下表参数）

螺牙Thread	外径D	长度L	塑胶件支柱孔径		塑胶壁厚W
			直径C	深度Y
M1.2*0.25	2.3	2.0	2.0	3.0	0.8
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
M1.2*0.25	2.5	2.0	2.2	3.0	0.8
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
M1.4*0.3	2.3	1.8	2.0	2.8	0.8
		2.0		3.0
		2.5		3.5
		3.0		4.0
M1.4*0.3	2.35	2.0	2.1	3.0	0.8
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		4.0		5.0
M1.4*0.3	2.5	2.0	2.2	3.0	0.8
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
M1.4*0.3	2.7	2.0	2.3	3.0	0.8
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
M1.6*0.35	2.5	1.8	2.2	2.8	1.0
		2.0		3.0
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
		4.0		5.0
M1.6*0.35	2.7	2.0	2.3	3.0	1.0
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
		4.0		5.0
M1.6*0.35	3.0	2.0	2.6	3.0	1.0
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
		4.0		5.0
M1.7*0.35	3.0	2.0	2.6	3.0	1.2
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
		4.0		5.0
M1.8*0.35	3.0	2.0	2.6	3.0	1.2
		2.5		3.5
		3.0		4.0
		3.5		4.5
		4.0		5.0

5.5 常见问题及解决方案

1）正确的塑胶件支柱孔尺寸至关重要。塑胶件支柱孔太大，螺母埋入塑胶后吃不到胶，会产生扭拉力不足现象；塑胶件支柱孔太小，会产生溢胶或者破裂现象；

2）如螺母尺寸与塑胶尺寸都没有问题，还有异常现象发生，那通常会考虑通过一些优化设计来改善；

由于塑胶件支柱深度较浅，如选择双斜纹的螺母，在螺母各尺寸比例调配下，特别是压花上，压花段差较短，这样的螺母埋入塑胶后，压花吃胶面的塑胶太少，会产生扭拉力不足现象，所以一般建议，将塑胶件支柱孔深设在2.5mm以上，螺母尺寸长度一般建议做2.0mm以上。

改善方案：类似这种情况，在不方便改模情况下，可建议将螺母花形改为单斜BS1，如右图所示，这样将压花段差加大，压花吃胶面的塑胶增大，从而增加扭拉力。

3）塑胶件支柱孔溢胶或者破裂；

由于选择左图样式螺母，在埋入塑胶后，A1、A2处膨胀，B处却急剧收缩，造成塑胶排挤困难，螺母上下端容易产生溢胶现象，严重影响了产品外观；

改善方案：以“C”部分为导向定位，使螺母能稳妥地放入塑胶孔位中，提高了效率和良品率，由于加了C端导向部分，A2排挤一定的胶料后，也预留了足够的胶料给A1部分，同时因A1、A2部分是呈90°交角为45°的斜纹，并可交角形成高强度的节点，阻抗圆周上的扭动力，使扭拉力大大的增加。

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