螺絲與塑料的關(guān)系

1、一、塑料自攻螺絲（Self-tappingScrew8勺優(yōu)缺點(diǎn)新產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間時(shí)，塑料材質(zhì)的選用是最被重視的一個(gè)環(huán)節(jié)，不過(guò)除了塑料之外，其實(shí)還有很多的零件需要被重視，可是有個(gè)小零件卻經(jīng)常被忽略一自攻螺絲（Self-tappingscrew）,可是從生產(chǎn)制造的角度來(lái)看，一顆設(shè)計(jì)不良的螺絲及螺絲柱往往是壓死設(shè)計(jì)的最后一根稻草，螺絲真的是這么微不足道（minor）的零件嗎？本文試著先探討何謂自攻螺絲？還有自攻螺絲有何優(yōu)缺點(diǎn)？后面會(huì)再試著探討更多的螺絲扭力的問(wèn)題。首先，讓我們來(lái)看看何謂自攻螺絲？一般的螺絲（大部分指機(jī)械螺絲）都要先在部件上做出所謂的陰螺紋來(lái)讓螺絲可以鎖得進(jìn)去，就像螺帽一樣，上面已經(jīng)

2、有螺紋在螺帽的內(nèi)孔，所以螺絲可以很輕易地對(duì)著螺紋鎖進(jìn)去；而自攻螺絲就不需要在被鎖件上事先做出螺紋，因?yàn)樗梢砸贿呮i進(jìn)去被鎖件，并一邊在被鎖件上攻出螺紋來(lái)，進(jìn)而使自己固定于被鎖件上。下圖是一款鉆尾切槽自攻螺絲，其前面的缺口有類似銃刀的功能，方便在塑料孔上切削掉多余的部件，其螺紋則被設(shè)計(jì)成剛好可以把波峰所推出來(lái)的塑料擠進(jìn)波谷里，達(dá)到平衡的作用，也可以讓螺絲與塑料更緊密的結(jié)合在一起；有些自攻螺絲的螺紋則被設(shè)計(jì)成可以旋轉(zhuǎn)帶出被推擠出來(lái)的塑料屑或木屑，以免過(guò)多的廢屑擠壓被鎖件造成局部隴起或破裂的危險(xiǎn)。槽磕航的切*口刀4星火川健就影自攻螺絲的立意很好，實(shí)際上也真的大大地提升了工業(yè)化大量生產(chǎn)的效率，因?yàn)槭孪?/p>

3、制作陰螺紋需要多花上許多的時(shí)間與功夫，而且塑料射出件必須要采用埋值螺絲（Insert）才可以制作出陰螺紋，既廢時(shí)又費(fèi)工；可是自攻螺絲也有許許多多的限制及缺點(diǎn)，比如說(shuō)：被鎖件容易因自攻螺絲的強(qiáng)迫（force激入而承受一定的應(yīng)力，并導(dǎo)致螺絲孔周圍有龜裂或破裂的缺失，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的可靠度。因?yàn)檫@樣，所以自攻螺絲鎖入處都會(huì)要求要有一定的面積肉厚來(lái)承受螺絲應(yīng)力，比如說(shuō)塑料螺絲柱的外孔值徑通常需要比內(nèi)孔直徑大2.53.0倍，不同的塑料材質(zhì)（resin瑞要不同的最小肉厚。有些設(shè)計(jì)師只是一味的套用前輩的設(shè)計(jì)，完全不管所使用的塑料材質(zhì)不一樣，造成有些螺絲孔的肉厚小于應(yīng)有的安全系數(shù)。有時(shí)候設(shè)計(jì)者知道應(yīng)該要把螺絲

4、孔的肉厚設(shè)計(jì)在應(yīng)有的尺寸，可是卻沒(méi)有考慮到脫模角(draftangle對(duì)肉厚的影響，而且螺絲柱越高，脫模角對(duì)肉厚的影響也就越大，因?yàn)槁萁z住的內(nèi)外徑脫模角度剛好顛倒，越往上面，具所剩下的肉厚也就越少雇上面的外徑的4如果再加上塑料射出成型廠可能使用二次回收料(regrindresin),那最小肉厚就需要再往上加，很多的設(shè)計(jì)人員常常得納悶，為何塑料部件明明都已經(jīng)通過(guò)嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)質(zhì)量驗(yàn)證了，怎么大量生產(chǎn)后還會(huì)發(fā)生螺絲孔破裂(crack珀質(zhì)量問(wèn)題？這其實(shí)有很大一部份是因?yàn)閺S商添加了二次回收料所使然；因?yàn)樵嚠a(chǎn)階段，射出成型廠商怕會(huì)問(wèn)題，一般不敢使用二次料，可是大量生產(chǎn)后就會(huì)偷偷的加進(jìn)去。如果當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)安全系

