​螺絲柱結構設計

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

早期就做（zuò）過一篇關於螺絲螺母的認識，有關（guān）注過本小號的應該都有閱讀過，裏麵有非常詳細的螺絲（sī）螺母的介紹。

螺絲螺母傳送門：產品結（jié）構設計師對於（yú）螺絲螺母的認識

螺絲螺母，在產品結（jié）構設計中是最（zuì）常用的（de），為了讓產品配合（hé）緊密，整體強度更加合理，打（dǎ）螺絲是一個不錯的選擇。

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

那麽先從機械螺絲螺母設計開始講起（qǐ），以下（xià）為正文：

【一】機械螺絲柱設計

1，根據（jù）螺母外徑與塑膠孔徑計算，A處單邊咬合厚（hòu）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，與螺母紋理深度與螺絲柱壁厚相關。

問：是不是咬合厚度越厚越（yuè）好？

答：按理論預想是這樣（yàng），但是也要考慮實際產品螺絲柱（zhù）B處的壁厚與螺母的紋理（lǐ）深度，如果（guǒ）螺母紋理（lǐ）深度才0.2，你咬合0.5就是多餘的，而（ér）且還（hái）會造成（chéng）螺絲柱爆（bào）裂。

2，根（gēn）據可行性塑膠壁（bì）厚設計，B處的厚度不能超過D處的2/3，手（shǒu）機上通常采用0.8-1.0的壁厚，材料選擇為PC+ABS改（gǎi）性材（cái）料，如果是純（chún）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（dǐ）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（chù），C要＞E螺母的高度0.3以（yǐ）上，建（jiàn）議（yì）做（zuò）到0.5以上，根據螺母外徑的咬合量而定。

問：為什（shí）麽螺絲柱深度不能設計成與螺母高度一樣？

答：不能（néng），除非采用螺母與（yǔ）塑膠一體成型，否則會導致螺母熱熔時高出螺絲（sī）柱平台，影響裝配，而且還會導致熱熔（róng）後，膠位沒有空間流走而破壞螺絲柱爆裂，因為沒有融膠（jiāo）空間。

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

問：為（wéi）什麽要（yào）設計一個這樣的台階?

答：方便放置螺母，給熱熔螺母一個（gè）導向，更好的方便熱熔設備熱熔螺母，不會因為沒有定位（wèi）導向而將螺母熱熔歪斜。

問：如果我采用（yòng）模內注塑螺母一體成型，還需要設（shè）計這樣的台階（jiē）嗎？

答：不需要，隻有熱熔螺（luó）母才會（huì）這樣設計。

之前（qián）有朋友（yǒu）問（wèn）一木，螺帽的大（dà）小是標準的還是非標的？

我說：這個（gè）可以根據設計要求做定製，也就是（shì）非（fēi）標，也（yě）可以用現成的（de）標準件。不管用那種，螺帽（mào）的大小必須要比塑膠開孔單邊（biān）大0.4以上，也就是D處的尺（chǐ）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處的尺寸＞0.2以上，否則鎖螺絲的時候螺帽太緊，破壞塑（sù）膠。

2，B處的尺寸（cùn）為0.1-0.25，小產品建議留0.1，大（dà）產品建（jiàn）議留0.25。

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

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

問：螺帽的厚度是標準（zhǔn）的嗎？

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

問：C處為什麽要（yào）留間隙，不留間隙不行嗎？

答：不（bú）留間隙也可以做（zuò），但是建議留間隙，因為你（nǐ）無法（fǎ）保證螺帽熱熔後完整平齊，而（ér）且留間隙可（kě）以讓螺絲螺（luó）母鎖符更加緊密（mì），讓殼體配（pèi）合（hé）更加緊密。

