结构设计- 螺丝柱设计分析
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螺丝柱结构设计螺丝柱在一般的结构中用得是最多的,因为两个胶件的配合用螺丝比扣位要好得多,只是成本高了,但一般稳固的结构都会用螺丝的,如下图就是自功螺丝的配合。
在画图时就有一点技巧了。
虽然画这个很简单,但看完后你就知道为什么了。
我们先拉伸一个柱实体,如下图,技巧来了,怎么选取草绘面,因为后面还要CUT出螺丝孔和螺丝沉孔。
我们要把以后的特征都参考到这个实体柱,在设变时就非常方便了。
如下图,因为这个例子比较特殊,底面是平面,我们直接草绘平面直接放在平面上就可以了。
CUT螺丝沉孔时我们不要以外表面平面作草绘平面,如下图,我们以实体柱的底面OFFSET一个距离作草绘平面。
为什么要这样做,如下图,我们在改红色线的高度时就能保证绿色箭头那段距离不变了,实践中,红色这个高度一般不会一次就能定下来的,在后面的设计中会作一些调整的。
如下图,是外观面不是平面的情况,我们就是以一个面为基准,最好是DATUM PLANEOFFSET 一个距离后再拉伸实体柱UP TO NEXT ,不要用UP TO SURF 。
那么实体柱的高度可以随便调整了。
螺丝柱的位置一般在一边用尺寸控制,另一边则要参考到这一边,这样在移位时就可以很方便的同步移动了。
如下图,就是用尺寸控制的一边。
如下图,这边的螺丝柱定位就是参考到上图那个了。
如下图,螺丝柱的结构一般用以下两种,下面第一种如红圈的位置,是有0.8到1MM的配合的。
这样结构对模具要复杂一点点。
但这种结构除了螺丝压紧还有一个定位的作用。
对于比较简单的产品,无止口或止口强度不够时这种结构较好。
如果空间够,这种结构比较结实。
下图的螺丝柱配合就没有定位作用了。
这种结构就需要止口配合了。
设计时一定要确保孔深于螺纹深度。
如下图,红色箭头处一般留0.1~0.2MM 的间隙,这样螺丝打紧时配合得更好。
上图的螺丝柱结构适合用尖尾的自功螺丝。
下面是一般的结构参考。
如下图,如果是平尾的自功螺丝,一般在结构上开一个导入小槽,减小凸台开口端应力并防止开裂。
压铆方式:一般通过冲床或液压压铆机来讲压铆螺柱铆接到钣金件上面压铆螺柱,是应用于钣金、薄板、机箱、机柜的一种紧固件,压铆螺母柱其外形一端呈六角形,另一端为圆柱状,六角边与圆柱状中间有一道退刀槽,其内形为内螺纹,通过压力机将六角头压入薄板的预置孔内(预置孔的孔径一般略大于压铆螺柱的圆柱外径)使孔的周边产生塑性变形,变形部分被挤入压铆螺母柱的退刀槽内,使压铆螺母柱铆紧于薄板上,从而在薄板上形成一下有效固定的内螺纹。
压铆螺柱的材料主要是以铝合金、铜和碳钢为主。
应用优点板材背面保持完全嵌平;小而精巧,广泛应用于精密电子电器产品或精密设备;高抗扭矩阻力;装备方便,只需要压铆;规格系列化,能满足多种设计要求。
2.5压铸件螺丝柱3.螺丝柱的基本设计原则3.1塑胶类螺丝柱的设计螺丝柱的作用:螺丝柱是用以装配产品、及支撑承托其它零件之用。
螺丝柱主要分为自攻螺丝柱和镶螺母型螺丝柱。
这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。
螺丝柱的设计在结构设计中是最常见的,但往往也是容易忽略的地方。
设计的不当,容易引起打螺钉发白、爆裂、引发的缩水、滑牙、根部断裂等等不良现象。
