​螺絲柱結構設計

原本（běn）很早之前就該總結的，由於近期太懶了，一直拖啊拖啊（ā）拖，拖到（dào）現在了（le），沒辦法，拖延症越來越嚴重（chóng）了，都快病入膏方（fāng）了。

早期就（jiù）做過一篇關於螺絲螺母的認識，有關注過本小號的應該都有閱讀過，裏麵有非常詳細的螺絲螺母的介（jiè）紹。

螺絲螺母傳送門：產品（pǐn）結構設計師對於螺絲螺母（mǔ）的認識

螺絲螺母（mǔ），在產品結構設計中（zhōng）是最常用的，為了讓產品配合緊密，整體強度更加合理，打螺絲是一個不錯的選擇。

而在（zài）選擇螺絲的時候，是用自功螺絲好（hǎo），還是機械螺絲螺母好，是（shì）粗一點（diǎn），還是細一點，這些都需要合理的計算選（xuǎn）擇與分配，才能發揮（huī）出螺絲（sī）真正的用處。

那（nà）麽先（xiān）從機械螺絲螺母設計開始講起，以下為正文：

【一】機械螺絲（sī）柱設計（jì）

1，根據螺母（mǔ）外徑與（yǔ）塑膠孔徑計算，A處單邊咬合厚度為0.1，建議做到0.15，這個咬合不夠後期都可以加膠處理，咬合量與螺母外徑大小無關，與螺母紋理（lǐ）深度與螺絲（sī）柱壁厚相關。

問：是不是咬合厚度越厚越好？

答：按理論（lùn）預想是（shì）這樣，但是也（yě）要考慮實際產品螺絲柱B處的壁厚與螺母的紋理深度，如果螺（luó）母紋理深度才0.2，你咬合（hé）0.5就是（shì）多餘的，而（ér）且還會造成螺絲柱爆（bào）裂。

2，根據可行性塑膠壁厚設計，B處的厚度不能超過D處的（de）2/3，手機（jī）上通常采用0.8-1.0的壁厚，材料選擇為PC+ABS改性材料，如果是純ABS材料，建議做到1.0.

問：如果B處的厚度超過了2/3怎麽辦？

答：螺絲柱底部需要設計火山口，避免外觀麵縮水。

3，再來看螺絲柱的深度設計C處，C要＞E螺母的高（gāo）度0.3以上（shàng），建議做到0.5以上（shàng），根（gēn）據螺母外徑的（de）咬合量而定。

問：為什麽（me）螺絲柱深度不能設計成（chéng）與螺母高度一樣？

答：不能，除（chú）非采用螺母與塑膠一體（tǐ）成型，否則會導致螺母熱熔時高出螺絲柱平台，影響裝配，而且還會導致熱熔後，膠位沒有空間流走而破壞螺絲柱爆裂，因（yīn）為沒有融膠空間。

4，a處=A處螺母咬合量（liàng）（台階深度直徑與螺母外徑一致），或者＞咬合（hé）量（liàng）0.1-0.2.建議設計成與螺母外徑一樣。b處深度為0.3-0.5.建議做到0.5。

問：為什麽要設計一個這樣的台階?

答：方便放置螺母，給（gěi）熱熔螺母（mǔ）一個導向，更好的方便熱熔設備熱熔螺母（mǔ），不會因為沒有定位導向而將螺母熱熔歪斜。

問：如果我采（cǎi）用（yòng）模內注塑螺母（mǔ）一體成型，還（hái）需要設計這樣的台階嗎？

答：不需要，隻有熱熔螺母才（cái）會這樣設計。

之前有朋友問一木，螺帽的大小是標準的（de）還是非（fēi）標的？

我說（shuō）：這個可以根據設計要求做定製，也就是（shì）非標，也可以用現成的標準件。不管用那（nà）種，螺帽（mào）的大（dà）小必須要（yào）比塑膠開孔單邊大0.4以上，也就是D處的尺寸＞0.4以（yǐ）上，否則螺帽容易打穿塑膠壁卡在孔內。

其它尺寸設計如下：

1，A處的尺寸＞0.2以（yǐ）上（shàng），否則鎖螺絲的（de）時候螺帽太緊，破壞塑膠。

2，B處的尺（chǐ）寸為0.1-0.25，小產品建議留0.1，大產品（pǐn）建議留0.25。

3，C處的尺寸為（wéi）0.05-0.15，小產品建議留0.05，大產品建議留0.15。

4，E處的尺寸為0.7-2.0，小產品建議（yì）留1.2，空間不夠時候采用PC+ABS材料可以留到0.7，大產品建議留（liú）2.0。

問：螺帽的厚度是標（biāo）準的嗎？

答：有標準也有非（fēi）標，可（kě）以根據設計要求定製，常規厚度在0.5-1.5之間，根據（jù）螺帽的形狀（zhuàng）而定（dìng）義。

問：C處為什麽要留間隙，不留間隙不行（háng）嗎？

答（dá）：不留間（jiān）隙也可以做，但是建議留間隙，因為你無法保證（zhèng）螺帽熱熔後完整平（píng）齊（qí），而且留間隙可（kě）以讓螺絲螺母鎖符更加緊密，讓殼體配合更加緊密。

