塑胶产品结构BOSS柱螺丝柱较全.pdf

产品结构设计标准第一章 塑胶部份结构设计 一、 自攻螺丝BOSS 柱2、BOSS 柱设计注意事项：2.1、BOSS 柱内孔倒0.3直角用于退胶。

2.2、打导电胶条处的螺丝柱在模具设计上不要使用丝铜，丝铜在注塑过程中由于多种原因，如模具制作不良，注塑压力等容易让柱变高会导至LCD 显示少划。

3、BOSS 柱与沉孔的装配尺寸：二、电池门及其防水设计 1、旋扭式电池门1.1、旋扭式电池门使用三个扣位，须平均分布。

1.2、扣位在模具设计上使用行位，夹线要尽量靠近扣位，夹线离扣位越远，防水性能越差。

1.3、防水圈使用O-RING 即横截面为圆的，线径1.0mm.1.4、预压值不能太大，取0.2-0.25 mm ，由于预压过大，无法通过开合100次的测试。

（全面请参考客户电池门开合力度及次数测试标准） 1.5、图示：2、锁螺丝式电池门2.1、因客人对外观之要求多数只准锁一个螺丝，因此这种设计通常电池门上要做一整圈椎台形的围骨来压防水圈。

2.2、防水圈要设计成方形的，可预压0.35 mm 左右，具体要看电池门的变形度来设计。

2.3、图示：三、底面壳防水设计 1、注意事项1.1、在底壳打螺丝的产品；空间许可的情况下防水槽要设计在面壳上，这样生产时可减少一个动作（即假如设计在底壳生产工人为了防止防水圈掉出要先合面壳才能翻转过来打螺丝。

）1.2、横截面多设计为圆形，直径取1.0 mm，正0.1负0.1.3、防水圈的路径尽量避免有落差，假如由于外形及结构等限制无法避免要倒大R过渡。

1.4、防水圈预压值取0.25 mm。

1.5、装配图示：四. LENS 设计1、装配关系及基本设计要点1.1、LCD &LENS装配关系及尺寸设计要点A：LCD V.Aθ：人眼看LCD的视角B=T*tgθ，通常用经验值：B=0.5mm.C:Lens 可视区， C=A+2BD:LENS 与外壳X。

Y方向间隙， D=0.05mm.E:双面胶厚度， E=0.2mm.F:双面胶与外壳外圈间隙 F=0.2mm.G:双面胶宽度，由于模切要求大于1.3 mm。

ProeCreo塑胶零件结构设计【自攻螺丝及相关螺柱设计】前言塑胶件紧固方式和实现手段，是必须在设计初期阶段就要作出规划的环节，否则不但影响整个项目结构的实现性，甚至影响到PCB 布局和 ID 造型。

本文的目的便是从自攻螺丝角度加以规范和说明，以使结构设计的数据稳定可靠。

自攻螺丝的介绍我们常用的是三角塑胶自攻螺丝，三角塑胶自攻螺丝常用于热塑性塑胶上，三角塑胶自攻螺丝减小了锁紧力矩，攻入后塑胶件不易变形，有利于提高强度和安全可靠性，并给重复装配提供了可能性螺丝直径M1-M6螺丝长度2-100mm头型圆头（B 型头）、半圆头（P 型头）、沉头（F 型头）、半沉头（O 型头）大扁头（T 型头）、圆柱头（C 型头）、六角头（H头）、复合头型（固定垫片）、带边、内花、平头等槽型一字槽、十字槽、复合槽、Y 型槽、梅花槽、米字槽、内六角等螺丝牙型德、美、日、英、公制、紧定锁紧、自锁、耐固、耐落等表面处理镀锌（蓝白锌、彩锌、黑锌）、镀镍、镀铬、镀铜、煮黑以及各种环保镀等热处理根据不同的材料采取表面渗碳或调质处理，表面硬度能达到HV500°以上盐雾试验根据不同的镀种最多可提供 96 小時以上的盐雾试验公制的牙型角是60 度,英制的是55 度,不过绘图只在有型状出来就可以,标注时,公制是M 开头,英制是#X 开头的自攻螺丝的关键指标：（1）螺钉材质；（2）螺钉的直径，螺钉的长度；(至少2MM直径，长度根据实际情况选择)（3）螺钉头型，螺钉尾型；（头型为P头，尾型为平尾）（4）螺钉牙距，螺钉牙深；(采用标准系列)（5）螺钉的头径，螺钉头的厚度，螺钉的槽型及槽深； (采用标准系列)（6）螺钉的热处理及表面处理；前期设计说明：（一）设计师应在 ID 设计输入阶段便大致选择螺钉、配用螺柱的类型与规格，以及设计摆放位置。