3.1.1自攻型螺丝柱1)螺柱的尺寸问题外径和内径的分配多少合适?螺柱与螺钉的配合尺寸怎么给?还有插入件柱孔应如何设计?塑胶螺丝柱参考尺寸.D = 公称直径 X 外径系数,d = 公称直径 X 孔系数S = 公称直径 X 螺纹深度系数.D表示螺丝柱外径,d表示螺丝柱内径(预孔),h表示螺丝柱的高度,t表示产品料厚, s表示螺丝旋入螺丝柱的深度2)螺丝柱的内孔设计螺丝柱的形状以圆形为主﹐其它形状则加工不易螺丝柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。
因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(长度太长时会引起气孔﹐烧焦﹐充填不足等)。
螺丝柱的位置不能太接近转角或外侧壁,应与产品外壁保持一段距离:螺丝柱离产品外壁太近会产生缩水痕、空穴、或增加内应力等不良影响。
因此,支柱与产品外壁保持一段距离。
螺丝柱结构样式
螺丝柱结构样式是一种特殊的建筑结构样式,它以螺丝柱为主要构件,呈螺旋状排列,形成一种独特的建筑形态。
这种结构样式不仅具有美观的外观,还具有良好的稳定性和承重能力。
螺丝柱结构样式的主要特点是其由多个螺旋形的柱体组成,这些柱体相互交错、相互贯穿,形成一种如同螺旋形的建筑结构。
螺丝柱的设计和排列方式可以根据实际需求进行调整,以适应不同的建筑场所和功能要求。
螺丝柱结构样式的建筑物给人一种立体感强烈的视觉效果。
当人们走进这样的建筑物时,仿佛置身于一个巨大的螺旋空间之中,不仅能够感受到建筑物的稳定性和坚固性,还能够感受到螺旋形结构所带来的奇特和独特的空间感。
螺丝柱结构样式的建筑物不仅在外观上具有独特的美感,还在结构上具有良好的稳定性和承重能力。
由于螺旋形的排列方式,螺丝柱结构样式的建筑物能够承受较大的荷载,具有较好的抗震和抗风能力。
同时,由于螺旋形结构的特点,螺丝柱结构样式的建筑物还具有较好的空间利用率,能够最大限度地满足人们的使用需求。
总的来说,螺丝柱结构样式是一种具有独特美感和良好结构性能的建筑样式。
它不仅能够满足人们对建筑美感的需求,还能够满足人们对建筑稳定性和承重能力的需求。
螺丝柱结构样式的建筑物不仅
是一种实用的建筑,更是一种艺术品,它将为人们创造出一个独特的空间,使人们在其中感受到建筑之美。
壳体设计规范---螺丝柱导读塑胶壳体基本功能是:实现手机的基本使用性能(接听信息,传输信息,操作等功能)的载体,满足整机的外观特性(包括颜色,形状,大小等),保护电子元件(机芯和显示屏等)及电路;接下来的几个章节,会分别介绍一下跟壳体设计相关的局部设计规范,将这些局部设计规范合并起来,就是完整的壳体设计规范,理解了壳体设计的规范和原理,基本就算可以入门了;螺丝柱是手机壳体最常见,也几乎是每个项目都会用到的结构,但一旦设计不好,就会出现柱子缩水,螺丝柱爆柱,拉拔力不够等问题,直接影响到整机的可靠性,下面就针对螺丝柱的设计整理一下相关的设计规范:1设计原则A.BOSS柱高度、壁厚、孔径要适当,防止塑胶外观面缩水;B.BOSS柱应有足够的强度,防止断裂及变形。
2基本设计要点参考一、尺寸设计要点A)对于镶嵌铜螺母的BOSS柱如图1所示,对于镶嵌铜螺母(热熔,超声)的BOSS柱,确定BOSS柱的内孔D0,外孔D1和铜螺母与BOSS柱上下两端的间隙GO,G1很重要。