那麽模（mó）內（nèi）注塑螺母一體成型，是怎樣加工的呢？

所以說，模內成（chéng）型（xíng）螺母，是非常耗人工的，一般都采用熱熔螺母的方式（shì）。

【二】自功螺絲柱設計

自功螺絲柱（zhù），顧名思義就是沒（méi）有牙口的螺絲柱，需要螺（luó）絲自（zì）身的牙口施加一定的外在扭（niǔ）力（lì）進行鎖合。

那麽自功螺絲（sī）柱如何設計？

一樣，先根據規格表選擇一個（gè）型（xíng）號螺絲為列，我們選擇M1.4的螺絲，螺絲選擇最大外徑是1.4，最小（xiǎo）內徑是1.05.螺絲最小長度2.5（不包括螺帽）。根據此（cǐ）規格來設計（jì）螺絲柱，見下圖

首先來看E處的尺寸（cùn），自功螺絲咬合單邊吃牙吃多少？

a，M1.2-1.7自功螺絲E處吃牙0.15.

b, M1.7-2.5自功螺絲E處吃牙0.2.

c，M2.5-4.0自功螺絲E處吃牙0.25.

再來看其（qí）它的尺寸設（shè）計：

1，A處的尺寸＞0.2以（yǐ）上，與機械螺絲一樣的設計，否則（zé）鎖（suǒ）螺絲的時候螺帽太緊，破壞塑膠。

2，B處的尺寸為0.05-0.15，小產品（pǐn）建議留0.05，大產品（pǐn）建議留（liú）0.15，設計（jì）原理與機械螺絲一（yī）樣。

3，F處的尺寸為0.15-0.3，小產品建議留0.15，大產品建議留（liú）0.25。

4，C處的尺寸（cùn）＞0.5以上，設計原（yuán）理與機械螺絲一樣。

5，D處的尺寸為0.7-2.0，小（xiǎo）產品建議留1.2，空間（jiān）不夠時候采用PC+ABS材料可以留（liú）到0.7，大產（chǎn）品建議留2.0。

6，G處的尺寸為0.8-1.5，根據可行性塑膠壁（bì）厚設計，G處的厚度不能超過L處（chù）的2/3，手機上通常采用0.8-1.0的壁厚，材料選擇為PC+ABS改性材料，如果是純ABS材（cái）料，建議做到1.0，那麽大件的產品則留1.2-1.5，建議（yì）設計為1.5.

7，H處的（de）尺寸為預（yù）留空間，大於0.3以上即可。

問：自功螺（luó）絲螺柱設計多深才算合格，能過拉（lā）力測試？

答：最少吃牙3圈，從（cóng）截麵圖，最少（shǎo）3顆齒，否則過不了5KG拉力測（cè）試。

問：自功螺絲螺帽是不是也可以定製？

答：是的（de），可以根據要求做定製，但是建議選擇現（xiàn）有的標準件，定製（zhì）的規（guī）格通常要貴。

【三】自功螺絲扭矩設計

在產線上，通常對（duì）電動螺（luó）絲刀調整好一個滿足要求的扭（niǔ）矩，因為扭矩太（tài）小，則裝配不緊，如果太（tài）大又會使螺絲（sī）打滑，使得裝配失效（xiào）。

所（suǒ）以在設計時，需要（yào）給出一個裝（zhuāng）配時的扭矩。

螺絲（sī）的設計主要有兩個因素（sù）：一是拉拔力，二是剝離扭矩，也就是（shì）螺絲（sī）打滑時的扭矩。

一般（bān）剝離扭矩與擰扭矩比應該大於2:1.當使用電動（dòng）工具擰入時，比率最好為5:1。剝離扭矩與螺絲的直徑和（hé）螺絲材料的（de）直（zhí）徑和螺（luó）絲柱材料有關（guān），此（cǐ）扭矩隨著螺絲釘的擰入而迅速增加，但當（dāng）擰入深度約為螺絲釘中徑2.5倍時趨於恒定。

決定扭矩的大小，取決於摩擦力合螺絲釘咬合膠的深度。決定拉拔（bá）力的大小（xiǎo），取決於螺絲（sī）柱的材料，螺絲的尺寸，螺絲釘的咬合力度（dù）。

螺絲釘拉（lā）拔力的計算公式（shì）為：

F={S/√3}πDL

S=設計應力（lì），D=螺絲釘中徑（jìng），L=螺絲咬合長度。

設計應（yīng）力S等於凸台材料的拉伸應力除以安（ān）全係數，安全係數通常為2或者3.

螺絲釘拉拔力（F）所需（xū）的扭（niǔ）矩計算公（gōng）式為（wéi）：

T=FD/2(2f+P/πD)

 f=摩擦係數，P=螺紋螺距。

常用自功螺絲裝配及測試（10次）時所要用的扭力值，見下（xià）圖（tú）：

【結語】

1，五金件螺絲柱設計與材料相關，比如鈑（bǎn）金件用M1.4的螺絲，那麽翻柱嘴以後，內孔直（zhí）徑為1.1與自（zì）功螺絲柱的內孔（kǒng）設計一致，唯一不同的是螺絲（sī）柱的長度（dù），隻需要確保功牙能咬合3顆牙即可。

2，以上所有結構設計數據信息非書（shū）麵標準數據，都是由一木個人經驗總結（jié）得出（chū），請根據自己的產品進行分析選擇設計，請勿直（zhí）接套用。

3，如有不清楚可在下方留言（yán），或者後台谘詢。