1. No category

Bearbetning från A–Ö
Gängande skruv fäster effektivt och enkelt
Stålskruvar, som genererar gängor
i plasten, är vanliga fästelement vid
fogning av plast. De minskar montagekostnaderna och eliminerar behovet av
en separat gängskärning eller formsprutad gänga i plasten. Vid montaget
behövs således inga extra operationer
eftersom gängan bildas under själva
sammanfogningen.
pade montage och särtagningar används
skruv med mutter eller insats, som beskrevs i första delen av detta kapitel.
M A N S K I L J E R M E LL A N
två typer av självgängande skruv: gängskärande och gängpressande skruv. De drivs vanligen in i avsett hål i
plasten med hjälp av en skruvdragare. Den
gängskärande skruven har en skärkant,
som skär en gänga i plasten eller är utfor˘Självgängande standardskruvar har anmad på annat sätt enligt figur 15. Gängpresvänts länge vid fogning av andra material
sande skruvar formar plastens gänga gesom plåt och spånplattor och några annom att plasten trängs undan för att ge
plats åt gängan. Pressningen
leder till en hög spänning i
SJÄLVGÄNGANDE SKRUV DEL 2 plasten (en kombination av
I nästa nummer: Rotationsgjutning
ringspänning och radiell
spänning) De gängpressanvänds även vid fogning av plast medan ande skruvarna undviks i spröda plastmateridra är mindre lämpliga. En nackdel med
al eftersom de kan orsaka sprickbildning. I
självgängande skruv är att upprepad anstället används en gängskärande skruv,
vändning i samma gängade hål kan medsom successivt skär bort material på insiföra skada i den plastgänga som formats av dan av det avsedda hålet. Följden är väsentskruven. Självgängande skruv tillåter enligt mindre spänningar än vid användning
dast ett begränsat antal särtagningar och
av gängpressande skruvar.
hopsättningar. Om det är frågan om upprelars-erik edshammar
Gängskärande skruv
˘De vanligaste typerna av gängskärande
skruv beskrivs i figur 15. Skruvarna drivs in
i avsett hål i exempelvis ett torn. Tornet
formsprutas med en kärna, som ger hålet
eller också borras hålet. Det uppstår spån
vid gängskärningen och i botten av hålet
skall finnas ett utrymme som ger plats för
skärspån. Om hålet är genomgående kan
spån vara skräp som stör detaljens funktion. (I det följande ges ingen detaljerad
beskrivning av skruvskallar med brickor,
vilka kan vara formade och sammanställda
på olika sätt.)
GÄNGSK ÄR ANDE SKRUV
används i högmoduliga termoplaster eller härdplaster, som
har låg duktilitet. Tre vanliga typer av skruvar beskrivs i figur 15. BT-skruven är den
vanligaste med sin höga gängstigning, väl
tilltagen skärkant och en flankvinkel av
60°. BF-skruven har också en hög gäng-
FAKTA Principer
för självgängande skruv
>>Inskrivningshålets diameter i plastdetaljen skall anpassas till skruvens utformning och plastens egenskaper. Ett
underdimensionerat hål leder till höga
spänningar, som kan leda till sprickor och
brott.
>>Hålets djup skall vara tillräckligt för
att skruvens ände inte skall stöta i botten. När det gäller skärande skruv krävs
ett större spånutrymme i hålets botten.
>>Väggtjockleken hos ett plasttorn måste vara tillräckligt tjockt för att motstå
de spänningar som skruven åstadkommer. Tornets yttre diameter skall var
minst två gånger skruvens ytterdiameter.
>>Undvik gängformande skruvar i högmoduliga och glasfiberförstärkta termoplaster och härdplaster.
Figur 15: Olika typer av gängskärande skruv.
stigning, men risken finns att alltför mjuka
plaster klumpas ihop mellan gängorna.
BT och BF används i material med böjmoduler mindre än 1.4 MPa. T-skruven används i högmoduliga fiberarmerade material med en böjmodul större än 6,9 GPa.
I allmänhet är vridmomentet lägre vid
indrivning och utdragning för en gängskärande skruv än en gängpressande skruvar.
