​螺絲柱結（jié）構設計

原本很早之前就該總結（jié）的，由（yóu）於近（jìn）期太懶了（le），一直拖啊拖啊拖，拖到現在了，沒辦法（fǎ），拖（tuō）延症越來越嚴重了，都快病入膏方了。

早期（qī）就做（zuò）過一篇關於（yú）螺絲螺母的認識（shí），有關注過本小號的應該都有閱（yuè）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（luó）母的認識

螺絲螺母，在產品（pǐn）結構設計中是（shì）最常用的，為了讓產品配合緊密，整（zhěng）體強度更（gèng）加合理，打螺（luó）絲是一（yī）個不錯的選（xuǎn）擇。

而在選擇螺絲（sī）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（xū）要（yào）合理的計算（suàn）選擇與分配，才能發（fā）揮出螺絲真正的（de）用處。

那麽先從機械螺（luó）絲螺母設計開始講起，以下為正文：

【一】機（jī）械螺絲柱設計

1，根據螺母外徑與塑膠孔徑計（jì）算，A處單（dān）邊（biān）咬合厚度為0.1，建議做到0.15，這個咬（yǎo）合不夠（gòu）後期都可以（yǐ）加膠處理，咬合（hé）量（liàng）與（yǔ）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：是不是咬合厚度越厚越好？

答：按理論預想是這樣，但是也要考慮（lǜ）實際（jì）產品螺絲柱B處的壁厚（hòu）與螺母的紋理深度（dù），如果螺（luó）母（mǔ）紋理深度才0.2，你咬合（hé）0.5就是多餘的，而且還會造成螺（luó）絲柱爆裂。

2，根據可行性塑膠壁厚設計（jì），B處的厚度不能超過D處的（de）2/3，手機上通常采用0.8-1.0的壁厚，材（cái）料選擇為PC+ABS改性材料（liào），如果是純ABS材料，建議（yì）做到1.0.

問：如果B處的厚（hòu）度超過了2/3怎麽辦？

答：螺絲柱底部需要設計火（huǒ）山口，避免外觀麵縮水（shuǐ）。

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）議做到0.5以上，根據（jù）螺母外徑的咬合量而定。

問（wèn）：為什麽螺絲柱深度不能設計成與螺母高度（dù）一樣？

答：不能，除非采用螺母（mǔ）與塑（sù）膠一體成型，否則會導致螺母熱熔（róng）時高（gāo）出螺絲柱平台，影響裝配，而且還會導致熱熔後，膠（jiāo）位沒有空（kōng）間流走而破壞螺絲柱爆（bào）裂，因為沒有融膠空（kōng）間。

4，a處=A處螺母咬合量（台階（jiē）深度直徑與螺母（mǔ）外徑一致），或（huò）者＞咬合量0.1-0.2.建議設計成與螺（luó）母外徑一樣。b處深（shēn）度為0.3-0.5.建（jiàn）議做到0.5。

問：為什麽要設計（jì）一個這樣的台階?

答：方便放置螺母，給熱熔螺母一（yī）個導向，更好的方便熱熔設備熱熔（róng）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（sù）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（mào）的大小（xiǎo）是標準的還是非（fēi）標（biāo）的？

我說：這個可以根據設（shè）計要求做（zuò）定製，也就是非標，也可以用現成的標（biāo）準件。不管用那種，螺（luó）帽的大小必須要比塑膠開孔單邊大0.4以上，也就是D處的尺寸＞0.4以上，否則螺（luó）帽容易打穿塑膠壁卡在孔內。

其它尺（chǐ）寸設（shè）計如下：

1，A處的尺（chǐ）寸＞0.2以上，否則鎖螺（luó）絲的時候（hòu）螺帽太緊，破壞塑膠（jiāo）。

2，B處的尺寸為0.1-0.25，小產品建議留0.1，大產品建議留0.25。

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

4，E處的尺寸為0.7-2.0，小（xiǎo）產品建議留1.2，空間不夠時（shí）候采用PC+ABS材料（liào）可以留到0.7，大產品建議留2.0。

問：螺帽的厚度是標（biāo）準（zhǔn）的嗎？

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

問：C處為什麽要留間隙，不留間隙不行嗎？

答：不留間隙也（yě）可以做（zuò），但是建議留間隙，因為（wéi）你無法保證螺帽（mào）熱熔後完整平齊，而且留間隙可以讓螺絲螺母鎖符更加緊密（mì），讓殼體配合更加緊密。

