​螺絲柱結構設計（jì）

原本很（hěn）早之前就該總結的，由於近期（qī）太懶了，一直（zhí）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（fāng）了（le）。

早期（qī）就做（zuò）過一篇（piān）關（guān）於螺絲螺母的認識，有關注（zhù）過本小號的應該都有閱讀過（guò），裏麵有非常（cháng）詳細的螺絲螺母的介（jiè）紹。

螺絲螺母傳送門（mén）：產品（pǐn）結構（gòu）設計師對於螺絲（sī）螺母的認識

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，打螺絲是一個不錯的選擇。

而在選（xuǎn）擇螺（luó）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，這些都需要（yào）合理的計算選擇與分配，才能發揮出螺絲真正的用處。

那麽先從機械螺絲螺母（mǔ）設計開始講起，以（yǐ）下為正文：

【一】機械螺絲柱設計

1，根據螺母（mǔ）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理，咬合量與（yǔ）螺母外徑大小無關，與螺母紋理深度與螺絲柱壁厚相關。

問：是不是咬合厚度越厚越好？

答：按理論預（yù）想（xiǎng）是這樣，但是也要考慮實際產品螺絲（sī）柱B處的壁厚與螺母（mǔ）的紋理深度，如果螺母紋理深度才0.2，你咬合0.5就是多（duō）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（xuǎn）擇為（wéi）PC+ABS改性材料（liào），如果是純ABS材料，建議做到1.0.

問：如果B處的厚度超過（guò）了2/3怎麽辦？

答（dá）：螺絲柱（zhù）底部需要設計火山口，避免（miǎn）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（yì）做到0.5以（yǐ）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：不能（néng），除非（fēi）采用螺母與塑膠一體成型（xíng），否則會導致螺母（mǔ）熱熔時高出螺絲柱平台，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（zhù）爆裂，因為（wéi）沒有（yǒu）融膠空間。

4，a處=A處螺（luó）母（mǔ）咬（yǎo）合量（台階深度直徑與（yǔ）螺母外徑一致），或者（zhě）＞咬合量（liàng）0.1-0.2.建（jiàn）議設計（jì）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（wéi）什麽要設計一個這樣的台階?

答：方（fāng）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（jiāng）螺（luó）母熱熔歪斜。

問：如果我采用模內注塑螺母一體成型，還需要（yào）設計這樣的台階嗎？

答：不需要（yào），隻有熱熔螺母才會這樣設計。

之前（qián）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（gè）可以根據設計要求（qiú）做定（dìng）製，也就是非標，也可（kě）以用現成的標準（zhǔn）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（shàng），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處的尺寸＞0.2以上，否則鎖螺（luó）絲的時候螺帽太緊，破壞塑膠。

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

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

4，E處的尺寸為0.7-2.0，小產品建議留1.2，空間不夠時候采用PC+ABS材料可以留到0.7，大產品建議留2.0。

問：螺（luó）帽的厚度是標準的嗎？

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

問：C處為什麽要留間隙（xì），不留間隙不行嗎？

答：不留（liú）間隙（xì）也（yě）可以做，但是建議留間隙，因為你無法保證螺帽熱熔後完整（zhěng）平齊，而且留間（jiān）隙可以讓螺絲螺（luó）母（mǔ）鎖符更加緊密，讓殼體（tǐ）配合更加緊密（mì）。

那麽模內注塑螺母一體成（chéng）型，是怎樣加工的呢？

所以說，模內成型螺（luó）母，是非常（cháng）耗人工的，一般（bān）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的（de）外在扭（niǔ）力進行鎖合。

那麽自功螺絲柱如何設計？

一樣，先根據規格表選擇一個型號（hào）螺絲為列，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（de）尺寸，自功螺絲咬合單邊吃牙吃多少（shǎo）？

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自功螺絲E處吃牙（yá）0.25.

再來看其它的尺寸設計：

1，A處的尺寸＞0.2以上（shàng），與機械螺絲一樣的設計（jì），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，小產品建議留0.05，大產品建議留0.15，設（shè）計原理與機械螺絲一樣。

3，F處的尺寸為0.15-0.3，小產品建（jiàn）議（yì）留（liú）0.15，大產品建議留0.25。

4，C處的尺寸＞0.5以上，設計（jì）原理與機械螺（luó）絲一（yī）樣。

5，D處（chù）的尺（chǐ）寸為0.7-2.0，小產品建議留1.2，空間不夠時候采用PC+ABS材料可以（yǐ）留到0.7，大產（chǎn）品建議留2.0。

6，G處的尺寸（cùn）為0.8-1.5，根據可行性塑膠壁厚設計，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，材料選（xuǎn）擇為PC+ABS改性材（cái）料，如果是純ABS材料，建議做到1.0，那麽大件的（de）產品則留1.2-1.5，建議設計為（wéi）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（luó）柱設計多深才（cái）算合（hé）格，能過拉（lā）力測試？

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

問：自功螺絲（sī）螺帽是（shì）不是也可以定製？

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

【三（sān）】自功螺絲扭矩設計

在產線上，通常對電動螺絲刀調整好一個滿足要（yào）求的扭矩，因為扭矩太小，則裝配不（bú）緊，如（rú）果太（tài）大又會使螺絲打（dǎ）滑，使得裝配失效。

所以在設計（jì）時，需要給出一個裝配時的扭矩。

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

一般（bān）剝離（lí）扭矩與擰扭矩比應該大於2:1.當（dāng）使用（yòng）電動工（gōng）具（jù）擰入時，比率（lǜ）最好為5:1。剝離扭矩（jǔ）與螺絲的直徑和螺（luó）絲（sī）材（cái）料的直徑和螺（luó）絲柱材（cái）料有關，此扭矩隨著螺絲釘的擰入而迅速增加，但當擰入深度約為螺絲釘中徑2.5倍時趨（qū）於恒定。

決定（dìng）扭矩的大（dà）小，取決於摩擦力合螺絲釘咬合膠的深度。決定拉拔力的大小（xiǎo），取決於螺絲柱的材料，螺絲的尺寸，螺絲釘的咬合力度。

螺絲（sī）釘拉拔力的計算公式為：

F={S/√3}πDL

S=設計應力，D=螺（luó）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，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（cā）係數，P=螺（luó）紋螺距（jù）。

常用自（zì）功螺（luó）絲裝配及測（cè）試（10次）時所要（yào）用（yòng）的扭力值，見下圖：

【結語】

1，五（wǔ）金件螺絲柱設（shè）計與材料相關，比如鈑金件用M1.4的螺絲，那麽翻柱嘴（zuǐ）以（yǐ）後，內孔直徑為（wéi）1.1與自功螺絲柱的內孔設計一致，唯一（yī）不同的（de）是（shì）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信息非書（shū）麵標準數據（jù），都是由一木個人經驗（yàn）總結得（dé）出（chū），請根據自己的產品進行分析選擇設計（jì），請勿直接套用。

3，如有不清楚可在（zài）下方留言，或者後台谘詢（xún）。