Den skärande skruven är lämplig för
amorfa och spröda material som spricker
lätt. Skruvens skall vara jämförelsevis lång
eftersom den skärande delen av skruven
ger mindre bidrag förbandets klämkraft.
De gängskärande skruvarna har en begränsade användning vid upprepad montering eftersom gängorna i plasten deformeras och förstörs efter hand. SEMKOs
krav på repeterbarhet är tio gånger.
Figur 16 visar en gängskärande skruv
med fördjupad (”konkav”) gängbotten och
Figur 16: Gängskärande hårdplastskruv med
fördjupad gängbotten samt torn med spånutrymme.
plastforum 6 2006
35
Bearbetning från A–Ö
30 graders flankvinkel speciellt framtagen
för bakelit och andra fyllda härdplaster
(EJOT DELTA PT® S). Observera att tornets yttre diameter är minst två gånger
skruvens ytterdiameter och att skruven är
frigående innan den skär in i det något ko-
Gängpressande skruv
˘De gängpressande skruvarna drivs in i
ett hål som formats vid formsprutningen
eller borrats efter formsprutningen. Vanligen formsprutas ett torn (tub) med hål.
Hålets diameter är mindre än skruvens
yttre diameter (d) och större än dess kärndiameter (dk) enligt figur 17.
Observera att skruven först drivs in i
hålet utan motstånd till ett djup av 0,5d
därefter griper skruven tag i plasten och
hålets radie minskar något mot botten.
Skruven skär inga spån och det behövs
således inget spånutrymme i botten av
hålet.
niska hålet, som har ett spånutrymme i
botten. Den 30-gradiga flankvinkeln ger
ett gott fäste vid dragning av skruven och
skruven kräver ett relativt högt moment då
den skall lossas. Den konkava gängbotten
ger plats åt kallflytande plast så att den ra-
diella spänningen minskar. Konkav utformning förkommer även i EJOTs gängpressande skruvar för termoplaster. Skruvarna möter SEMCOs krav på
repeterbarhet med bred marginal.
Enlig Bayer AG lämpliga dimensioner hos skruvtyperna A och B då de används i olika plaster. Skruvarna
är självgängande och gängpressande, di =kärndiametern och d = gängans ytterdiameter.
Termoplast
ABS
PC
PC glasfiberförstärkt
PET glasfiberförstärkt
PA6 konditionerad
PA6 glasfiberförstärkt, torr
Skruvtyp A
di=0,87d
Ej rekommenderad
Ej rekommenderad
di=0,91d
di=0,85d
di=0,92d
Skruvtyp B
di=0,84d
di=0,90d
di=0,92d
di=0,87d
di=0,82d
di=0,88d
Figur 17: Gängformade skruv med plasttorn,
d=3–5 mm.
Figur 18: Olika typer av gängpressande skruv.
Figur 19: Självgängande med tjock kärna, ger
höga spänningar i det gängande plasttornet
(plåtskruv iso 1478).
Figur 20: Typ B. Spetsig flankvinkel, mindre
tjock kärna och högre stigning än typ A
(spånplattskruv) .
S K R U VA R N A A N VÄ N D S
huvudsakligen i lågmoduliga material, som är duktila och
kallflyter då gängan bildas (böjmodul
< 2,8 GPa).
Standardskruvar har en flankvinkel av
60° och orsakar relativt höga radiella spänningar och ringspänningar, vilka i sin tur
orsakar restspänningar. Dessutom kan
det uppstå tryckspänningar mellan flankerna.
Figur 18 ger olika typer av gängpressande skruv. De vanligaste skruvarna är de två
övre med långt avstånd mellan flankerna.
För spetsiga skruvar måste man ta hänsyn
till att den del av skruven, som ger klämkraft är kortare än den för en lika lång
trubbig skruv.
BAY E R AG
har gett exempel på två typer av
gängpressande skruvar: A och B med tanke på några av de material man erbjuder
på marknaden.
Typ A i figur 19 har en stor flankvinkel
(cirka 60°) och grov inre diameter
(di >0,75d). Typ A, ger höga spänningar
vid gängpressningen och lämpar sig inte
för termoplaster, som är för spröda och
36
plastforum 6 2006
kan spricka (till exempel PC och glasfiberarmerad PC). Skruvtypen är vanlig som
plåtskruv och kan användas i tänjbarare
termoplaster.