D0=D - 0.2(0.25)D:Screw_NUT(铜螺母)外径;(PC取0.2/PC+ABS取0.25,对于1.4的螺母,一般取2.1)D1=D0+2*(0.6T) 其中数值(0.6T)是保证铜螺母热熔时BOSS柱壁不破裂的最小壁厚,一般取0.6T为0.85~0.9mm;GO=0.05mm~0.1mm ;G1≧0.5mm (视空间而定,主要是防止热熔螺母溢胶); L=0.6~0.8T (此值一般是视空间和防缩水但反面不可有水印而设置) ;H=2T~5T, (视空间结构而定);注意:1.为了铜螺母热熔导向方便,一般在BOSS柱上端内孔上做0.2x0.2的导角;2.BOSS内孔拔模角不宜太大,以防铜螺母紧固力不够,一般取0-0.5度拔模角;3.BOSS外侧面拔模角取1.0度即可。
B)对于不需要镶嵌铜螺母的BOSS柱而言,其主要用来定位、热熔固定、加强等等作用,此时主要考虑的是其缩水和强度问题,如下图2D0=d0+0.1 d0为与D0配合的BOSS柱(或者实心圆柱)外径;D1=D0+2*(0.4T~0.6T) 其中数值(0.4T~0.6T)一般取0.7mm;H=2T~5T 一般H取3T;C)BOSS柱与螺丝螺母的配合设计如上图3所示,一般在螺丝柱上对PCBA进行定位,在BOSS柱外周做RIB的上表面限位PCBA之Z轴方向,X和Y轴方向可以利用BOSS柱外周做出小RIB之外周来定位。
【结构设计】自攻型螺丝柱设计结构设计自攻型螺丝柱设计1螺丝柱螺丝柱,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2螺丝柱结构设计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3螺丝柱常见问题及解决方案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给我【在看】你也越好看!。
压铆方式:一般通过冲床或液压压铆机来讲压铆螺柱铆接到钣金件上面压铆螺柱,是应用于钣金、薄板、机箱、机柜的一种紧固件,压铆螺母柱其外形一端呈六角形,另一端为圆柱状,六角边与圆柱状中间有一道退刀槽,其内形为内螺纹,通过压力机将六角头压入薄板的预置孔内(预置孔的孔径一般略大于压铆螺柱的圆柱外径)使孔的周边产生塑性变形,变形部分被挤入压铆螺母柱的退刀槽内,使压铆螺母柱铆紧于薄板上,从而在薄板上形成一下有效固定的内螺纹。
压铆螺柱的材料主要是以铝合金、铜和碳钢为主。
应用优点板材背面保持完全嵌平;小而精巧,广泛应用于精密电子电器产品或精密设备;高抗扭矩阻力;装备方便,只需要压铆;规格系列化,能满足多种设计要求。
2.5压铸件螺丝柱3.螺丝柱的基本设计原则3.1塑胶类螺丝柱的设计螺丝柱的作用:螺丝柱是用以装配产品、及支撑承托其它零件之用。
螺丝柱主要分为自攻螺丝柱和镶螺母型螺丝柱。
这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。
螺丝柱的设计在结构设计中是最常见的,但往往也是容易忽略的地方。
设计的不当,容易引起打螺钉发白、爆裂、引发的缩水、滑牙、根部断裂等等不良现象。
3.1.1自攻型螺丝柱1)螺柱的尺寸问题外径和内径的分配多少合适?螺柱与螺钉的配合尺寸怎么给?还有插入件柱孔应如何设计?塑胶螺丝柱参考尺寸.D = 公称直径 X 外径系数,d = 公称直径 X 孔系数S = 公称直径 X 螺纹深度系数.D表示螺丝柱外径,d表示螺丝柱内径(预孔),h表示螺丝柱的高度,t表示产品料厚, s表示螺丝旋入螺丝柱的深度2)螺丝柱的内孔设计螺丝柱的形状以圆形为主﹐其它形状则加工不易螺丝柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。
