​螺絲柱結構設計

原本很早之前就該總結的，由於近期（qī）太懶了，一直拖啊拖啊拖，拖到現（xiàn）在了，沒辦法，拖延（yán）症越來越嚴重了，都快病入膏方了（le）。

早期就做過一篇關於螺絲螺母的認識，有關注（zhù）過本小號（hào）的應該都有閱讀過，裏麵有非常（cháng）詳細的（de）螺絲螺母（mǔ）的介紹。

螺絲螺母傳送門：產品（pǐn）結構設計師對於（yú）螺絲螺母的認（rèn）識

螺絲螺母，在（zài）產品結構設計中是（shì）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。

而在選擇螺絲的時候，是用自功螺絲好，還是機械螺絲（sī）螺母好，是粗一點（diǎn），還是（shì）細一點，這些都需要合理（lǐ）的計算選擇與分（fèn）配，才能發揮出螺絲真正的用處。

那麽先從機械螺絲螺母設計開始講起，以（yǐ）下（xià）為正文：

【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（chù）理，咬合量與螺（luó）母外徑大小無關，與螺母紋理深度與螺絲柱壁厚相關。

問：是不是咬合（hé）厚度（dù）越厚越好？

答：按理論預想是這樣，但是也（yě）要考慮實（shí）際產品螺絲柱B處的壁（bì）厚與螺母的紋理深度，如果螺母（mǔ）紋理（lǐ）深度才0.2，你咬合0.5就是多（duō）餘（yú）的，而且還會造成螺（luó）絲柱爆裂。

2，根據可行性塑膠壁厚設計，B處的厚（hòu）度不（bú）能超過D處的2/3，手機上通（tōng）常采用0.8-1.0的壁厚，材料選擇為PC+ABS改（gǎi）性材料，如果是純ABS材料，建議（yì）做到1.0.

問：如（rú）果B處的（de）厚（hòu）度超過了2/3怎麽辦（bàn）？

答：螺絲柱底部需要設計火山口，避免外觀麵縮水（shuǐ）。

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（shàng），根據螺母外徑的咬合量而定。

問：為什麽（me）螺絲柱深度不能設計成與螺母高度一樣？

答：不（bú）能，除非采（cǎi）用螺母與塑膠一體成型（xíng），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（huì）導致熱熔後，膠位沒有空間流走而破（pò）壞螺絲柱爆（bào）裂，因為沒有融膠空間。

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

問：為什麽要設計（jì）一個這樣的台階?

答：方便放置螺母，給熱熔螺母一個導向（xiàng），更好的（de）方便熱熔設備熱熔螺母，不（bú）會因為沒有（yǒu）定位導向而將（jiāng）螺母熱熔歪斜。

問：如果我采用模內注塑螺母一體成型，還（hái）需要設計這樣的台階嗎？

答：不需要，隻有熱熔螺母才會這樣設（shè）計。

之前有朋（péng）友問一木，螺帽的大小是標準的還是非標的？

我說（shuō）：這個可以根據設計要求做定製，也就是非標，也可以用現成的標準件。不管用那種，螺帽的大小必須要比塑膠開孔單邊大0.4以上，也就是D處（chù）的尺寸＞0.4以上，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（chǐ）寸＞0.2以上，否則鎖螺絲的時候螺帽太緊，破壞塑膠。

2，B處的尺寸（cùn）為0.1-0.25，小產品（pǐn）建議留0.1，大產品建（jiàn）議（yì）留0.25。

3，C處的尺寸為0.05-0.15，小產品建（jiàn）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，空間不夠時候（hòu）采用PC+ABS材（cái）料可以留到0.7，大（dà）產品建議留2.0。

問：螺帽的厚度是標準的嗎？

答：有（yǒu）標準也有非標，可以根據設計要求（qiú）定製，常規厚度在（zài）0.5-1.5之間，根（gēn）據（jù）螺帽的形狀而（ér）定義。

問：C處為什麽要留間隙，不留間隙不行嗎？

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

那麽模內注塑螺母一體成型（xíng），是怎樣加工的呢？

所以說，模內成型螺母，是非常耗人工的，一般都采用（yòng）熱（rè）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的外在扭力進行鎖（suǒ）合。