那麽模內注塑（sù）螺母一體成型，是怎樣加（jiā）工的呢？

所以說，模內成型螺母，是非常耗人工的，一般都采用熱熔螺母的方式。

【二】自功螺絲（sī）柱設計

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

那麽自（zì）功（gōng）螺（luó）絲（sī）柱如何設計？

一樣，先根據規格表選擇一個型號螺絲為列，我們選擇M1.4的螺絲，螺絲選擇最大外（wài）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處的尺寸，自（zì）功螺（luó）絲咬合單（dān）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0.25.

再來看其它的尺寸設計：

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，破壞塑膠。

2，B處的尺寸（cùn）為0.05-0.15，小（xiǎo）產品建議留0.05，大（dà）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）產品建議（yì）留0.15，大產品建議留0.25。

4，C處的尺寸＞0.5以上，設計原理與機械螺絲一樣。

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

6，G處的尺寸為0.8-1.5，根（gēn）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（cǎi）用0.8-1.0的壁厚，材料選擇為PC+ABS改性材料，如果是純（chún）ABS材（cái）料，建議做到1.0，那麽大件的產（chǎn）品則留1.2-1.5，建議設（shè）計為1.5.

7，H處的尺寸為預留空間，大於0.3以上即可。

問：自功螺絲螺柱設（shè）計（jì）多深才算（suàn）合格，能過拉力測（cè）試？

答：最少吃牙3圈，從（cóng）截麵圖，最少3顆齒，否則過（guò）不了5KG拉力測試（shì）。

問：自（zì）功螺絲（sī）螺帽是不是也可以定製？

答：是的，可（kě）以根據要求做定（dìng）製（zhì），但是建議選擇現有的標（biāo）準（zhǔn）件，定製的規格通（tōng）常要貴。

【三】自功（gōng）螺絲（sī）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（yīn）為扭矩太（tài）小，則裝配不緊，如果太大又會使螺絲打滑，使得（dé）裝配失效。

所以在設計時，需要給出一個裝配時（shí）的（de）扭矩。

螺絲的設計主要有兩個因素：一是拉拔力，二是（shì）剝離扭矩，也就（jiù）是螺絲打滑時的扭矩。

一般剝（bāo）離扭矩與擰扭矩（jǔ）比應該大於2:1.當使用電（diàn）動工具擰入時，比率（lǜ）最好為5:1。剝離扭矩與螺絲的直徑和螺絲材料的直徑和螺絲（sī）柱材料有關，此扭矩隨著螺絲（sī）釘的擰入（rù）而迅速增加，但當擰入深度約為螺絲釘中（zhōng）徑2.5倍時趨於恒定。

決定扭矩的大小，取決於摩擦力合螺絲釘咬（yǎo）合膠的深度。決定拉拔力的大小，取決於螺絲柱（zhù）的材料，螺（luó）絲的尺寸，螺絲釘的咬合力度。

螺（luó）絲釘拉拔力的計算公式為：

F={S/√3}πDL

S=設計（jì）應力，D=螺（luó）絲釘中徑，L=螺（luó）絲咬合長度（dù）。

設計應力S等於凸（tū）台（tái）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（xū）的扭矩計算公式為：

T=FD/2(2f+P/πD)

 f=摩（mó）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（tú）：

【結語】

1，五金件螺絲柱設計與材料相關，比如鈑金件（jiàn）用M1.4的螺絲，那麽翻柱嘴以後，內孔直徑為1.1與自功螺絲柱的內孔設計（jì）一（yī）致，唯一不同（tóng）的是螺絲柱的長度，隻需（xū）要確保（bǎo）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麵標準（zhǔn）數據，都是由一木個人經驗總結得出，請根據自己的產品（pǐn）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。