因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(长度太长时会引起气孔﹐烧焦﹐充填不足等)。
螺丝柱的位置不能太接近转角或外侧壁,应与产品外壁保持一段距离:螺丝柱离产品外壁太近会产生缩水痕、空穴、或增加内应力等不良影响。
因此,支柱与产品外壁保持一段距离。
2.4钣金铆接螺丝柱上面压铆螺柱,是应用于钣金、薄板、机箱、机柜的一种紧固件,压铆螺母柱其外形一端呈六角形,另一端为圆柱状,六角边与圆柱状中间有一道退刀槽,其内形为内螺纹,通过压力机将六角头压入薄板的预置孔内(预置孔的孔径一般略大于压铆螺柱的圆柱外径)使孔的周边产生塑性变形,变形部分被挤入压铆螺母柱的退刀槽内,使压铆螺母柱铆紧于薄板上,从而在薄板上形成一下有效固定的内螺纹。
压铆螺柱的材料主要是以铝合金、铜和碳钢为主。
应用优点板材背面保持完全嵌平;小而精巧,广泛应用于精密电子电器产品或精密设备;高抗扭矩阻力;装备方便,只需要压铆;规格系列化,能满足多种设计要求。
2.5压铸件螺丝柱3.1塑胶类螺丝柱的设计螺丝柱的作用:螺丝柱是用以装配产品、及支撑承托其它零件之用。
螺丝柱主要分为自攻螺丝柱和镶螺母型螺丝柱。
这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。
螺丝柱的设计在结构设计中是最常见的,但往往也是容易忽略的地方。
设计的不当,容易引起打螺钉发白、爆裂、引发的缩水、滑牙、根部断裂等等不良现象。
3.1.1自攻型螺丝柱1)螺柱的尺寸问题外径和内径的分配多少合适?螺柱与螺钉的配合尺寸怎么给?还有插入件柱孔应如何设计?塑胶螺丝柱参考尺寸.D = 公称直径 X 外径系数,d = 公称直径 X 孔系数S = 公称直径 X 螺纹深度系数.D表示螺丝柱外径,d表示螺丝柱内径(预孔),h表示螺丝柱的高度,t表示产品料厚,s表示螺丝旋入螺丝柱的深度2)螺丝柱的内孔设计螺丝柱的形状以圆形为主﹐其它形状则加工不易螺丝柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。
因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(长度太长时会引起气孔﹐烧焦﹐充填不足等)。
螺丝柱的位置不能太接近转角或外侧壁,应与产品外壁保持一段距离:螺丝柱离产品外壁太近会产生缩水痕、空穴、或增加内应力等不良影响。
因此,支柱与产品外壁保持一段距离。
3)螺丝柱的强度问题:加强筋怎么加?尺寸和形状如何定?另外也要考虑到筋位省模的问题。
压铆方式:一般通过冲床或液压压铆机来讲压铆螺柱铆接到钣金件上面压铆螺柱,是应用于钣金、薄板、机箱、机柜的一种紧固件,压铆螺母柱其外形一端呈六角形,另一端为圆柱状,六角边与圆柱状中间有一道退刀槽,其内形为内螺纹,通过压力机将六角头压入薄板的预置孔内(预置孔的孔径一般略大于压铆螺柱的圆柱外径)使孔的周边产生塑性变形,变形部分被挤入压铆螺母柱的退刀槽内,使压铆螺母柱铆紧于薄板上,从而在薄板上形成一下有效固定的内螺纹。
压铆螺柱的材料主要是以铝合金、铜和碳钢为主。
应用优点板材背面保持完全嵌平;小而精巧,广泛应用于精密电子电器产品或精密设备;高抗扭矩阻力;装备方便,只需要压铆;规格系列化,能满足多种设计要求。