5、數(shù)放得太小，只要稍微加點(diǎn)二次料就會(huì)有破裂的風(fēng)險(xiǎn)。二、【螺絲】與【塑料柱】的設(shè)計(jì)原則螺絲是電子產(chǎn)品中最常使用的組裝方法之一，但是很多的設(shè)計(jì)者(R&D)#常常忽略了螺絲及螺絲柱的的設(shè)計(jì)需求，而造成一些組裝上的缺憾，比如說(shuō)螺絲柱滑牙(strip)、螺絲柱破裂(crack)或斷裂(breaking)、螺絲斷裂(breaking)、或是螺絲頭磨損(wearout)等。這里提供一些螺絲及螺絲孔柱設(shè)計(jì)的基本需求，讓你的螺絲設(shè)計(jì)不再出問(wèn)題塔孔直f圣=d十口一2mm蟒標(biāo)柱外覘二dx螺域柱因子岬舔孔直怪=dx螺隙孔因子1-螺粽最小嚙臺(tái)深度=dx深度因子萼孔深度-0.3-0.5d下面的表格需配合上面的圖標(biāo)，【Mat

6、erial就是塑料白材質(zhì)，HoleFactol就是螺絲孔因子，【BossFactol是螺絲柱因子，【DepthFactol為深度因子。假設(shè)我們拿了一根M2.6x10L的螺絲，具螺絲規(guī)格如下：螺絲頭直徑：4.14.5mm螺牙外徑（d）:2.472.55mm取2.5mm。螺絲長(zhǎng)度為：10+0/-0.8mm螺絲牙距：0.91mm如果要設(shè)計(jì)用在ABS/PC材質(zhì)的塑料上面，則其設(shè)計(jì)規(guī)范如下：螺絲孔直徑=dxHoleFactor=2.5X0.8=2.0mm螺絲柱外徑=dxBossFactor=2.5X2.0=5.0mm（最少）螺絲最小嚙合深度=dxDepthFactor=2.5X2.0=5.0mm（最少）

7、螺絲嚙合牙數(shù)=5/0.91=5（牙）一般來(lái)說(shuō)螺絲孔的直徑必須比螺絲的外圍直徑稍微小一點(diǎn)點(diǎn)（x0.720.85）一般人則較常忽略螺絲柱的外徑也需要配合螺絲的外圍直徑（x1.72.2）,這里列出的因子倍數(shù)應(yīng)該是最小值，太小的螺絲外徑很容易造成龜裂；深度因子也是最小要求，需要配合螺絲的直徑，螺絲的螺牙如果鎖得不夠深，很容易就會(huì)被外力拉開(kāi)。Screv/setectiondependsonmaterialSource.DuPontMaterialHz店FactorBossFactoiD電mFactorABS0.602.002.0ABS/PCO.SO2.002.0A$A0.782.0C2DPA460.73

8、1.S518PA46GF3fl%0,7818518PA60751B517PA6GF30%0.602.0019FA660.751.851了PA66GF30%0.B22.0C1.3P8T0.751.6517PBTGF3Q唯0.80ieo17PCb旺2.2PCGF30%0.852.202.0PE-HO075l.fi0IBPE-LD0.75t.fi018PET0.751.8517PETGF30%0.801.8017PMMA0.6520020POM1751952.0PP0.702.002.0PPTF20%0.722.002.0PPO0.P52.5022PSo.eo2.002.0PYC-U0,602002

