​螺絲柱結構設計

原本很早之前就該總結的（de），由於近期太懶（lǎn）了，一直拖啊拖啊拖，拖（tuō）到現在了，沒辦法，拖延症越來（lái）越嚴重了，都快病入膏方了。

早期就做過一篇（piān）關於螺絲螺母的認（rèn）識，有關注過（guò）本小號的應該都有閱讀過，裏麵有非常（cháng）詳細的螺絲螺（luó）母的介紹。

螺絲螺母傳送門：產品結（jié）構設計師對於螺絲螺母（mǔ）的認（rèn）識

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

而在選擇螺絲的時候，是用自功螺絲好，還是機械螺絲螺母好，是粗一點，還是細一點，這（zhè）些都需要合理的計算選擇與分配，才能發揮（huī）出螺絲真正的用處。

那（nà）麽先（xiān）從（cóng）機械螺絲螺母設計開始講起，以下為正（zhèng）文：

【一】機械螺絲柱設計

1，根據螺母外徑與塑膠孔徑計算，A處單邊（biān）咬合厚度（dù）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（yǎo）合量與（yǔ）螺母外徑大小無關，與螺母紋理深度與螺絲柱壁厚（hòu）相關。

問：是不是咬合厚度越厚越好？

答（dá）：按理論預想是這樣，但是也要考慮實際產品螺絲柱B處（chù）的壁厚與螺母的紋理深度，如果螺母紋理深度（dù）才0.2，你（nǐ）咬合0.5就是多餘的，而且還會造成螺（luó）絲柱爆裂。

2，根據（jù）可行（háng）性塑膠壁厚設（shè）計，B處的（de）厚度不（bú）能超過D處的2/3，手機上通常采用0.8-1.0的壁厚，材料（liào）選擇為PC+ABS改性材料（liào），如果是純（chún）ABS材料，建議做到1.0.

問：如（rú）果B處的厚度超過了2/3怎麽辦？

答：螺（luó）絲柱底部需（xū）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螺母的高度0.3以上，建議做到0.5以上，根據螺母外徑的咬合量而定。

問：為什麽螺絲柱深度不能設計成與螺母高度一樣？

答：不能，除非采用螺母與塑膠一體成型，否則會導（dǎo）致螺（luó）母熱熔時高出螺絲（sī）柱（zhù）平台，影響裝配，而且（qiě）還會導致熱熔後，膠位沒有空間（jiān）流（liú）走而破壞螺絲柱爆裂，因為沒（méi）有融膠空間。

4，a處=A處螺母咬合量（台（tái）階深度直徑與螺（luó）母外徑一致），或者＞咬合量0.1-0.2.建議設（shè）計成與螺母外徑一樣。b處深（shēn）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（luó）母，給熱熔螺母（mǔ）一（yī）個（gè）導（dǎo）向，更好的（de）方（fāng）便熱（rè）熔設備熱熔螺母，不會因為沒有定位（wèi）導向而將螺母（mǔ）熱熔歪斜。

問：如果我采用模內注塑螺母一體成型，還需要設計這樣的台階嗎（ma）？

答：不需要，隻有熱（rè）熔螺母才會這樣設計。

之（zhī）前有朋友問一木，螺帽的大（dà）小（xiǎo）是（shì）標準的還是非標的？

我說：這個可以根據設（shè）計（jì）要求做定製，也就是非標，也可以用現成的標準件。不管用那（nà）種（zhǒng），螺帽的大小必須要比塑膠開孔單邊大（dà）0.4以上，也就是D處（chù）的尺寸＞0.4以上，否則螺帽容（róng）易（yì）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，否則鎖螺絲的時候螺帽（mào）太緊，破壞塑膠。

2，B處的尺寸為0.1-0.25，小產品建議留0.1，大產品建議留0.25。

3，C處的（de）尺寸為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，小產品建議留1.2，空間不夠（gòu）時候采用PC+ABS材料可以留到0.7，大（dà）產品建議留2.0。

問：螺帽的（de）厚度是標（biāo）準的嗎？

答：有標準也有非標，可以根據設計要求定製，常規厚度在0.5-1.5之間，根據螺帽（mào）的形狀而定義。

問：C處（chù）為什麽要留間隙，不留（liú）間隙不行嗎？

答：不留間隙也可以做（zuò），但是建議留（liú）間隙（xì），因為（wéi）你無（wú）法保（bǎo）證螺帽（mào）熱熔後完整平齊，而且留間（jiān）隙可以讓螺絲螺母鎖符更加（jiā）緊密，讓殼體配合更加緊（jǐn）密。

