​螺（luó）絲柱結構（gòu）設計（jì）

原本（běn）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（tuō）延症越來（lái）越嚴（yán）重了，都快病入膏方了。

早期就做過一篇關於螺（luó）絲螺母的（de）認識，有關（guān）注過（guò）本小號的應該都（dōu）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：產品結構設（shè）計師對於螺絲螺母的認識

螺（luó）絲螺母，在產（chǎn）品結構（gòu）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（shì）一個不錯的選擇。

而在選擇螺絲的時（shí）候，是用自功螺絲好，還是（shì）機械螺絲螺母好，是粗一點，還是細一點，這些都需要合理（lǐ）的計算選擇與（yǔ）分配，才能發揮出螺絲真正的用（yòng）處。

那（nà）麽先從機（jī）械螺絲螺母設計開始講起，以下為正文：

【一】機（jī）械（xiè）螺絲（sī）柱設（shè）計

1，根據螺母外徑（jìng）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（gè）咬合不夠後期都可以加（jiā）膠處（chù）理，咬合量與螺母外徑大小無關，與螺母紋理深度與（yǔ）螺絲（sī）柱（zhù）壁厚相關。

問：是不是咬合厚度越厚越好？

答：按理論預（yù）想是這樣，但是也要考慮（lǜ）實際產品螺絲柱B處的壁厚與螺母的紋（wén）理深度（dù），如果螺母（mǔ）紋理深度（dù）才0.2，你咬合0.5就是多餘的，而且（qiě）還會造成螺絲柱爆裂。

2，根據可行性塑（sù）膠壁厚設（shè）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（zé）為PC+ABS改性材料，如果是純ABS材（cái）料，建議做到1.0.

問：如果B處的厚度超過了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（suō）水。

3，再來看螺絲（sī）柱的深度設計C處，C要＞E螺母的高度0.3以上，建議做到（dào）0.5以上，根據螺母外徑的咬合量而定（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（néng），除非采（cǎi）用螺母與塑膠（jiāo）一體成型，否則會導致螺母熱熔時高出螺絲柱平台，影響裝（zhuāng）配，而且還會（huì）導致熱（rè）熔後（hòu），膠位沒有（yǒu）空間流走而破壞螺絲柱爆裂，因（yīn）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（yǔ）螺母外徑一致），或（huò）者（zhě）＞咬合量0.1-0.2.建議設計（jì）成與螺（luó）母（mǔ）外徑一樣。b處深（shēn）度為0.3-0.5.建議做到0.5。

問：為（wéi）什（shí）麽要設計一個這（zhè）樣的台階?

答：方便放置螺母，給（gěi）熱熔螺母一個導向，更好的方便熱熔（róng）設備（bèi）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（mó）內注塑螺母一體成型，還需要設計這（zhè）樣的台階（jiē）嗎？

答：不需要，隻有（yǒu）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：這個可以根（gēn）據設計要求做定製，也就是非標，也可以用現成的（de）標準件（jiàn）。不管用那種，螺帽的大小必須要比塑膠開孔單邊大0.4以（yǐ）上，也就（jiù）是D處的尺寸（cùn）＞0.4以上，否則螺帽容易打穿（chuān）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，否則鎖螺絲的時候螺帽太緊，破壞塑膠（jiāo）。

2，B處的尺寸為0.1-0.25，小（xiǎo）產品建議留0.1，大產（chǎn）品建議留0.25。

3，C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。

4，E處的尺寸為0.7-2.0，小產品建議留（liú）1.2，空間不夠（gòu）時候采用PC+ABS材料可以留到（dào）0.7，大（dà）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（fēi）標，可以根據設計要求定製，常（cháng）規厚度在0.5-1.5之間，根據螺帽的形狀而定義。