设计初始阶段的规避，作为设计输入评审项目之一，设计评审时将对该项内容严格把关。

（二）注意与螺钉配合的塑料件材料选用。

螺絲是電子產品中最常使用的組裝方法之一，但是很多的設計者(R&D)卻常常忽略了螺絲及螺絲柱的的設計需求，而造成一些組裝上的缺憾，比如說螺絲柱滑牙(stripe)、螺絲柱破裂(crack)或斷裂(breaking)、或是螺絲斷裂(braking)、或是螺絲頭磨損(wear out)...等。

這裡提供一些螺絲及螺絲孔設計的基本需求，讓你的螺絲設計不再出問題。

•螺絲孔需設計導孔(counterbore)以導正螺絲鎖入。

•螺絲孔的深度必須比螺絲的長度還要深，為了容納被自攻螺絲切銷出來的塑膠屑，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的螺絲可以有效防止螺絲孔滑牙。

•這個表格緊提供參考，還是要以實際操作為準。

下面的表格需配合上面的圖示，【Material】就是塑膠的材質，【Hole Factor】就是螺絲孔因子，【Boss Factor】是螺絲柱因子，【Depth Factor】為深度因子。

假設我們拿了一根M2.6x10L的螺絲，其螺絲規格如下：螺絲頭直徑：4.1~4.5mm，螺牙外徑(d)：2.47~2.55mm，取2.5mm。

螺絲長度為：10+0/-0.8mm，螺絲牙距：0.91mm如果要設計用在ABS/PC材質的塑膠上面，則其設計規範如下：螺絲孔直徑＝d x Hole Factor ＝2.5 X 0.8＝ 2.0mm螺絲柱外徑＝d x Boss Factor ＝ 2.5 X 2.0＝ 5.0mm (最少)螺絲最小嚙合深度＝ d x Depth Factor ＝ 2.5 X 2.0＝ 5.0mm (最少)螺絲嚙合牙數＝5/0.91 ＝5(牙)一般來說螺絲孔的直徑必須比螺絲的外圍直徑稍微小一點點(x0.72~0.85)；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(x1.7~2.2)，這裡列出的因子倍數應該是最小值，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，很容易就會被外力拉開。

2.6,BOSS柱的设计2.6.1,BOSS柱即凸出的柱子,通常指螺丝柱及紧配柱,是固定导向结构.螺丝柱有两种:自攻牙及机牙.a.自攻牙为自攻螺钉+塑胶BOSS柱,结构见图2.6.1aSD: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2.6.1a图中两种固定方式,第一种:两塑胶件固定;第二种为PCB固定;b.机牙第一种方式为机牙螺钉+铜螺母+塑胶BOSS柱,铜螺母装入BOSS柱有热熔和直接成型两种.热熔见图2.6.1b-1CD:铜螺母直径,Cd:铜螺母螺牙公称直径D:塑胶柱子外径；d:塑胶柱子底孔直径；热压铜螺母的BOSS柱设计原则：D=CD+1.5(质硬+1,质软+2）d=CD-0.6(质硬-0.5,质软-0.8）螺钉及安装方式2.6.1a中有说明如为直接成型结构,取消热压空隙及溢胶槽深图2.6.1b-1图2.6.1b-2图2.6.1b-2中为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. c.机牙第二种方式为机牙螺钉+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.d.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,值自定义.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.H≥3mm(直径小于3)C≥R避空2.6.2,螺钉的选用:螺钉选用根据所使用的安装方式,2.6.1a/b/c中有介绍自攻及机牙安装结构，螺钉分自攻和机牙,自攻即螺距较大的螺钉在材料预留孔中挤压推进的固定咬合方式;机牙即按标准公制或英制牙加工处理的内外螺丝(同规格)相配合固定咬合方式.常用自攻螺钉尾部有平头,尖头等,螺帽有扁圆头,圆头,P盘头,C平头,K沉头.槽型可自定义,常用十字. BOSS柱锁牙达到3圈以上即可.尖头牙在BOSS柱锁牙足够情况下选用,具有导正牙的作用;平头牙在BOSS柱锁牙不够,高度偏低情况下选用,容易牙偏;C平头帽在压缩厚度情况下用,最薄可以做到1.0厚；P圆头:对厚度没要求常用的标准螺丝螺头;K沉头:常用在不超过平面的板件固定.机牙的牙距较小,不做挤压推进,所以仅有平头;螺帽除了自攻常用螺帽,还有内/外六角头,方头等,机牙锁牙达到2圈以上即可.因为机牙牙距较小,锁的圈数越多牢固.通常相同的长度,牙距越小锁牙越紧,强度越强.因此牙也有粗牙和细牙之分.粗牙即普通螺牙,细牙常见管螺纹.机牙的规格型号,请参考标准.2.6.3,塑胶预留自攻螺丝底孔设计参考值如下表所示.常用自攻螺丝装配及测试(10次)时所要用的扭力参考值,如下表所示.。

