​螺（luó）絲柱結構設計

原本很早（zǎo）之（zhī）前就該總結（jié）的，由於近期太懶了，一直拖啊拖（tuō）啊拖（tuō），拖到現在了，沒辦法，拖延症越（yuè）來越嚴重了，都快病入膏方（fāng）了。

早（zǎo）期（qī）就做過一篇關於螺絲螺（luó）母的認識，有關注過（guò）本小（xiǎo）號的應該都有（yǒu）閱讀（dú）過，裏麵有（yǒu）非常詳細的螺絲（sī）螺母的介紹。

螺絲螺母傳送門：產品結構設計師對於螺（luó）絲螺母（mǔ）的認識

螺絲（sī）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（hé）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（jī）械螺絲螺母好（hǎo），是粗一（yī）點，還是細一點，這些都需要合理的計算選擇與分（fèn）配，才能發揮出螺絲真正的用處。

那（nà）麽先從機械螺絲螺母設計開始講起，以下（xià）為正文：

【一】機（jī）械螺絲柱設計

1，根據螺母外徑（jìng）與塑膠孔徑計算，A處單（dān）邊咬合（hé）厚度為0.1，建議做（zuò）到0.15，這個咬合不（bú）夠後期都可（kě）以加膠處理，咬合（hé）量與螺母外徑大小無關，與螺母紋理深度與螺（luó）絲柱壁厚相關。

問：是不是咬合厚度越厚越好？

答：按理論預想（xiǎng）是這樣，但是（shì）也要考慮實際產品螺（luó）絲柱B處（chù）的壁厚與螺母的紋理深度，如果螺母紋理深度才0.2，你咬合0.5就是多餘（yú）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（hòu）度不能超過D處（chù）的2/3，手（shǒu）機上通常采用0.8-1.0的（de）壁厚（hòu），材料選擇為PC+ABS改性材料，如果是純ABS材料，建（jiàn）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（miǎn）外觀麵縮水。

3，再來（lái）看螺絲柱的深度設計（jì）C處，C要＞E螺（luó）母的高（gāo）度0.3以上，建議做到0.5以上，根（gēn）據螺母外徑的咬合量（liàng）而定（dìng）。

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（yòng）螺母與塑膠一（yī）體成型，否則會導致螺母熱熔時高出（chū）螺絲柱平台，影響裝配，而且還（hái）會導致熱熔後，膠位沒有空間流走而（ér）破壞（huài）螺（luó）絲柱（zhù）爆裂，因為沒有融膠空間（jiān）。

4，a處=A處螺母咬合量（台階深（shēn）度直徑（jìng）與螺母外徑一致），或者＞咬合量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（dào）0.5。

問：為什麽要設（shè）計一（yī）個這樣的台階?

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

問：如果我采用模內注塑螺母一體成型，還需要設計這樣的（de）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（yī）木，螺帽的大小是標準（zhǔn）的還是非標的？

我說：這個可以根據設計要求做（zuò）定（dìng）製，也就（jiù）是非標，也可以用（yòng）現成（chéng）的標準件。不管用那種，螺帽的大小必須要比塑（sù）膠開孔單邊（biān）大0.4以上，也就（jiù）是D處的尺寸＞0.4以上，否則螺帽容易打穿塑膠壁（bì）卡在孔內。

其它尺寸設計如下：

1，A處的尺寸＞0.2以上，否（fǒu）則鎖螺（luó）絲的時候螺帽太緊，破壞塑膠。

2，B處的（de）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（chù）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處的尺寸為0.7-2.0，小產品建議留1.2，空（kōng）間不夠（gòu）時候（hòu）采用PC+ABS材料可以（yǐ）留到0.7，大產品（pǐn）建議留2.0。

問（wèn）：螺帽的（de）厚度是標準的嗎？

答：有（yǒu）標準也有非標，可以根據設計要求定製，常規（guī）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（me）要（yào）留間隙，不留（liú）間（jiān）隙不行嗎（ma）？

答：不留間隙也可以做，但（dàn）是建（jiàn）議留間隙（xì），因為你無法保證螺帽熱熔後完整（zhěng）平齊，而且留（liú）間隙可（kě）以讓螺絲螺母鎖符更（gèng）加緊密，讓殼體配合更加緊（jǐn）密。

那麽模內（nèi）注（zhù）塑螺母一體成型，是怎樣加工的呢？

所以說，模內成型（xíng）螺母（mǔ），是非常耗人工的，一（yī）般（bān）都采用熱熔螺母的方式。

【二】自功螺絲（sī）柱設（shè）計

自功螺絲柱，顧（gù）名思義就是沒有牙口的螺絲柱，需要（yào）螺絲自（zì）身（shēn）的牙（yá）口施加一定的外在（zài）扭力進行鎖合。

那（nà）麽自功螺絲柱如何設計？

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（de）螺絲（sī），螺絲選擇（zé）最大外徑是（shì）1.4，最（zuì）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（chī）牙吃多（duō）少？

a，M1.2-1.7自功螺絲（sī）E處吃牙0.15.

b, M1.7-2.5自功螺（luó）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（kàn）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計，否則鎖螺絲的時候螺帽太（tài）緊，破壞塑膠。

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

3，F處的尺寸為（wéi）0.15-0.3，小（xiǎo）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，根據可行性塑膠壁厚設計，G處的厚度（dù）不能超過L處的2/3，手機上通常（cháng）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（liào），建議做到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）寸為預留空間，大於0.3以上即可。

問：自功螺絲（sī）螺柱設（shè）計多深才算合格，能過拉力測（cè）試？

答：最（zuì）少吃（chī）牙3圈，從截（jié）麵（miàn）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（yě）可以定製？

答：是的（de），可以根據要求做定製，但（dàn）是建議選（xuǎn）擇現有的標準件（jiàn），定製的規格（gé）通（tōng）常要貴。

【三】自功螺絲扭矩設計

在產線上，通（tōng）常對電動螺絲刀調整好一個滿足要求的扭矩，因為扭矩太（tài）小，則裝配不緊，如果太大又會使螺絲（sī）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。

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

一般剝離扭矩與擰（nǐng）扭矩比（bǐ）應該大於2:1.當使用電動工具擰入時，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（guān），此扭矩隨著螺絲釘的（de）擰入而迅速增加，但當擰入深度約為（wéi）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（sī）釘咬合膠的深度。決定拉拔力的（de）大小，取決（jué）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（jì）應力，D=螺絲釘中徑，L=螺絲咬（yǎo）合長度（dù）。

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

螺絲釘拉拔（bá）力（lì）（F）所需（xū）的扭矩計算公式為：

T=FD/2(2f+P/πD)

 f=摩擦係（xì）數，P=螺（luó）紋螺距。

常用自功螺絲裝配及測試（10次）時所要用的扭（niǔ）力值（zhí），見下圖：

【結語】

1，五金件螺絲柱設計（jì）與材料相關，比如鈑金（jīn）件用M1.4的螺絲，那麽翻柱嘴以後，內孔直徑為1.1與自功螺絲（sī）柱的內孔設計一（yī）致，唯一不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，以上所有結構設計數據（jù）信息非書麵標準數（shù）據，都是由一木個人（rén）經驗總結得出，請根據自己的產品進行分析選擇設計，請勿直接套用。

3，如有不清楚（chǔ）可在下方留言，或者後台谘詢。