9、0SAN07720019 螺絲孔需設(shè)計(jì)導(dǎo)孔(counterbor斟導(dǎo)正螺絲鎖入。 螺絲孔的深度必須比螺絲的長(zhǎng)度還要深，為了容納被自攻螺絲切銷出來(lái)的塑料屑，以避免螺絲孔爆裂。 螺絲的選擇也非常重要，如果螺絲孔深度夠的話，選擇螺絲牙距大一點(diǎn)的螺絲可以有效防止螺絲孔滑牙。 這個(gè)表格緊提供參考，還是要以實(shí)際操作為準(zhǔn)。 建議可以參考另一篇文章塑料自攻螺絲扭力探討(Self-tappingScrew)三、塑料自攻螺絲扭力探討(Self-tappingScrew)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，塑料的自攻螺絲(Self-tappingscrew)是最不被重視的零件，只是螺絲真的是這么微不足道(minor)的零件嗎？本文嘗試探討

10、塑料、及其自攻螺絲間的扭力關(guān)系。另外也想要到談?wù)勬i緊螺絲在塑料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，也會(huì)探討不當(dāng)?shù)穆萁z及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所造成的問(wèn)題。還會(huì)有一系列的螺絲文章探討自攻螺絲的種類、如何選用自攻螺絲、及如何設(shè)計(jì)合理的塑料螺絲柱。首先，讓我門(mén)來(lái)解釋何謂的自攻螺絲，就是被鎖件不需要事先做出陰螺紋以配合螺絲上的螺紋。因?yàn)樽怨ヂ萁z可以自己一邊鎖進(jìn)被鎖件一邊在被鎖件上作出螺紋。影響螺絲扭力的因素非常多，下面試列舉出它的所有可能。48絲的直徑(Screwdiameter):直徑越大、扭力需要越大。48絲的長(zhǎng)度(Screwlength):越長(zhǎng)度長(zhǎng)、扭力需要越大。盤(pán)絲的螺牙間距(Screwpitch)：間距越大、扭力

11、需要越大。硼R絲尖端的形狀(Screwshape):尖的、三角的盤(pán)絲孔白直徑(Screwholddiameter):螺絲孔的直徑越小、扭力需要越大。盤(pán)絲孔的月真角度(Screwholedraftangle):脫模角度越大、扭力需要越大。盤(pán)絲孔白斜角(Screwholechamfer):斜角越大、扭力需要越大。塑料材質(zhì)(Plasticmaterial):越硬的塑料材質(zhì)(如reinforce或是含fiber的塑料)、其扭力需要越大。個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，決定自攻螺絲扭力最適當(dāng)?shù)牡姆椒ㄈ缦?歡迎有不同想法或是其他方法的先進(jìn)提供意見(jiàn))：決定電動(dòng)螺絲起子最小螺絲扭力：以經(jīng)驗(yàn)值選取扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或

12、+/-0.5Kg/cm2),用電動(dòng)螺絲起子設(shè)定其最小螺絲扭力，鎖緊后再用收動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲來(lái)檢查螺絲扭力是否足夠，如果已經(jīng)無(wú)法再用手動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲，就表示螺絲扭力的最小值設(shè)定可以接受；如果還可以轉(zhuǎn)動(dòng)，則表示最小扭力還不過(guò)，必須再往上增加。反復(fù)測(cè)試后可以決定最小的電動(dòng)起扭力。另外一個(gè)方法確定最小電動(dòng)起扭力，是螺絲鎖緊后，破壞塑料殼并檢查所有上、下蓋的螺絲柱是否已經(jīng)緊密接合、無(wú)縫隙。決定電動(dòng)螺絲起子最大螺絲扭力：最小螺絲扭力決定后，再依據(jù)扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或+/-0.5Kg/cm2)把電動(dòng)螺絲起子的扭力設(shè)定到扭力范圍的最大值(=最低扭力+0.3Kg或0.5Kg),拿10組上、下蓋(或

13、是上、下殼)，用電動(dòng)起子重復(fù)鎖緊、松開(kāi)螺絲10次后，確認(rèn)有無(wú)任何螺絲孔滑牙或是螺絲柱破裂的現(xiàn)象發(fā)生，如果沒(méi)有，那恭喜你，最大螺絲扭力也設(shè)定完成了；如果有，則必須將扭力調(diào)小或是設(shè)計(jì)變更螺絲柱的內(nèi)、外孔徑，然后再重復(fù)驗(yàn)證。以上是假設(shè)所有的自攻螺絲都構(gòu)強(qiáng)況，沒(méi)有螺絲斷裂或是螺絲有滑牙的情形發(fā)生，如果可以的話，還要用查表法得知螺絲的最大承受扭力，再乘以一定的安全系數(shù)0.60.8,然后比較以上方法定義出來(lái)電動(dòng)螺絲扭力是否恰當(dāng)。如果可以再利用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論，計(jì)算出螺絲柱的最大扭力承受值，與實(shí)際的試驗(yàn)法相輔相成，這樣的扭力決定應(yīng)該就是最好的扭力了。不好的螺絲設(shè)計(jì)，在電子組裝時(shí)常會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題： 螺絲頭滑牙：

