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产品结构设计·螺丝柱设计总结分析

 学习新知识tzh 2021-05-30

 螺丝柱及沉头孔尺寸数据 

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  • 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.

  1. 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.

  2. 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

  3. 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

  4. 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

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  • 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。

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 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

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 螺丝柱锁紧行程 

壳与壳锁紧行程为0.10 +0.10 mm

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 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

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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 

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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。

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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

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 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

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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

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