2.5压铸件螺丝柱3.螺丝柱的基本设计原则3.1塑胶类螺丝柱的设计螺丝柱的作用:螺丝柱是用以装配产品、及支撑承托其它零件之用。
螺丝柱主要分为自攻螺丝柱和镶螺母型螺丝柱。
这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。
螺丝柱的设计在结构设计中是最常见的,但往往也是容易忽略的地方。
设计的不当,容易引起打螺钉发白、爆裂、引发的缩水、滑牙、根部断裂等等不良现象。
1)螺柱的尺寸问题外径和内径的分配多少合适?螺柱与螺钉的配合尺寸怎么给?还有插入件柱孔应如何设计?塑胶螺丝柱参考尺寸.D = 公称直径 X 外径系数,d = 公称直径 X 孔系数S = 公称直径 X 螺纹深度系数.D表示螺丝柱外径,d表示螺丝柱内径(预孔),h表示螺丝柱的高度,t表示产品料厚, s表示螺丝旋入螺丝柱的深度2)螺丝柱的内孔设计螺丝柱的形状以圆形为主﹐其它形状则加工不易螺丝柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。
因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(长度太长时会引起气孔﹐烧焦﹐充填不足等)。
螺丝柱的位置不能太接近转角或外侧壁,应与产品外壁保持一段距离:螺丝柱离产品外壁太近会产生缩水痕、空穴、或增加内应力等不良影响。
因此,支柱与产品外壁保持一段距离。
螺丝柱常见缺陷分析与解决方案作者欧相麟摘要:螺丝柱是塑胶产品中常用的结构,在成型过程中,常遇到开裂、滑牙、根部断裂、缩水、发白和流痕等缺陷。
本文主要从塑料材料、结构设计、模具设计和成型工艺等方面分析缺陷产生的原因,并探讨其解决方案。
关键词:螺丝柱开裂滑牙根部断裂缩水发白流痕螺丝柱,也称BOSS柱,是塑胶产品中常见的结构,也是成型中遇到问题最多的结构之一。
螺丝柱常见的成型缺陷主要有开裂、滑牙、根部断裂、缩水、发白、流痕等,严重影响塑胶产品的外观和使用。
本文将从塑料材料、结构设计、模具设计和成型工艺的角度出发,分析这些缺陷产生的原因,并提出解决方案。
1.螺丝柱的结构设计图1是螺丝柱的典型结构,对于很多人来说,最困惑的是螺丝柱的尺寸如何确定。
螺丝柱的尺寸主要是由螺钉公称直径M和材料种类决定的。
其中外径D=M×外径系数;内径d=M ×内径系数;螺纹深度H=M×螺纹深度系数。
成型螺丝柱的材料不同,具体的尺寸系数也有所不同,具体可参考图2。
图1 螺丝柱的尺寸图2 典型材料的螺丝柱尺寸系数螺丝柱内径的入口处可设计一个凹台,凹台的作用是减小攻螺丝时的初始应力。
凹台的直径D1=M+约0.2mm;深度h=(0.3~0.5)×D1。
有时为了设计简单化,将凹台改成倒角,如图3,同样也可以起到减小初始应力的作用,倒角的大小一般为(1~1.5)×45°。
图3 螺丝柱内径入口处倒角图4 过渡圆角与应力集中系数的关系在内径、外径和凹台的根部,应采用圆角过渡。
因为注塑成型过程中,尖角处会产生很高的内应力。
过渡圆角越大,产生的应力集中越小,如图4所示,当90°转角的过渡圆角小于壁厚的25%时,该处就会有较高的应力集中;在允许的情况下,推荐过渡圆角的半径大于壁厚的50%以上。
螺丝柱高度应尽可能矮。
当螺丝柱高度大于其外径的两倍时,一般需要添加加强筋以增加强度。
螺丝柱不能太靠近外壁,否则会造成制件的壁厚不均,从而导致缩水。