产品结构设计·螺丝柱设计总结分析
螺丝柱及沉头孔尺寸数据
DL=螺丝孔直径。如电木等较脆之物料, 建议以方孔取代圆孔, 留意方孔角位须至少加R0.2mm
De=螺丝引入孔,用作引入螺丝, 由于该部份没有受压于螺丝牙, 相对应力不大, 能防止螺丝因应力而爆裂
P=螺丝贯入深度— 建议通常螺丝贯入深度为2.5D~4D.螺丝上进工件后螺丝咀与螺丝孔底须有至少 1.0 mm 空间作存放碎屑及防止螺丝咀接触到柱底而产生应力
H=螺丝柱高度— 建议最好为 4D 以下, 但须根据实际产品结构需要而决定.
螺丝孔底与外观表面间之料位建议为0.6T (T 为料厚), 以减少外观因螺丝柱引致的缩水现象.
螺丝柱底围边和孔内须最少加R0.5mm, 根部圆角为比厚的0.25~0.5倍
通常螺丝柱外径出模角度须为0.5°DFT, 螺丝孔之出模角度亦须最少为0.25°DFT
如螺丝柱超长, 需考虑其结构牢固性, 建议螺丝柱四周增加火箭骨或围根作加强
t1=螺丝头承扥料厚— 建议为2.0~3.0mm
注: 此料厚与塑料有所关系, 如PP 之类较软之塑料料, 须保持最少 3.0 mm 料厚, 以免螺丝上进工件后过份压扁部分塑料料减弱承托力
位于制品内壁的凸台不要太靠近内壁，以避免凸台局部熔体充填不足
当凸台和柱子（或者另一凸台配合时，其配合间隙通常取单边0.05~0.1的装配间隙
凸台比较高时，通常在其外侧增加十字筋，该十字筋通常要做1~2°的斜度，
当凸台用于自攻螺丝装配时，其内孔要比自攻螺丝单边小0.1~0.2，以便螺钉能锁紧。如用M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做φ2.6~2.8
螺旋凸台应该带有导入槽，凹槽深度0.3~0.5，这样可以减少凸台开口端的应力并防止开裂
火山口：螺丝柱背后经常会遇到缩水问题。解决的方案是加火山口，如图所示。火山口之所以能够防止缩水，是因为它能使得螺丝根部的等效壁厚（内切圆2R）变小，假若等效壁厚与壁厚T相差不大，制品就不容易缩水.(R-r)/r<5%.一般就不会缩水
因塑料件较易变形, 故设计螺丝柱时需增加倒角以便装配. 螺钉柱内侧也应该加倒角，利于螺钉安装。大小一般为1~1.5mm*45
柱子凸台的设计
凸台（BOSS）：凸台通常用于两个塑胶产品的轴－孔形式的配合，或自攻螺丝的装配。当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时，可不用做斜度。当BOSS很高时，通常在其外侧加做十字肋（筋），该十字肋通常要做1-2度的斜度，BOSS看情况也要做斜度。当BOSS和柱子（或另一BOSS）配合时，其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙，以便适合各BOSS加工时产生的位置误差。当BOSS用于自攻螺丝的装配时，其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.1-0.2，以便螺钉能锁紧。如用M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做Ф2.60-2.80。
螺丝柱高度
| 螺丝柱的高度, 原则上不能大于螺丝直径之6~10倍, 如壳与壳距离较大, 可加长螺丝头管位部分 |
|
螺丝柱锁紧行程
| 壳与壳锁紧行程为0.10 +0.10 mm |
|
自攻螺钉+boss柱结构图
|
SD:螺钉外径; WD:螺帽外径; D:塑胶柱子外径； d:塑胶柱子底孔直径；自攻螺丝的BOSS柱设计原则：D=3*SD,[柱子壁厚≥(0.5-0.7)T d=0.85*SD(质碎取0.9倍,质软取0.8倍）螺丝过孔一般为SD+0.4即可 |
|
|
图中两种固定方式,第一种:两塑胶件固定;第二种为PCB固 |
|
机牙螺钉+铜螺母+塑胶BOSS柱结构图
|
|
|
铜螺母常见样式及热压加工方式：
热压方式是用熔压铜棒装入铜螺母,电加热压入塑胶柱中;
直接成型是将其作为镶件装入模具中注塑成型,通过模具螺丝机定位
这两种方式成本类似,但热熔增加了周转加工成本,且加工后容易造成溢胶,铜螺母歪斜等异常;直接成型则增加了单壳体成型周期(增加安装铜螺母时间,一般为手工安装),但结构牢固,设计上优选。
|
|
铜螺母设计原则:防脱落,防转动,锁牙牢靠.常见铜螺母有直纹滚花+凹槽,网纹滚花,斜纹滚花+凹槽 |
机牙螺钉+标准螺母
|
这种方式常见机械锁紧,在塑胶制品中用于高受力强度壳体，如电池固定,结构手臂,灯具,电机底座,吹风机手臂固定等等 螺母采用标准螺母,采用套筒或扳手夹紧,用螺丝刀锁紧.在结构上为了方便,常会在胶壳上开槽,将螺母放置其中管住锁紧 |
|
紧配柱为柱孔配合结构,可做紧配拉紧及导向结构.常用在小壳件配合(U盘,读卡器,蓝牙等零件);PCB定位,壳体防翘曲拉紧等.常见为圆形,一般紧配直径有1.0/1.2/1.5/1.8/2.0/2.5/3.0等等
还有方形,椭圆形等其他异形结构.导向柱则需要单边留0.1-0.3mm间隙即可