問：C處為什麽要留（liú）間隙，不留間隙不行嗎？

答：不留間隙也可以做，但（dàn）是建議留間隙，因為你無法保證螺帽熱熔後完整平齊（qí），而且留間隙可以讓螺絲螺（luó）母鎖符更加緊密，讓殼體配合（hé）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（yǐ）說（shuō），模內（nèi）成型（xíng）螺（luó）母，是非常耗（hào）人工的，一般都采用熱熔螺母的方式。

【二】自功螺絲柱設計

自功螺絲柱，顧（gù）名思義就是沒有牙口的螺絲柱（zhù），需要螺絲自身的牙口施加一定的外（wài）在扭力進行鎖合。

那麽（me）自功螺（luó）絲柱如何設計？

一樣，先根據規格表選擇一個型號螺絲為列，我們選（xuǎn）擇M1.4的螺絲，螺（luó）絲選擇最大外徑是1.4，最小內（nèi）徑是1.05.螺絲最小長度（dù）2.5（不（bú）包括螺帽）。根據此規格來（lái）設計螺絲（sī）柱，見下圖

首先來看E處的（de）尺寸，自功螺絲咬合單邊（biān）吃牙吃多（duō）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（chī）牙0.2.

c，M2.5-4.0自功螺絲E處吃牙0.25.

再來看其它的尺寸設（shè）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緊，破壞塑膠（jiāo）。

2，B處（chù）的尺寸為（wéi）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處的尺寸為0.15-0.3，小（xiǎo）產品（pǐn）建議留0.15，大產品建議（yì）留0.25。

4，C處的尺（chǐ）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（jiāo）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，材料選擇為PC+ABS改性材料，如果是（shì）純ABS材料，建議做到1.0，那麽（me）大件的產品則留1.2-1.5，建議設計為1.5.

7，H處的尺寸（cùn）為預留空間，大於0.3以上（shàng）即可。

問：自功（gōng）螺絲螺柱設計多深（shēn）才算合格，能過拉（lā）力測試？

答（dá）：最少吃牙3圈，從截麵圖，最少3顆齒，否則（zé）過不了5KG拉力測試。

問：自功螺絲螺帽是不是（shì）也可以定製？

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

【三】自功螺絲（sī）扭矩設計

在產線上，通常對電動螺絲刀調整好一（yī）個滿足要求的（de）扭矩，因為（wéi）扭矩太小，則裝配不（bú）緊，如（rú）果（guǒ）太大又會使螺絲打滑，使得裝配失效。

所以在設計時，需要給出一個（gè）裝配時的扭矩（jǔ）。

螺絲的設計主要有兩個因素：一是拉（lā）拔力，二（èr）是剝離扭矩（jǔ），也就是螺絲打滑時的扭矩。

一（yī）般剝離扭矩與擰扭矩比應該大於2:1.當使用電動工具擰入時（shí），比率最（zuì）好為5:1。剝離扭矩與螺絲的直徑和螺絲材料的直徑（jìng）和螺絲（sī）柱材料有關，此扭矩隨著（zhe）螺絲釘的擰（nǐng）入而迅速（sù）增加，但當擰入深度約為螺絲釘中徑2.5倍時趨於恒定（dìng）。

決定扭矩的（de）大小，取決於摩擦力合螺絲釘咬合膠的深度。決定拉拔力的大小，取決於螺絲（sī）柱的材料，螺絲的尺寸，螺絲（sī）釘的咬合力（lì）度。

螺絲釘（dìng）拉拔力（lì）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（quán）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（jǔ）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】

1，五金件螺絲柱設計與材料（liào）相關，比如鈑（bǎn）金件用（yòng）M1.4的螺絲（sī），那麽翻柱嘴以（yǐ）後，內孔直（zhí）徑為1.1與自功螺絲（sī）柱的（de）內孔設計一致，唯一（yī）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（yǐ）上所（suǒ）有結構設計數據信息非書麵標準數據，都是由一木個人（rén）經驗總結得出，請根據（jù）自己的產品進行（háng）分析選擇設計，請勿直（zhí）接套用。

3，如有不清楚可在下（xià）方留言，或者後台谘詢。