​螺絲（sī）柱結構設計

原本很早之（zhī）前就該總結的，由於近（jìn）期太懶了，一直（zhí）拖（tuō）啊拖啊拖，拖到現在了，沒辦法，拖延症越來越嚴（yán）重了，都快病（bìng）入膏方了。

早期就做過一篇關於螺絲螺母的認識，有關注過本小號的應該都有（yǒu）閱讀過，裏麵有非常（cháng）詳細的螺絲螺母的介紹。

螺絲螺母傳送門：產品（pǐn）結構設計師對於螺絲螺母的認識

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（zhěng）體（tǐ）強（qiáng）度更加合理，打螺絲是一（yī）個不錯的選擇。

而在（zài）選擇螺絲的時候，是用自功螺絲好，還是機械（xiè）螺絲螺母好，是粗一點，還是細一點，這些都需要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設計開始講（jiǎng）起，以下為正文（wén）：

【一】機械（xiè）螺絲柱設計

1，根據螺（luó）母外徑與塑膠孔徑計算，A處單邊咬合厚度為（wéi）0.1，建議做到（dào）0.15，這個咬合不夠（gòu）後期（qī）都可以加膠處理，咬合量與螺母外徑大小無關，與螺母紋理深度與螺絲柱壁厚（hòu）相關。

問：是不是（shì）咬合厚度越厚越好？

答：按理論預想是這樣，但是也要考慮實際產品螺絲柱B處的壁厚與（yǔ）螺母的紋理深度，如果螺母紋理深度（dù）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（yì）做到1.0.

問：如果B處（chù）的（de）厚度超過了2/3怎（zěn）麽（me）辦？

答：螺絲（sī）柱底部需要設計火（huǒ）山口，避免外（wài）觀麵縮水（shuǐ）。

3，再來看螺絲柱（zhù）的深度設計（jì）C處，C要＞E螺（luó）母的高度0.3以上（shàng），建議做到0.5以上（shàng），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（mǔ）高度一樣？

答：不能，除非采用螺母與塑膠一體成型，否則會（huì）導致螺母（mǔ）熱熔時高出（chū）螺絲柱平台，影響裝（zhuāng）配，而且還會導致熱（rè）熔後，膠位沒有空間流走而破壞螺（luó）絲柱爆裂，因為沒有融膠空間。

4，a處=A處螺母咬合量（台（tái）階深度直（zhí）徑與（yǔ）螺母外（wài）徑一致），或者＞咬合量0.1-0.2.建議設（shè）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的台階?

答：方（fāng）便放置螺母，給熱熔（róng）螺母一個導向，更好的方便熱熔設（shè）備熱熔（róng）螺母，不會因為沒有（yǒu）定位導向而將螺（luó）母熱熔歪斜。

問：如果我（wǒ）采用模內（nèi）注塑螺母一體（tǐ）成型，還需要設計這樣的台階嗎？

答：不需要，隻有熱熔（róng）螺母才會這樣設計。

之前（qián）有朋（péng）友問一木，螺帽（mào）的大小是標準的還是非標的？

我（wǒ）說：這（zhè）個可（kě）以根據設計要求做定製，也就是非標，也可以用現成的標（biāo）準件。不管用那（nà）種，螺帽的大小必須要（yào）比塑膠開孔單邊大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卡在孔內。

其它尺寸設計如下：

1，A處的尺寸＞0.2以（yǐ）上，否則鎖螺（luó）絲的時候螺（luó）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（liú）0.1，大產品（pǐn）建（jiàn）議留0.25。

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

4，E處（chù）的尺寸為0.7-2.0，小（xiǎo）產品建（jiàn）議留1.2，空間不（bú）夠時候采用PC+ABS材（cái）料可以留到0.7，大產品建議留2.0。

問：螺帽的厚度是標準的嗎（ma）？

答：有標準（zhǔn）也（yě）有非標，可以根據設計要求定（dìng）製，常規厚度（dù）在0.5-1.5之間，根（gēn）據（jù）螺帽的（de）形狀而（ér）定義。

