塑膠件螺紋連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：

• 連接強(qiáng)度原則；

• 成型性原則；

  
  

一、連接強(qiáng)度原則

5、拔模斜度

螺釘柱的拔模角度對(duì)內(nèi)孔徑和壁厚是有影響的，隨著螺絲柱的高度越高，其影響就越大，特別是對(duì)于內(nèi)孔，拔模后內(nèi)徑大小對(duì)緊固力和滑牙扭矩都有影響，那到底需不需要拔模呢？

• 對(duì)于螺絲柱內(nèi)孔，建議不用拔模，目前的模具結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以解決螺絲柱內(nèi)孔不拔模的設(shè)計(jì)的頂出，模具上常用（司筒+司筒針）結(jié)合的結(jié)構(gòu)成型螺絲柱內(nèi)孔并實(shí)現(xiàn)出模。

• 對(duì)于不采用（司筒+司筒針）頂出的螺絲柱，內(nèi)孔一般需要進(jìn)行拔模，由于拔模對(duì)孔徑有影響，拔模角度不宜過大（拔模準(zhǔn)則以內(nèi)孔高度一半為拔模基準(zhǔn)，拔模后上下段差保證有0.2左右即可），所以此類螺絲柱的高度不宜過高，高度一般建議不超過2d。

• 不管是哪一種，螺絲柱外壁都需要拔模，一般減膠拔模，拔模后上下段差保證有0.2左右即可。

6、螺絲柱加強(qiáng)筋

螺絲柱的高度應(yīng)在滿足螺絲有效旋入長度L的情況下盡可能矮，理論上螺絲柱的高度應(yīng)不超過螺絲的公稱直徑的3倍（3d），但在設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有些地方往往無法做到高度小于3d。由于螺絲柱高度越高，其強(qiáng)度就越低，因此為了滿足性能要求，一般在螺絲柱的四周增加加強(qiáng)筋以提高螺絲柱的強(qiáng)度。

螺絲柱加強(qiáng)筋的布置方式：

注意：由于螺絲柱可能產(chǎn)生熔接線，導(dǎo)致粘合較弱，當(dāng)擰入自攻螺絲時(shí)，螺絲柱容易開裂。因此如有可能，應(yīng)把熔接線遠(yuǎn)離螺絲柱。如果無法避免，則應(yīng)在熔接線附近處添加加強(qiáng)筋（熔接線位置可以通過模流分析確定大概位置）。

7、螺絲頭的類型對(duì)過孔強(qiáng)度的影響

常用的螺絲頭類型如下：

a、沉頭螺絲一般用于由于空間不足，而又必須把螺絲頭沉到塑膠面下的情況，但是，從下左圖中可以看出，由于產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力F，應(yīng)力F的側(cè)向分量可能導(dǎo)致沉孔附近開裂；

b、常規(guī)設(shè)計(jì)還是以下右圖中的沉孔形式，以適應(yīng)盤頭、圓柱頭或其他平底的螺絲，這種螺絲頭僅在軸向上施加力，因此主要在壓縮下運(yùn)行，施加的力矢量沒有側(cè)向分量，這種設(shè)計(jì)本質(zhì)上比沉頭孔更堅(jiān)固。

二、成型性原則

1、螺絲柱模具成型結(jié)構(gòu)：

塑膠件螺絲柱在塑膠模具中成型，如果沒特殊要求，一般是通過司筒針組件成型，司筒針組件一般分為兩個(gè)部分，司筒和司筒針，通常把司筒針組件直接叫做司筒，司筒比較適合成型具有中心孔（通孔或盲孔）的塑膠結(jié)構(gòu)，同時(shí)膠位可設(shè)置頂出，因此，中心孔可不設(shè)計(jì)拔模斜度。

司筒在模具上的結(jié)構(gòu)原理：司筒裝在頂針板上，司筒針裝在底板上，開模后由司筒頂出包在司筒針上的膠位。

2、避免過高的螺絲柱

太高的螺絲柱會(huì)存在以下問題：

• 強(qiáng)度不夠

• 充填困難

• 尺寸精度不易保證
  

強(qiáng)度不夠，充填困難這兩個(gè)問題可通過添加加強(qiáng)筋來改善。尺寸精度問題主要是因司筒針變形等原因?qū)е侣萁z柱內(nèi)孔壁局部偏薄，如下圖中的螺絲柱，因司筒針被熔融樹脂沖擊導(dǎo)致司筒針往一邊偏斜（越靠近根部，偏斜越大），偏斜一邊的螺絲柱壁厚偏薄，在打自攻螺釘后開裂，偏厚一側(cè)可能會(huì)在螺絲柱根部的背部外觀面產(chǎn)生縮痕等不良缺陷。

司筒針變形問題最直接的原因是由于司筒針的高度太高導(dǎo)致剛度不夠，特別是對(duì)于直徑較小的司筒針，更容易變形。為此，我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)是螺絲柱的高度盡量不超過30mm（ST2.9的螺絲柱），對(duì)于其他更大或更小內(nèi)孔的螺絲柱，可做適當(dāng)調(diào)整。

