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アクリル材ヘリサート部の割れ
2023/10/19 16:17
- アクリル材のヘリサート部に割れが発生してしまう原因を知りたい
- アクリル材のヘリサート部を再製作して取り付けたが、固定時に割れが発生してしまう
- ヘリサート無しのタップ加工では問題なかったが、ヘリサートを取り付けたら割れが発生する
アクリル材ヘリサート部の割れ
2016/01/06 22:19
訳あって材質を指定されたアクリルのベースプレートに、シリンダーやガイドレールを取り付けるのに、当初ヘリサート無しのタップ加工をして使っていましたが、ベテラン技術者からネジ部の耐久に問題ありの指摘があり、プレートを再製作し、M3、M4、M5のヘリサートを初めて購入して取付けしました。
しかし、ヘリサート無し時と同じ程度の締め付けトルクで固定(手加減なので正確では無いかもしれませんが)してみると、ほぼ全部のタップ部に放射状のクラックやガイドレール用のM3に至っては、穴同士が繋がるほどの凄まじいクラックが発生してしまい、全く使い物になりません。以前のここの投稿を見ていたので、クラックの発生につながるアルコールや溶剤は一切使っていないのですが、何が原因なのでしょうか。
回答 (5件中 1~5件目)
ヘリサートってコイルスプリング状の物だから、ボルトを締めるとラジアル方向に広がって母材樹脂にクラックを発生させるんじゃないでしょうか。イリサートを使用するのが適切の様な気がします。
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ヘリサート使用目的は、
? ねじ脱着の摩耗対策
雌ねじ(軽合金等で耐摩耗性がない)と雄ねじ(鉄鋼)が頻繁に滑って摩耗する
雌ねじ(軽合金等で耐摩耗性がない)とヘリサート雄ねじ(鉄鋼)は、略固定状態で摩耗しない
ヘリサート雌ねじ(鉄鋼)と雄ねじ(鉄鋼)が頻繁に滑っても耐摩耗性があるのであまり摩耗しない
そして、ヘリサートの交換や雄ねじの交換は、比較的簡単となる
? 同じ板厚でも雌ねじ強度が増加する
雌ねじがひと回り大きくなったと同じ効果(径が大きく→周長が長くなったので、
同じピッチ&板厚でも、板厚/雌ねじ長さが長くなったと同じ)で強度アップ
等々です。
さて、目的を理解し、?の対策ですが、ヘリサート又はエンザード(雌ねじが一緒に切れる物)
は、1Dや1.5D、2Dの長さの物がありますが、それは雌ねじ材質の強度によって
使い分けすることが多く、雌ねじ材質強度の確認をして、選定することが大切です。
通常軟らかい樹脂(PEEKやPPSでない)は、ボルトナットで締付けの穴加工が常識です。
強度の掛かる場合ですので、座金も大きい径で、面圧力を低減し、樹脂クリープによる
ねじの緩みも考慮しますよ。
お礼
2016/01/07 13:34
皆様の意見を参考に交渉した結果、
早々にユーザー側から許可が出て、
材質や形状の変更が認められました。
皆様の意見を基に再設計します。
ご回答ありがとうございました。
ヘリサートを入れる穴はどの程度の精度で加工されていますか?
ヘリサートを入れた状態でボルトを軽くねじ込んだ状態でボルトに遊びはありますか?
脆い樹脂ではタップ径を若干オーバーサイズにしておかないとヘリサートが外へ広がる際に樹脂を割ることがあります
お礼
2016/01/07 13:35
皆様の意見を参考に交渉した結果、
早々にユーザー側から許可が出て、
材質や形状の変更が認められました。
皆様の意見を基に再設計します。
ご回答ありがとうございました。
同一板上に配置されているとして最低でも板厚t=5ぐらいなのでしょうか。
ものの性格によりますが可能であるなら通し穴でボルトナットで止めますね...
クラックと言ってもアクリル内部に皺のようなものが幾重にも発生しているなら、明らかなソルベントクラックでアルコールや油、溶剤がトリガーとなっているかと思います。
そうでない亀裂ならネジ谷の傷から成長した単なるヒビだと思いますが、詳しくはわかりません。
ヘリサート挿入も結構な負荷なので例えば
http://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110300259460/
のようなセルフタッピングインサートに変えるとか。
むしろ数か月のライフに耐えているものを耐久に問題ありと断言された根拠をしりたいですね。
お礼
2016/01/06 23:07
ご回答ありがとうございます。
まず知りたいのは原因です。
アクリル単体で実動作を数か月やって大丈夫だったものが、
なぜ、ヘリサートを入れてクラックが発生してしまったのか。
その早急な回答とこのヘリサートタイプでの対策を求められています。
恒久対策は設計変更で通し穴も考えていこうと思っています。
皆様の意見を参考に交渉した結果、
早々にユーザー側から許可が出て、
材質や形状の変更が認められました。
皆様の意見を基に再設計します。
ご回答ありがとうございました。
>アクリルのベースプレートに、シリンダーやガイドレールを取り付ける
無理っぽい。ネジ負荷が過大。プレート全体に負荷過大でないでしょうか?
何故アクリルを使うかから再検討要するのでは。
柔いPP、POMにタップしてもすぐネジバカになるが、比較的硬いアクリル、ポリカなどは暫く耐えてもクラックが入ります。
タップでなくボルト締めにする。座金で接触面積を増し面圧を下げることは効果有。
それでも過大に締めると周りから割れる危険性あり。
材料変更するならGFエポキシ板。プリント基板に多用されるが機械部品にも使われる。ベークはマシぐらい。
http://www2s.biglobe.ne.jp/~kesaomu/hyepoxi.html
http://www.toyolite.co.jp/seihin_sekisouban.html
GF入りは強度が増すのとクラックを抑えるので効果あります。
原因=負荷過大!!
回答(2)あるソルベントクラック
プラスチックの環境応力割れ(ESC)
http://tri-osaka.jp/technicalsheet/98037.PDF
油分も含む。タップ加工時になんらか切削油を使うし、それを洗浄する溶剤はさらにヤバイ。
原因物質がハッキリすることもあるが、負荷過大だと自然劣化だけで発生すると考えられる。
ポリカほどでないがアクリルは起きやすい材料。
クリープ? これらはそれで応力が減るより前にクラックとなる例多。
このような事象は原因を解明しきることは難しく、量産品での問題なら取組まざるを得ないが、少量の機械パーツでは徒労。
なので3要素のひとつ ≪応力と歪≫ を軽減してやる対策がキモです。
お礼
2016/01/06 23:09
ご回答ありがとうございます。
上にも書いたように、まず知りたいのは対策で無く原因です。
アクリル単体で実動作を数か月やって大丈夫だったものが、
なぜ、ヘリサートを入れてクラックが発生してしまったのか。
やはり締め付け過ぎなのでしょうか?
皆様の意見を参考に交渉した結果、
早々にユーザー側から許可が出て、
材質や形状の変更が認められました。
皆様の意見を基に再設計します。
ご回答ありがとうございました。
お礼
2016/01/07 13:34
皆様の意見を参考に交渉した結果、
早々にユーザー側から許可が出て、
材質や形状の変更が認められました。
皆様の意見を基に再設計します。
ご回答ありがとうございました。