問：C處為（wéi）什麽要（yào）留間隙，不（bú）留間隙不（bú）行嗎？

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

那麽模內注塑螺母（mǔ）一（yī）體成型（xíng），是怎樣加工的呢？

所以說，模（mó）內成型螺母，是非常耗人工的，一般都采用熱（rè）熔螺母的方式（shì）。

【二】自功螺絲柱設計

自功螺絲柱，顧名思義就是沒有牙口（kǒu）的螺絲柱，需要螺絲（sī）自身的牙口施加（jiā）一定（dìng）的外在扭力進行鎖合。

那麽自功螺絲柱如何設計？

一樣，先根據規格表選擇（zé）一個型（xíng）號（hào）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（xià）圖

首先來看E處的尺（chǐ）寸，自功螺（luó）絲咬合單邊吃牙吃多少？

a，M1.2-1.7自功螺絲E處吃牙0.15.

b, M1.7-2.5自（zì）功（gōng）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（tā）的尺寸設計：

1，A處的（de）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。

2，B處的尺（chǐ）寸為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，小產品建議留0.15，大產（chǎn）品建議留0.25。

4，C處的（de）尺寸＞0.5以上，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（kě）行性塑膠壁厚（hòu）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）選擇為PC+ABS改性材（cái）料，如果（guǒ）是純ABS材料，建（jiàn）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（chù）的尺寸為預留空間，大（dà）於（yú）0.3以上即可（kě）。

問（wèn）：自功（gōng）螺絲（sī）螺（luó）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拉力測試。

問：自（zì）功螺絲螺帽是不（bú）是也可以定製？

答：是的，可以根據要求（qiú）做定製，但是建議選擇現（xiàn）有的（de）標準件，定（dìng）製的規格通（tōng）常要貴。

【三】自功螺絲扭矩設計（jì）

在（zài）產線（xiàn）上，通常對電動螺（luó）絲（sī）刀調整（zhěng）好一個滿足要求的扭矩，因為（wéi）扭矩太小，則裝配不緊（jǐn），如果太大又會（huì）使螺絲打滑，使得裝配失效。

所以（yǐ）在設計時，需要給出一（yī）個裝配時的扭矩。

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

一般剝離扭矩與擰扭矩比應該（gāi）大於2:1.當使用電動工具擰入時，比率最好為5:1。剝離扭矩與螺絲的直徑（jìng）和螺絲材料的直徑和螺絲（sī）柱材料有關，此扭（niǔ）矩隨著螺絲釘的擰入而迅速增加，但當擰入（rù）深度約為螺絲釘中徑2.5倍時趨於（yú）恒定。

決定扭矩的大小，取決於摩擦（cā）力合螺絲釘咬合膠的深度。決定拉拔力的大小，取決（jué）於螺絲柱的材料，螺絲的尺（chǐ）寸，螺絲釘的（de）咬合力度（dù）。

螺絲釘拉拔力的計算公式為：

F={S/√3}πDL

S=設計應（yīng）力，D=螺絲釘中徑，L=螺絲咬合長度。

設計應力S等（děng）於凸台材料的拉伸應力除以安全係數，安全係數（shù）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=摩擦係數，P=螺（luó）紋螺距。

常用自功（gōng）螺絲裝配及測試（10次）時所要（yào）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，比如鈑金件用M1.4的螺（luó）絲，那麽翻柱嘴（zuǐ）以後，內孔（kǒng）直徑為1.1與自功螺絲柱的內孔設計一致，唯一不同的是螺絲柱的長度，隻需要確保功牙能咬合（hé）3顆牙（yá）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（mù）個人經驗總結得出，請根（gēn）據自己的產品進行分析選擇設計，請勿直接套用。

3，如有（yǒu）不清楚可在下方留言（yán），或者後台谘詢。