Screw & boss design guide line常用螺釘緊固件產品在手機應用上大致分爲兩類：1.自攻絲螺釘和塑膠件緊固方式。

2.機牙螺釘和内嵌螺母(insert nut)緊固方式。

自攻螺釘機牙螺釘内嵌螺母緊固方式1緊固方式2Screw & boss design guide line 下面介紹方式1中的自攻螺釘設計首先，螺釘頂頭形狀可以參照下表選擇：Screw & boss design guide line 自攻螺釘設計然後，螺釘頭驅動系統有如下幾類：Screw & boss design guide line自攻螺釘設計這些螺釘頭驅動系統都是國際通用的規格和標準，他們優缺點如下：Cruciform Drives Hex Drive TORX® Drive•裝配時容易打滑和脫出•需要過多的軸向壓力•限制了扭矩的轉遞•點接觸容易導致應力集中•容易損傷螺絲刀和螺釘頭•60º的驅動角傳遞力矩效率不高•15º 的驅動角仍然有少量徑向應力•傾斜會導致接觸不充分0° 驅動角橢圓輪廓形狀六個突出部分增大了橫斷面積垂直的内邊墻•最優化的扭矩傳遞•消除徑向應力0 °DriveAngle Elliptically-based Geometry Large Cross-SectionalAreas at Lobes BroadContactSurface •擴大接觸面到最大的接合位置•增大了扭力極限•限制了螺絲刀脫出•減小了螺絲刀軸向所需要的壓力Screw & boss design guide line自攻螺釘設計TORX PLUS ®TORX ® 的螺絲刀仍然可以用於TORX PLUS ®螺絲釘的裝配。

只是效率不是很高，容易發生脫出情況。

兼容性標準螺牙•螺紋綫輪廓夾角(60º)•螺紋綫比較淺•主要設計用於鈑金件緊固新型快速裝配螺牙•更窄的螺紋綫輪廓夾角 (30º to 48º)•更深的螺紋•更小的徑向應力•應用在更小的boss設計中•提供更大的拉拔力Boss for standard screwBoss forspecial fastener screwScrew & boss design guide line 自攻螺釘設計螺絲釘的螺牙選擇：Screw & boss design guide line 自攻螺釘裝配扭矩控制•因爲隨著螺釘擰入boss的距離增加，摩擦力也會增加，因此螺絲刀的扭矩就必須要大於螺釘完全擰入的扭矩，但是如果扭矩過大，就會損壞boss柱。

标准类别P产品类设计标准名称P-2 螺钉柱设计文件编号：T01--03-A页 5 版 B一、螺钉柱标准尺寸规格因长期以来我公司塑料件上螺钉柱的设计存在不合理性，经常因螺钉柱外径过粗而引起表面缩水，或者内径过小而使螺钉打爆，或内径过大而使螺牙不起作用，根据长期以来模具厂对螺钉柱各尺寸的实际修改情况，特统一公司常用的四种自攻螺钉柱的标准。