但是，針對(duì)某些比較大的產(chǎn)品，采用常規(guī)設(shè)計(jì)，螺絲柱的高度很難做矮，這里列出三種降低螺絲柱高度的方法。

1）把螺絲柱高度降低，相對(duì)應(yīng)的套司加高。

2）塔狀橋接結(jié)構(gòu)，俗稱“狗窩”結(jié)構(gòu)，通過在螺絲柱底下設(shè)計(jì)一塔狀支撐橋，使得螺絲柱部分高度降低，支撐橋部分模具上通過斜頂出模。

3）凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，是第二種的一般形式，主要用于內(nèi)部件，通過凸臺(tái)結(jié)構(gòu)支撐螺絲柱。

3、減小或避免縮痕問題

1）螺絲柱根部導(dǎo)致的縮痕問題

螺絲柱結(jié)構(gòu)實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)圓形的加強(qiáng)筋與主壁連接在一起，有關(guān)加強(qiáng)筋如何設(shè)計(jì)才能減小或避免縮痕問題已經(jīng)在之前文章有介紹：塑膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：加強(qiáng)筋篇（中），

文中，結(jié)論是，對(duì)外觀要求高（光面）的塑膠件，其背部的加強(qiáng)筋的底部厚度建議B≤0.5T。如果對(duì)模具設(shè)計(jì)和后續(xù)工藝調(diào)參有把握，可設(shè)計(jì)B>0.56T，但最大建議不大于0.7T，因?yàn)樘蠛罄m(xù)會(huì)很難調(diào)。需要注意的是，不同塑件材質(zhì)對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)筋厚度并不一定遵循B≤0.5T。

如果B值沒辦法做到小于0.56T，為了保險(xiǎn)起見，可以做“火山口”結(jié)構(gòu)（塑膠件壁厚內(nèi)測淘膠），比如以下螺絲柱的處理。

• 圖1，為螺絲柱的原始設(shè)計(jì)，螺絲柱壁厚為1.75，1.75/2=0.875（>0.56），很大概率螺絲柱背面會(huì)產(chǎn)生縮痕。
  

• 圖2，在螺絲柱內(nèi)孔底部淘膠并導(dǎo)全圓角，圖中紅色區(qū)域面積減小一點(diǎn)，但是不明顯，同時(shí)靠司筒針散熱有限，所以結(jié)果不是很明顯。
  
• 圖3，在圖2處理基礎(chǔ)上在螺絲柱外側(cè)根部做火山口繼續(xù)淘膠，可見圖中紅色區(qū)域面積有明顯減小，這是因?yàn)榛鹕娇谔幈荒＞咪摬奶畹簦瑤ё吒嗟臒崃浚萁z柱背面的縮痕會(huì)有明顯改善。

實(shí)際上此螺絲柱的外徑有點(diǎn)過大，如果是外觀件應(yīng)適當(dāng)減小一點(diǎn)，強(qiáng)度可以通過添加加強(qiáng)筋增強(qiáng)，如下圖：

如果螺絲柱外徑無法減小，或者還需要更大，如圖 4 所示， 螺絲柱外徑為 9 mm（避免打裂），螺絲孔內(nèi)徑為 3.4 mm，因此螺絲柱兩側(cè)壁厚 2.8 mm，所以在螺絲柱根部背面會(huì)產(chǎn)生縮痕現(xiàn)象。

為解決此種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的縮痕，需將螺釘柱設(shè)計(jì)成“塔狀”形式的橋接結(jié)構(gòu)，此處模具上通過斜頂出模，上面已經(jīng)有提到過，如圖5所示。上面螺絲柱可以按照所需規(guī)格尺寸設(shè)計(jì)，底部支撐筋條設(shè)計(jì)成 1 mm，這樣既能保證螺絲柱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有效降低螺絲柱的高度，同時(shí)也能避免縮痕問題的出現(xiàn)。

圖：“塔狀橋接”結(jié)構(gòu)在實(shí)際產(chǎn)品上的應(yīng)用

當(dāng)螺絲柱設(shè)計(jì)在比較陡的斜面上，易產(chǎn)生尖鋼薄鋼，其根部靠近斜面?zhèn)鹊哪z厚比較厚，易產(chǎn)生縮痕，注意做防縮處理：把螺絲柱移到平面上；做“塔狀橋接”結(jié)構(gòu)；做“火山口”結(jié)構(gòu)。

圖：“火山口”結(jié)構(gòu)在實(shí)際產(chǎn)品上的應(yīng)用

2）螺絲柱側(cè)壁導(dǎo)致的縮痕

3）模具結(jié)構(gòu)、注塑參數(shù)導(dǎo)致的縮痕

進(jìn)澆口離螺絲柱較遠(yuǎn)，壓力損失大，保壓不充分，補(bǔ)縮作用不明顯，縮痕易產(chǎn)生。

三、金屬螺紋嵌件

如果您需要制造具有更牢固連接和可重復(fù)使用螺紋的塑料部件，金屬螺紋嵌件是您的

最佳選擇。

前兩篇主要介紹的是自攻螺絲柱的相關(guān)內(nèi)容，機(jī)牙螺絲柱的結(jié)構(gòu)由于大部分跟自攻螺絲柱結(jié)構(gòu)類似，在這里我就不重復(fù)介紹了，區(qū)別的地方主要是金屬螺紋嵌件預(yù)埋，其相對(duì)應(yīng)的螺絲柱結(jié)構(gòu)有些變化。