Skruvtypen B, enligt figur 20, används
som spånplattskruv. Skruven har en mindre kärndiameter än typ A, spetsigare flank-
vinkel (<45°) och högre stigning och har
ett bredare tillämpningsområde för termoplastiska material (passar även PC och
glasfiberarmerad PC).
Bayer AG ger de dimensioner, som ges
i tabell 1 för användningen av A och B
i olika plaster.
Bearbetning från A–Ö
Termoplastskruv med
fördjupad gängbotten
Figur 21: Termoplastskruvar med fördjupad
gängbotten.
˘Fästelementtillverkaren EJOT har två
typer av gängpressande termoplastskruvar
med en speciell utformning. De har fördjupade gängbottnar, vilka är principiellt
avbildade i figur 21.
D E N VÄ N STR A
har en gängvinkel av 30°,
vilken minskar spänningen i plasten i
jämförelse med en gängvinkel av 60°. En
mindre gängvinkel tillåter användningen
av tunnare tornväggar.
Den konkava utformningen av gängbotten ger ett lågt åtdragningsmoment
och minskad risk för överdragning. Dessutom är förbandet mindre känsligt för
vibrationsutmattning.
Den högra typen har en mer komplicerad gängbotten och den spetsiga gängvinkeln är 20° eller 30°. Skruvtypen har samma eller större fördelar än den förra.
M A N H ÄV DA R AT T
kallflytningen av plasten
underlättas genom flankens utformning,
vilket principiellt framgår av figur 22. Man
har utvecklat ett kalkylprogram för denna
typ av skruv för beräkning av förbandets
Figur 22: Ejot Delta PT.
Vridmoment
˘Det behövs ett visst vridmoment för att
driva in skruven i ett hål och vridmomentet ökar successivt tills parterna förts ihop
Vid vridning skall förbandet förspännas
till den gräns, som är rekommenderad.
Vid en ytterligare vridning nås plastmaterialets flytgräns och därefter skadas gängorna i plasten på grund av skjuvning. Om
plasttornet är fel dimensionerat kan dessutom tornet skadas genom sprickbildning
vid ett visst vridmoment.
Vridmomentets variation under den
successiva vridningen framgår i princip
i figur 23.
Vid montering och särtagning används
rekommenderade skruvdragare.
Figur 23: Återdragningmomentets variation.
kapacitet i olika termoplaster till exempel
långtidsegenskaper.
Den nominella diametern är 4 mm och
längden 20 mm och skruvskallar finns i
olika utformningar.
Alternativa skruvformer för självgängande skruv
˘I figur 24 beskrivs alternativa skruvgeometrier: dels en skruv med icke cirkulärt
tvärsnitt (trilobel cross section) dels en
skruv med alternerande gänghöjd.
rekommer både som formande och med
skärkant vilket framgår av figur 25.
AVSTÅ N D E T M E LL A N G Ä N G O R N A
är stort och
den yttre gängans vinkel är 30° medan den
inre har en gängvinkel av 60°. Vridmomentet blir relativt låg. Den trettiogradiga
gängan resulterar i ett lägre radiellt tryck
och minskar tendensen till sprickor i plasttornet.
T VÄ R S N IT TE T F Ö R D E N
icke cirkulära skruven är överdriven i figuren. Den vanligaste
skruven av denna typ har en gängvinkel av
45°. Den triangelliknande formen reducerar vridmomentet.
De mest framträdande egenskaperna
hos skruven är ett högt urvridningsmoment och förmågan att bibehålla fästet, vilket gör den idealisk då förbandet utsätts
för vibrationer.
Egenskaperna beror på att plasten formas kring skruvens triangelliknande
form, vilket bidrar att den hålls fast.
Skruvar med alternerande gänghöjd fö-
Figur 24: Självgängande skruv med ”multipla
lober” samt skruvar med alternerande gänga.
Figur 25: Gängpressande och gängskärande
skruv med alternerande gänghöjd.
plastforum 6 2006
37