自攻螺钉型号 ST2.2 ST2.9 ST3.5 ST3.9 ST4.2 ST4.8 备注产品配孔内径ødPC+ABSФ1.75±0.03Ф2.35±0.03Ф2.8±0.03Ф3.2±0.04Ф3.5±0.04POM、PA66、PA6-GF30材料相同 ABS、HIPS、PPФ1.70±0.03Ф2.3±0.03Ф2.75±0.03Ф3.1±0.04Ф3.4±0.04含对应阻燃材料对应模具镶针尺寸ABS Ф1.73±0.02Ф2.33±0.02Ф2.8±0.02Ф3.15±0.02Ф3.45±0.02HIPS Ф1.73±0.02Ф2.33±0.02Ф2.78±0.02Ф3.15±0.02Ф3.45±0.02PC+ABS Ф1.78±0.02Ф2.38±0.02Ф2.83±0.02Ф3.25±0.02Ф3.55±0.02FRABS Ф1.73±0.02Ф2.33±0.02Ф2.8±0.02Ф3.15±0.02Ф3.45±0.02PP Ф1.84±0.02Ф2.44±0.02Ф2.9±0.02Ф3.25±0.02Ф3.55±0.02Ф3.85±0.02外观面防缩水时参考最小外径øD(小端) ≥Ø4 ≥Ø5 ≥Ø6 ≥Ø6.3 ≥Ø6.5 ≥Ø7.5ФD (不允许缩水的关键外表面处的螺钉柱)HIPS不推荐使用 ≥Ф4.5≥Ф5.5≥Ф6.3≥Ф7≥Ф7.2≥Ф8.3（大端） （大端） （大端） （大端） （大端） （大端）ФD(允许缩水缺陷的非关键面处的螺钉柱) ≥Ф6.4≥Ф7.2≥Ф8.4≥Ф9.2≥Ф9.4≥Ф9.4（小端） （小端） （小端） （小端） （小端） （小端）外观类防爆螺钉 Ф2.5X0.5Ф3.0X0.5Ф3.5X0.5Ф4.0X0.5Ф4.5X0.5Ф5X0.5倒角后大端外径ФT(非外观)Ф2.6 Ф3.3 Ф3.9 Ф4.3 Ф4.6倒角后大端外径ФT(外观) 参考非外观件的ФT，推管壁过薄时可要求设计不做倒角通孔孔深 >5.9 >6.8 >7.4 >7.7 >8.3 h>3P+K 非外观防爆螺钉 Ф2.8X0.5Ф3.3X0.5Ф4.3X0.5Ф5.2X0.5Ф5.5X0.5Ф6X0.5拔模角a H>6mm,a=0,模具采用ФDXФd的推管直接顶出成型H≤6mm,a=0.5,模具采用ФD的型芯成型注：1、一般在内部结构件上，对缩水缺陷可以接受，且需要承载较大侧向力的螺钉柱采用大外径ФD值的情况；在关键外观面上的螺钉柱（不可接受外表面缩水缺陷）采用小外径ФD值的情况。

塑料制品上的BOSS柱设计BOSS柱的分类及概述1BOSS柱是家电、汽车内外饰塑件上的常见装配结构，主要起到定位和紧固作用。

根据塑件的不同功能，BOSS柱主要分为螺钉柱、焊接柱、定位柱3类。

螺钉柱是通过自攻螺钉将2个塑件连接在一起，其特征是壁厚较厚，且内孔通常有倒角以便于自攻螺钉的安装导向，如图1所示。

图1 螺钉柱图2 焊接柱焊接柱是通过焊接工艺及焊接工装将焊接柱熔化，从而使2个塑件连接在一起，如图2所示。

一般在焊接柱上设计支撑筋起支撑定位和加强作用，其中塑料超声波热铆焊工艺是在家电、汽车塑料制品上应用最广泛的一种工艺。

图3 定位柱定位柱是用于2个塑件在某个方向上的精确定位，如图3所示。

定位柱区别于螺钉柱和焊接柱的特征是通常定位柱外侧会有定位筋，定位柱有时也会作为焊接柱使用。

BOSS柱的设计要点201BOSS柱的外径及壁厚BOSS柱的壁厚设计要考虑其强度、成型工艺等因素。

壁厚太薄则强度不够，壁厚太厚则容易引起外观缩痕。

螺钉柱壁厚与螺钉尺寸有很大关系。

一般螺钉柱壁厚是根据自攻螺钉规格进行设计，同时内外直径应符合加工工艺性，如表1所示尺寸可供参考。

对于直接连在外观面上的定位柱和焊接柱，其壁厚不大于制件壁厚的0.4倍，同时考虑到成型工艺，最小壁厚要大于1mm。

非外观面上的定位柱、焊接柱和底部有“狗窝”状的定位柱、焊接柱，其壁厚可适当加厚。

02BOSS柱的高度BOSS柱的高度一般取5~35mm，当柱子高度大于35mm时，其注射成型及脱模都较困难，此时一般要在BOSS柱下面加一个“狗窝”状的底座，以便降低BOSS柱的高度，保证注射成型及顶出顺利。

底座结构如图4所示。

图4 底座结构为了保证紧固强度，螺钉柱的端面要低于连接件1mm，且螺钉柱的高度要大于螺钉旋入长度3~5mm，避免螺钉穿过塑件表面，如图5所示。

图5 螺钉柱装配图为保证塑件连接后有足够强度，焊接柱需要校核焊接熔胶量，焊接柱的高度越高，熔胶量越多。