注塑件的结构设计——铆接篇

金属件铆接，即利用轴向力将零件铆钉孔内钉杆墩粗并形成钉头，连接多个零件。与此相反，塑胶件铆接则直接在塑胶本体上长出柱子、筋位等结构，穿过被连接件，在突出部分加热软化后成型，完成连接。

塑胶件铆接工艺分为三种：热压铆接、热气铆接与超声波铆接。

热压铆接为接触式铆接，采用高频脉冲发热原理使得金属热铆头自发热，无需额外加热块或加热管，加热效率高，适用于多种应用。热气铆接为非接触式铆接，通过热风加热铆柱，均匀加热使其塑型，冷铆头下压成型，适用于塑胶件与金属件、电气元件等连接。超声波铆接也属于接触式铆接，利用超声波产生的高频振动为铆接提供能量，适用于多种材质连接。

选择铆接工艺时，需考虑以下优点：塑胶件结构简单，模具成本低；装配工艺简单，可靠性高；装配效率提高；适用于多种材质连接，特别适用于空间受限场合；铆接后的零件适合恶劣环境；操作简单、节能、速度快，操作者无需高技能。

然而，选择时也需注意以下缺点：需要配置额外的铆接设备与工装治具；不适合高强度要求或长期载荷应用；铆接为永久性连接，不适用于需要拆装维修的场合；一旦失效，无法通过返修补救。

热压铆接的优点在于铆头同时加热铆柱与成型，设备紧凑，适合小工件上密集连接。缺点是可能产生拉丝现象，不适合大尺寸铆柱，成品应力较大，拉拔强度略低。热气铆接的优点是塑料铆柱由内而外完全软化，有效减小内应力，形成良好的固定效果。超声波铆接优点是铆接强度类似热压铆接，但不产生拉丝现象，用时最短。

在选择铆接工艺时，需考虑材料的适应性。只适合对热塑性塑料进行铆接，热塑性塑料分为非结晶性（无定形）与结晶性（半结晶性）。非结晶性塑料适合三种铆接工艺，而（半）结晶性塑料则更适用于热压铆接，因其规则分布的分子结构易于吸收高频超声振动能量。添加填料如玻纤的塑料对铆接效果影响较大，尤其是含量超过30%时。

常见的铆柱和铆头几何形状与结构尺寸需根据材料特性、连接强度需求与工艺特点设计。例如，半圆铆头适用于小型、低强度连接需求；双半圆铆头适用于中等强度连接；环形铆头适用于大尺寸、高强连接；平头、立筋、翻边铆头则适用于特定设计需求与连接场景。