那麽模內注（zhù）塑（sù）螺母一體成型，是（shì）怎樣加工的呢？

所以說，模內成型螺母，是非常（cháng）耗人工的，一般都采用熱熔螺母的方式。

【二】自功螺絲柱設計

自功螺絲柱，顧名思義就是沒有牙口的螺絲柱，需要螺絲自身的牙口施加一定（dìng）的外在扭力進行鎖合（hé）。

那麽自功螺絲柱（zhù）如何設計？

一樣，先根據規格表選擇一個型號（hào）螺絲為列（liè），我們選擇M1.4的螺絲，螺絲選擇最（zuì）大外徑是1.4，最小內徑是1.05.螺絲最小長度2.5（不包括螺帽）。根據此規格來設（shè）計螺（luó）絲柱，見下圖（tú）

首先來（lái）看E處的尺寸，自功螺絲咬（yǎo）合單（dān）邊吃牙吃多（duō）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（zì）功螺絲E處吃牙0.25.

再來看其它的尺寸設（shè）計：

1，A處的尺寸＞0.2以上，與機械螺絲一樣（yàng）的設計，否則鎖螺絲的時候螺帽太緊，破壞塑膠（jiāo）。

2，B處的（de）尺寸為（wéi）0.05-0.15，小產（chǎn）品建議（yì）留0.05，大產品建議留0.15，設計原理與機械螺絲一樣。

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

4，C處的尺寸＞0.5以上，設計原理與機（jī）械螺絲一（yī）樣。

5，D處的尺寸為0.7-2.0，小產品建議留1.2，空（kōng）間不夠時候（hòu）采用PC+ABS材料可以留到0.7，大產品建議留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處的2/3，手機上通（tōng）常采（cǎi）用0.8-1.0的壁厚，材料選擇為PC+ABS改性材料，如果是純（chún）ABS材料，建議做到1.0，那麽大件的產品（pǐn）則留（liú）1.2-1.5，建議設計（jì）為1.5.

7，H處的尺寸為預留空間，大於0.3以上即可。

問：自功螺絲螺柱設計多深才算合格，能過拉力測試？

答（dá）：最少吃牙3圈，從截麵圖，最少3顆齒，否則過不了5KG拉力測試。

問：自功螺絲螺帽是不是也可以定製？

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

【三】自功螺絲扭矩設計

在產線上，通（tōng）常對電動螺絲（sī）刀調整好一（yī）個滿足要求的扭矩，因為扭矩太（tài）小，則裝配不緊，如果（guǒ）太大又會使螺絲打滑，使得裝配失效。

所以在設計時，需要給出（chū）一個裝配時（shí）的扭矩。

螺絲的設計主要有兩個因素：一是拉拔力，二是剝離扭矩，也就是螺絲打滑時（shí）的扭矩。

一般剝離扭矩與擰扭矩（jǔ）比應該大於2:1.當使用電（diàn）動工具擰入時，比率最好為5:1。剝離扭矩與螺絲的直（zhí）徑和螺絲材料的（de）直徑和螺（luó）絲柱材料有關，此扭矩隨著螺絲釘的擰入而迅（xùn）速增加（jiā），但當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（xiǎo），取決於摩擦力合螺絲釘咬合膠的深（shēn）度。決定拉拔（bá）力的大小，取決於螺絲柱的材料（liào），螺絲的尺寸，螺絲釘的咬合力度。

螺絲釘拉拔力的計算公式為：

F={S/√3}πDL

S=設計應力，D=螺絲釘中徑，L=螺絲咬合長度。

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

螺絲釘拉拔力（F）所需的扭矩計算公式為：

T=FD/2(2f+P/πD)

 f=摩擦係數，P=螺紋螺（luó）距。

常用自功螺絲裝配及測試（10次）時所要用的扭力值，見下圖：

【結語】

1，五金件螺（luó）絲柱設計與材料（liào）相關，比如鈑金件用M1.4的螺絲，那麽翻（fān）柱嘴以後，內孔（kǒng）直徑為（wéi）1.1與自功螺絲柱的（de）內孔設計一致，唯（wéi）一不（bú）同的是螺絲柱的長度，隻需要確保功牙能咬合3顆牙即可。

2，以上所有（yǒu）結構設計（jì）數據信息（xī）非書麵標準數據，都是由（yóu）一木個人經驗（yàn）總結得出，請根據自己的產（chǎn）品進行分析（xī）選擇設計，請勿直接套用。

3，如有不清楚可在下方留（liú）言，或者後台谘詢。