【结构设计】自攻型螺丝柱设计
结构设计
自攻型螺丝柱设计
螺丝柱，也称BOSS柱，是塑胶件产品中常见的结构，也是塑胶件产品成型过程中问题比较多的结构之一
常见的螺丝柱缺陷主要有开裂、滑牙、根部断裂、产品表面缩水，发白等
合理的塑料螺丝柱结构设计，需要能承受螺丝锁入时的螺纹成型或切削的驱动扭矩，而螺孔大小对于防止螺纹剥离和螺旋脱出是至关重要的，螺柱的直径必须足够大以承受在螺纹成型或切削过程中环向应力
下图为合理的塑料螺丝柱结构设计尺寸
下表为螺丝柱系数，可以根据材料种类及螺纹直径，计算出合理的螺丝柱结构设计尺寸
螺丝旋入螺柱时，螺丝柱开口端产生的应力是最大的，因此，螺丝柱内径的入口处可设计一个凹台，凹台的作用是减小螺丝旋入时的初始应力并且具有导向的作用；
在没有设计凹台时，入口处可以设计成倒角，也可以起到缓解开口端应力，并为螺钉提供一定的导向作用
火山口
塑料螺丝柱对应的产品表面经常出现缩水问题，解决的其中一个方法就是螺丝柱根部增加火山口，如下图所示
PS：在火山口设计的时候，如果减胶减的过多，在生产过程中产品表面会出现模印，同样会造成产品不良
模印是由于产品胶位太薄而造成的塑胶制品表面发亮
缩印是由于产品胶位太厚而造成的塑胶制品表面凹陷
火山口的尺寸设计，防缩水尺寸可以参照加强筋的防缩水尺寸，火山口的直径大小，通常比螺丝柱的外径大2mm~5mm即可
螺丝柱的高度及加强筋
螺丝柱的高度没有特殊的要求，根据实际产品的结构设计高度，通常当螺丝柱的高度大于螺丝柱外径尺寸的2倍时，螺丝柱需要增加加强筋
加强筋的高度不要做到螺丝柱子的顶部，一般预留1.0mm左右的高度
加强筋的顶端不要做一个平位，做一个平位增加一道模具省模的工序
PS：设计火山口与加强筋时，先设计火山口，再设计加强筋，在作图时比较容易处理，反过来就比较难处理
螺丝柱开裂
材料太脆，材料发生降解，韧性不够
材料中掺入了过多的水口料，导致材料太脆；成型过程中，成型温度过高或者材料在烘料时不充分而含有水分，引起材料发生降解
内径过小，螺丝柱壁厚不足
环境应力开裂
材料不能不能耐一些有机溶剂时，就有可能引起螺丝柱的开裂
减小攻丝时的初始应力，方法有减少攻丝时使用的扭矩大小以及上述中提到增加凹台或倒斜角
螺丝柱滑牙
材料过韧，刚性不够
螺丝内径过大
扭矩过大
根部断裂
螺丝柱的根部存在尖角，产品成型时该处导致应力集中，导致根部断裂，在设计时，在保证螺丝柱对应的产品表面不产生缩水的情况下，尽量采用大的圆角进行过渡
产品表面缩水
解决的方法是增加火山口，具体设计尺寸参照前文
发白
螺丝攻入时，螺丝柱的整体有发白现象，原因是攻入时使用的扭矩过大，螺丝柱的整体壁厚过薄导致
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