塑胶自攻螺丝扭力探讨.doc

技術 塑膠自攻螺絲扭力探討產品設計時，塑膠的自攻螺絲(Self-tapping screw)是最不被重視的零件，只是螺絲 真的是這麼微不足道(minor)的零件嗎？本文嘗試探討塑膠、及其自攻螺絲間的扭力關係。另外也想要到談談鎖緊螺絲在塑膠機構設計上對產品品質的影響，也會探討不當的螺絲及機構設計所造成的問題。還會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、及如何設計合理的塑膠螺絲柱。首先，讓我門來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。因為自攻螺絲可以自己一邊鎖進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。 螺絲的直徑 (Screw diameter)： 直徑越大、扭力需要越大。 螺絲的長度 (Screw length) ： 越長度長、扭力需要越大。 螺絲的螺牙間距 (Screw pitch)： 間距越大、扭力需要越大。 螺絲尖端的形狀 (Screw shape)： 尖的、三角的 螺絲孔的直徑 (Screw hold diameter)： 螺絲孔的直徑越小、扭力需要越大。 螺絲孔的脫模角度 (Screw hole draft angle)： 脫模角度越大、扭力需要越大。 螺絲孔的斜角 (Screw hole chamfer)： 斜角越大、扭力需要越大。 塑膠材質 (Plastic material)： 越硬的塑膠材質(如reinforce或是含fiber的塑膠) 、其扭力需要越大。 個人經驗，決定自攻螺絲扭力最適當的的方法如下(歡迎有不同想法或是其他方法的先進提供意見)：決定電動螺絲起子最小螺絲扭力： 以經驗值選取扭力範圍(+/-0.3Kg/cm2 或 +/-0.5Kg/cm2)，用電動螺絲起子設定其最小螺絲扭力，鎖緊後再用收動方式轉動螺絲來檢查螺絲扭力是否足夠，如果已經無法再用手動方式轉動螺絲，就表示螺絲扭力的最小值設定可以接受；如果還可以轉動，則表示最小扭力還不過，必須再往上增加。反覆測試後可以決定最小的電動起扭力。 另外一個方法確定最小電動起扭力，是螺絲鎖緊後，破壞塑膠殼並檢查所有上、下蓋的螺絲柱是否已經緊密接合、無縫隙。決定電動螺絲起子最大螺絲扭力： 最小螺絲扭力決定後，再依據扭力範圍(+/-0.3Kg/cm2 或 +/-0.5Kg/cm2)，把電動螺絲起子的扭力設定到扭力範圍的最大值(=最低扭力+0.3Kg或0.5Kg)，拿10組上、下蓋(或是上、下殼)，用電動起子重複鎖緊、鬆開螺絲10次後，確認有無任何螺絲孔滑牙或是螺絲柱破裂的現象發生，如果沒有，那恭喜你，最大螺絲扭力也設定完成了；如果有，則必須將扭力調小或是設計變更螺絲柱的內、外孔徑，然後再重複驗證。以上是假設所有的自攻螺絲都構強況，沒有螺絲斷裂或是螺絲有滑牙的情形發生，如果可以的話，還要用查表法得知螺絲的最大承受扭力，再乘以一定的安全係數0.60.8，然後比較以上方法定義出來電動螺絲扭力是否恰當。如果可以再利用機構設計的理論，計算出螺絲柱的最大扭力承受值，與實際的試驗法相輔相成，這樣的扭力決定應該就是最好的扭力了。不好的螺絲設計，在電子組裝時常會出現下列問題： 螺絲頭滑牙：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：檢查螺絲孔的內孔徑是否太大，或是選用較大牙距的螺絲。 螺絲孔破裂 (crack )：檢查螺絲孔壁厚度設計是否太薄、螺絲的扭力是否太大、或是塑膠射出成型時是否有摻雜二次料、或是塑膠射出成