14、有可能是扭力太大造成，可嘗試螺絲硬化處理，或是降低螺絲扭力解決。 螺絲孔滑牙：檢查螺絲孔的內(nèi)孔徑是否太大，或是選用較大牙距的螺絲。盤(pán)絲孔破裂(crack):檢查螺絲孔壁厚度設(shè)計(jì)是否太薄、螺絲的扭力是否太大、或是塑料射出成型時(shí)是否有摻雜二次料、或是塑料射出成型時(shí)塑料粒未干燥完全。 螺絲鎖不緊：檢查螺絲扭力是否太小、螺絲孔是否設(shè)計(jì)太小。另外，如果產(chǎn)品內(nèi)部有應(yīng)力或是上、下頂出的設(shè)計(jì)就要特別小心螺不緊的可能性。四、影響塑料自攻螺絲扭力的因素塑料部件使用自攻螺絲來(lái)互相鎖緊已經(jīng)是個(gè)很普遍的制程了，可是還是經(jīng)常聽(tīng)到或是發(fā)生螺絲孔破裂或是螺絲滑牙(strip)等情事，本篇文章將試著探討影響螺絲起扭力的因素及可

15、能原因，如果碰到螺絲鎖不緊或滑牙的事情，就可以先檢查看看是否有哪些因素發(fā)生的變化。影響螺絲起扭力的因素其實(shí)非常的多，如果有不同意見(jiàn)，也歡迎留言討論，下面將列舉出我認(rèn)為有可能影響到的因素： 螺絲的直徑(Screwdiameter)螺絲的直徑越大、所需電動(dòng)起扭力就越大。因?yàn)樵酱笾睆降穆萁z，通常意味著需要吃到較深的塑料內(nèi)側(cè)。 螺絲的長(zhǎng)度(Screwlength)螺絲的越長(zhǎng)度越長(zhǎng)、所需電動(dòng)起扭力就越大。電動(dòng)起扭力基本上與螺絲與塑料的接觸面積成正比，螺絲鎖得越進(jìn)去螺絲孔，就會(huì)有越多的螺絲面積與塑料接觸。 螺絲的螺牙間距(Screwpitch)：螺牙問(wèn)距越大、所需電動(dòng)起扭力就越大。這點(diǎn)似乎有點(diǎn)與上面的接觸

16、面積抵觸，但這是因?yàn)橥瑯影崖萁z轉(zhuǎn)一圈，螺牙間距比較大的螺絲鎖進(jìn)塑料的深度比間距小的還要深，所以需要比較大的扭力。就像是同樣直徑不同齒輪數(shù)的齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)同一個(gè)別的齒輪，齒輪數(shù)越多的越省力的道理一樣。 螺絲尾端的形狀(Screwshape)尖尾的、三角的。扭力其實(shí)跟螺絲的尾端形狀沒(méi)有多大關(guān)系，但不同的螺絲尾端形狀通常代表不同的螺紋設(shè)計(jì)，就經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)尖尾的螺絲其螺紋較淺，所需的電動(dòng)起扭力也較小。 螺絲孔的直徑(Screwholediameter)螺絲孔的直徑越小，所需電動(dòng)起扭力就越大。 螺絲孔的脫模角度(Screwholedraftangle)螺絲孔的脫模角度越大，扭力需要越大。這是因?yàn)樵酵萁z孔底部的

17、孔徑會(huì)越小的關(guān)系。另外值得注意的是隨之而來(lái)的螺絲柱外側(cè)脫模角度(Screwbossdraftangle)這兩項(xiàng)脫模角度會(huì)直接影響到螺絲柱的肉厚。 螺絲孔的進(jìn)孔處斜面(Screwholechamfer)斜面的作用是幫助螺絲站穩(wěn)在螺絲孔上，讓作業(yè)員鎖螺絲時(shí)不容易打滑到旁邊?？墒切泵嫒绻蠡蛱?，雖然所需要的電動(dòng)起扭力可能就會(huì)越小，但這樣一來(lái)所剩余的塑料螺絲柱與螺絲的咬合面積就越少，有可能會(huì)降低螺絲的鎖合力。 塑料材質(zhì)(Plasticresinmaterial)越硬的塑料材質(zhì)(如reinforce或是含glassfiber玻璃纖維)的塑料)，所需的電動(dòng)起扭力就越大。五、如何決定自攻螺絲的電動(dòng)起扭力