那麽自功（gōng）螺絲柱如何設計（jì）？

一樣，先（xiān）根據規格表選擇一個型（xíng）號螺（luó）絲為列，我們選擇M1.4的螺絲，螺絲選擇最大外徑是1.4，最小內徑是（shì）1.05.螺（luó）絲最小長度2.5（不包括螺帽）。根據此規格來設計螺絲柱，見下圖

首先來看E處的尺寸，自功螺絲咬合單邊吃牙吃多少？

a，M1.2-1.7自（zì）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（zài）來（lái）看其它（tā）的尺寸設計：

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

2，B處的尺（chǐ）寸為0.05-0.15，小產品建議留0.05，大產品建議留0.15，設計原理與機械螺絲一樣。

3，F處（chù）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（yǐ）上，設計原理與機械螺絲一樣。

5，D處的尺寸（cùn）為0.7-2.0，小產品建議留1.2，空間（jiān）不夠時候采用PC+ABS材料可以留到0.7，大產品建議留2.0。

6，G處的（de）尺寸為0.8-1.5，根據可行（háng）性塑膠壁厚設計，G處的厚度（dù）不能超（chāo）過L處的2/3，手機上通常采用（yòng）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，那麽大件（jiàn）的產品則留1.2-1.5，建（jiàn）議（yì）設計為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（sī）螺柱（zhù）設計多深才算合格，能過（guò）拉力測試？

答：最少吃牙3圈，從截麵圖（tú），最少3顆齒，否則過不了5KG拉力測試。

問：自功螺絲螺帽是不（bú）是也可（kě）以定製（zhì）？

答：是的，可（kě）以根（gēn）據要求做定製，但是建議選擇現有的標準件，定製的規格通常要（yào）貴。

【三（sān）】自（zì）功螺絲扭矩設計

在產線（xiàn）上，通常對電動螺絲刀（dāo）調整好一個滿（mǎn）足要求的（de）扭矩，因為扭矩太小，則裝配不（bú）緊，如果太大（dà）又會使螺絲打滑，使得（dé）裝配失效（xiào）。

所以在設計時，需要給出一個裝配時（shí）的扭矩。

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

一（yī）般剝離扭矩與擰扭矩比應該大於2:1.當使用電動工（gōng）具擰入時，比率最好為5:1。剝離（lí）扭矩與螺絲的直徑和螺絲材料的直徑和螺絲柱材料有關，此扭矩隨著螺絲釘的擰入而迅（xùn）速增加，但當擰入深度（dù）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（sī）釘咬（yǎo）合膠的深度。決定拉拔（bá）力的大小，取決於螺絲柱的材料，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（lì），D=螺絲（sī）釘中徑，L=螺絲（sī）咬合長度。

設計應力S等於凸台材料的拉伸應力除以安全係數，安全係數通常為2或者3.

螺絲釘拉拔力（F）所需的扭（niǔ）矩計算公式為：

T=FD/2(2f+P/πD)

 f=摩（mó）擦係（xì）數，P=螺紋螺距。

常用自功螺絲裝配及（jí）測試（10次）時所要用的（de）扭力值，見下圖：

【結語】

1，五金件螺絲柱設計與材料相關，比如鈑金件用（yòng）M1.4的螺絲，那麽翻柱嘴以後，內孔（kǒng）直徑為1.1與自功螺絲柱的內孔設計一致，唯一不同的是螺絲柱的長度，隻需（xū）要確保功牙能咬合（hé）3顆（kē）牙即可。

2，以上所有（yǒu）結構設（shè）計數（shù）據信息非書（shū）麵標準數（shù）據，都是由一木（mù）個人經驗（yàn）總結得（dé）出，請根據自己的產品進行分析（xī）選（xuǎn）擇設計，請勿直接套用（yòng）。

3，如有不清楚可在下方留（liú）言，或者後台谘詢。