​螺絲柱結構設計

原本很早之（zhī）前就該總結的，由於近期太懶了，一直拖啊拖啊（ā）拖，拖到現在了，沒辦法，拖延症越來越（yuè）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（shí），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紹。

螺絲螺母傳送門：產（chǎn）品結構設計師對於螺絲（sī）螺母的（de）認識

螺絲螺母，在（zài）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（hǎo），是粗一點，還是細一（yī）點，這些（xiē）都需要合理的計算（suàn）選擇與分配，才能發揮出螺（luó）絲真正（zhèng）的用處。

那麽先從機械螺絲螺母設（shè）計開始（shǐ）講起，以下為正文：

【一】機械螺絲柱設計

1，根據（jù）螺母外徑與塑膠孔徑計算，A處單邊咬合厚度為0.1，建議做（zuò）到0.15，這（zhè）個咬合不夠後期都可以加膠處理，咬（yǎo）合量（liàng）與螺母外徑大小無關，與螺母紋理深度與螺絲柱壁厚相（xiàng）關。

問：是不是咬合（hé）厚度越厚越好？

答：按理論預想是這樣，但是也要考慮實際產品螺絲柱（zhù）B處的（de）壁厚與（yǔ）螺（luó）母的紋理深度，如果螺母（mǔ）紋理深度才0.2，你咬合0.5就是多餘的，而且還會造成螺絲柱爆裂。

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（jì）火山口，避免（miǎn）外觀（guān）麵縮水。

3，再來看（kàn）螺絲柱的深度設計C處，C要＞E螺母的高度0.3以（yǐ）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（dù）不能設計成與螺母高度一樣？

答：不能，除（chú）非采用螺母與塑膠一體成型，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，因為沒有融膠空間。

4，a處=A處螺母咬合量（台階深（shēn）度直徑（jìng）與螺（luó）母外徑一致），或者＞咬合量0.1-0.2.建議（yì）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（yàng）的（de）台階?

答：方便放置螺母，給熱熔螺母一個導向，更好的方便熱熔設備熱熔螺母，不會因（yīn）為沒（méi）有定位導向（xiàng）而將螺母熱熔歪斜。

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？

答：不需要，隻有熱熔螺母才會這樣設計。

之前有朋友問一木，螺帽的大小是標準的還是非標的？

我說：這（zhè）個（gè）可以根據設計要求做定製，也就（jiù）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（sù）膠（jiāo）開孔單邊大0.4以上，也就（jiù）是D處的（de）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（de）尺寸＞0.2以上，否則鎖螺絲的時候螺帽太（tài）緊，破壞塑膠。

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

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

4，E處（chù）的尺（chǐ）寸為0.7-2.0，小產品建議留1.2，空（kōng）間不夠（gòu）時（shí）候采用PC+ABS材料可以留到0.7，大產品（pǐn）建議留2.0。

問：螺（luó）帽的厚度是標準的嗎？

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

問：C處為什麽要留間隙，不留間隙不行嗎（ma）？

答：不留間隙也可（kě）以做，但是建議（yì）留間隙，因為你無法保證（zhèng）螺帽熱熔後完整平齊（qí），而且留間隙可以讓（ràng）螺絲螺（luó）母鎖符更加緊密，讓殼體配合更加緊（jǐn）密。

那麽模內注塑螺母一體成型，是怎樣加工的呢？

所以說（shuō），模內成型螺母，是非常耗人工的，一（yī）般都采用熱熔螺母的方式。

【二】自功螺絲柱設計

自功螺（luó）絲柱，顧（gù）名思義就是沒有（yǒu）牙口的螺（luó）絲柱，需要（yào）螺絲自（zì）身的牙口施加一定的外在扭（niǔ）力進行鎖（suǒ）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型號螺絲（sī）為列，我們選擇M1.4的螺絲，螺絲選擇最大外徑（jìng）是1.4，最小內徑是1.05.螺絲（sī）最小長度2.5（不包括螺帽）。根（gēn）據（jù）此規格來設計螺（luó）絲柱，見下圖

首先來看E處的尺寸，自功螺絲咬合單（dān）邊吃牙吃（chī）多少？

a，M1.2-1.7自功螺絲E處吃牙（yá）0.15.

b, M1.7-2.5自功螺絲E處吃牙（yá）0.2.

c，M2.5-4.0自功螺絲E處吃牙0.25.

再來（lái）看其它的尺寸（cùn）設計：

1，A處的尺寸＞0.2以上，與機械螺絲一樣的設（shè）計，否則鎖螺絲的時候螺帽太緊，破（pò）壞（huài）塑膠。

2，B處的尺寸（cùn）為0.05-0.15，小產品（pǐn）建議留（liú）0.05，大產品建（jiàn）議（yì）留0.15，設計原理與機械螺絲一樣（yàng）。

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

4，C處的尺（chǐ）寸＞0.5以上，設計原（yuán）理（lǐ）與機械螺絲一（yī）樣。

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

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

7，H處的尺（chǐ）寸為預（yù）留空間（jiān），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：最少吃牙3圈，從截麵圖，最少3顆齒，否則過不了5KG拉（lā）力測試。

問：自（zì）功螺絲螺帽是不（bú）是（shì）也可以定製？

答：是（shì）的，可以根據要求做定製，但是建（jiàn）議（yì）選擇現有的標準件，定製的規格通常要（yào）貴。

【三】自功螺絲扭矩設計

在產線上，通常對電動螺絲刀調（diào）整好一個滿足要求的扭矩，因為扭矩太小，則（zé）裝配不緊，如果太大（dà）又會使螺絲打滑，使得裝配失效。

所以在設計時，需要給出一個裝配時的扭矩（jǔ）。

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

一般（bān）剝離扭矩與擰扭矩比應（yīng）該大於2:1.當使用電動（dòng）工（gōng）具（jù）擰入時，比率最好為5:1。剝離扭矩與螺絲的（de）直徑（jìng）和螺絲（sī）材料（liào）的直（zhí）徑和螺絲柱材料有關，此（cǐ）扭矩隨（suí）著螺絲釘的擰入而迅速增加，但當擰入深（shēn）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（mó）擦力合螺絲釘咬合膠的深度（dù）。決（jué）定拉拔力的（de）大小，取決於螺絲柱的材料，螺絲的（de）尺寸，螺絲（sī）釘的（de）咬合力度。

螺絲釘拉拔力的計算（suàn）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安全係數（shù），安全係數通常（cháng）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（wǔ）金（jīn）件（jiàn）螺絲柱設計與（yǔ）材料相關，比如鈑金件用M1.4的螺絲，那麽翻柱嘴以後，內孔直徑為1.1與自（zì）功螺絲柱的內孔設計（jì）一致，唯一不同的是螺絲柱的長度，隻需要確保功牙能（néng）咬合3顆牙即可。

2，以上所有結構設計數據信息非書麵標準數據，都是由一木個（gè）人經（jīng）驗（yàn）總結得出，請根據自己的（de）產品進行（háng）分析選擇設計（jì），請勿直接套用。

3，如有不清（qīng）楚可在下（xià）方留言，或者後台谘詢。