18、如果你是電子制造工廠的制程工程師，你是如何決定電動(dòng)螺絲起的扭力？尤其是決定自攻螺絲的最恰當(dāng)電動(dòng)起扭力，下面所提供的方法是我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，歡迎有不同想法或是其他方法的先進(jìn)提供意見(jiàn)：本篇文章將試著探討鎖緊螺絲該使用多大的電動(dòng)起扭力及影響螺絲起扭力的因素，以期達(dá)到最佳螺絲起扭力的設(shè)定。先決定電動(dòng)螺絲起的最小螺絲扭力：先以經(jīng)驗(yàn)值選取扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或+/-0.5Kg/cm2),用電動(dòng)螺絲起子設(shè)定其最小螺絲扭力，鎖緊后再用手動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲來(lái)檢查螺絲扭力是否足夠，如果已經(jīng)無(wú)法再用手動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲，就表示螺絲扭力的最小值設(shè)定可以接受；如果還可以轉(zhuǎn)動(dòng)，則表示最小扭力還不過(guò)，必須再往上增加。反復(fù)

19、測(cè)試后可以決定最小的電動(dòng)起扭力。還有一個(gè)也是比較可靠的方法來(lái)確定最小電動(dòng)起扭力，等確定螺絲都鎖緊以后，不拆螺絲但破壞塑料殼并檢查所有上、下蓋的螺絲柱是否都已經(jīng)緊密接合、無(wú)縫隙。決定電動(dòng)螺絲起子最大螺絲扭力：最小螺絲扭力決定后，再依據(jù)扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或+/-0.5Kg/cm2),把電動(dòng)螺絲起子的扭力設(shè)定到扭力范圍的最大值(=最低扭力+0.6Kg或1.0Kg),拿10組上、下蓋(或是上、下殼)，用電動(dòng)起子重復(fù)鎖緊、松開(kāi)螺絲10次后，確認(rèn)有無(wú)任何螺絲孔滑牙或是螺絲柱破裂的現(xiàn)象發(fā)生，如果沒(méi)有，那恭喜你，最大螺絲扭力也完成設(shè)定了；如果有，則必須將扭力調(diào)小或是設(shè)計(jì)變更螺絲柱的內(nèi)、外孔徑，

20、然后再重復(fù)驗(yàn)證。以上是假設(shè)所有的自攻螺絲都?jí)驈?qiáng)況，沒(méi)有螺絲斷裂或是螺絲有滑牙的情形發(fā)生，如果可以的話，還要用查表法得知螺絲的最大承受扭力，再乘以一定的安全系數(shù)0.60.8然后比較以上方法所定義出來(lái)電動(dòng)螺絲扭力是否恰當(dāng)。如果可以再利用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論，計(jì)算出螺絲柱的最大扭力承受值，與實(shí)際的試驗(yàn)相輔相成，這樣所決定出來(lái)的扭力應(yīng)該就是最好的扭力值了。六、常見(jiàn)的螺絲鎖緊問(wèn)題與對(duì)策組裝電子產(chǎn)品時(shí)，螺絲選擇錯(cuò)誤或是不當(dāng)?shù)穆萁z孔柱設(shè)計(jì)，都是生產(chǎn)的不定時(shí)炸彈，這里試著列出常見(jiàn)的問(wèn)題與解決對(duì)策：螺絲頭滑牙(strip)有可能是電動(dòng)起扭力太大、選錯(cuò)了電動(dòng)起子頭(bit)、或電動(dòng)起子頭已經(jīng)歪掉造成的。請(qǐng)先確認(rèn)電動(dòng)起子頭正確無(wú)勿后再試著降底電動(dòng)起扭力；我經(jīng)?？吹铰萁z頭的凹槽與電動(dòng)起子頭不匹配造成的螺絲頭打滑，大部分都是平頭的凹槽螺絲卻拿尖