那麽模內注塑螺母一體成型（xíng），是（shì）怎樣加工的呢？

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

【二（èr）】自功（gōng）螺絲柱設計

自功螺絲柱，顧名思義（yì）就（jiù）是沒有牙口的螺（luó）絲柱，需要螺絲（sī）自身（shēn）的（de）牙口施加一定的（de）外在扭力進行鎖合。

那麽自（zì）功（gōng）螺絲（sī）柱如何設計（jì）？

一樣（yàng），先根據（jù）規格表選擇一個型號螺絲為列（liè），我們選擇（zé）M1.4的螺絲，螺絲選擇最大外徑是1.4，最小內徑是1.05.螺絲最小長度2.5（不包括（kuò）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（cùn），自功螺絲咬合單邊吃牙吃多少（shǎo）？

a，M1.2-1.7自功螺絲（sī）E處（chù）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（luó）絲E處吃牙0.25.

再來看其它（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。

2，B處的尺寸為0.05-0.15，小（xiǎo）產品建議留0.05，大產品（pǐn）建議留0.15，設計原理與機械螺絲（sī）一樣。

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0.25。

4，C處的尺寸＞0.5以上（shàng），設計原理與機械螺絲一樣。

5，D處的尺寸為0.7-2.0，小（xiǎo）產品建議留1.2，空間不夠時候采用（yòng）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（jù）可行性塑膠壁厚（hòu）設計，G處（chù）的厚度不能超過L處的2/3，手機上通常采用（yòng）0.8-1.0的壁厚，材料（liào）選擇為PC+ABS改性材料，如果是純ABS材料，建議做到1.0，那麽大件的產品則留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（kě）。

問（wèn）：自功螺絲螺柱設計多深才算合格，能過拉力測試？

答：最少（shǎo）吃牙3圈，從截（jié）麵圖，最少3顆齒，否則過不了（le）5KG拉力測試。

問：自功螺絲螺（luó）帽是不是（shì）也可以定製？

答：是的，可以（yǐ）根據要求做（zuò）定製，但（dàn）是建議選擇現有的標準件，定製的規格通（tōng）常要貴。

【三】自功螺（luó）絲扭矩設計

在（zài）產線（xiàn）上，通常對電動螺絲刀調整好一個滿（mǎn）足要求（qiú）的扭矩，因（yīn）為扭矩太小，則裝配不緊，如果太大又會使螺絲打滑，使得裝配失效。

所以在設（shè）計（jì）時，需要給出一個裝配時的扭矩。

螺絲（sī）的（de）設計主要有兩個（gè）因素：一是拉拔力，二是剝離扭矩，也就是螺絲打滑時的扭矩。

一（yī）般剝（bāo）離扭矩與擰扭矩比應該大於2:1.當使用電動工具擰入時，比率最好為（wéi）5:1。剝離扭矩與螺絲的直（zhí）徑和螺絲材料的直（zhí）徑和螺絲柱材料有關（guān），此扭矩隨（suí）著螺絲釘（dìng）的擰入而迅速（sù）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（jǔ）的大小，取決於（yú）摩擦力合螺絲釘（dìng）咬合膠的深度。決定拉拔力的大（dà）小，取決於螺絲柱（zhù）的材料，螺絲的尺寸，螺絲（sī）釘的咬合力（lì）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（jì）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（zhě）3.

螺絲釘拉拔力（F）所需的扭矩計算公式（shì）為：

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（suǒ）要用的扭力值，見下（xià）圖：

【結語】

1，五金件（jiàn）螺絲柱設（shè）計與材料相關，比（bǐ）如鈑金件用M1.4的螺絲（sī），那麽翻柱嘴以後（hòu），內孔直（zhí）徑為1.1與自功螺絲柱的內孔（kǒng）設（shè）計一致，唯一不同的是螺（luó）絲（sī）柱的長度，隻需要確（què）保（bǎo）功牙能咬合3顆牙即可。

2，以上所有結構設計（jì）數據（jù）信息非（fēi）書麵標準（zhǔn）數據，都是由（yóu）一木個人經驗總結得出，請根據（jù）自己的（de）產品進行分析選擇設計，請勿直接套用。

3，如有不清楚可在下方留言，或者後台谘詢。