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螺丝资料
螺丝(Screw)
在电子产品中的应用
一.前言:
在电子产品中,常用螺丝(Screw)来紧固塑胶件和五金件。
包括PCB、Bracket、
Speaker、Receiver等机械结构件或其他机械电子件,电子产品的外壳(即上下壳或前后
壳),更需要用螺丝来紧固。
差不多每个电子产品都要用到螺丝,虽然有些电子产品,利用塑胶件的过盈配
合,各种扣位等的互相啮合,做到不用螺丝或少用螺丝,但这仅在一部分产品中
可以做到,在许多电子产品中,特别考虑到对喇叭振音的严格要求,要通过drop
test等等,仍需要用螺丝来紧固。
我们的电子产品是OEM产品,我们的客户(Customer)来自世界各地,
有美国的,英国的,有来自欧洲各国的,也有亚洲如日本、中国等地。
各国
Customer提供的图纸标准不同,所选用的螺丝标准也不一样,真是五花八门,有的
是不同国家标准螺丝,也有不同公司的专用螺丝等等。
据统计,目前世界上螺丝
的螺纹数量多达300多种。
螺丝的种类繁多,如果我们仅按OEM图纸,不加选择的任选任用螺丝,积累的
螺丝种类愈来愈多。
如果长期这样做,除了增加采购的困难外,螺丝的成本也增
加。
所以我们认为,若Customer不坚持,我们应尽量用本地的,通用的和电子产品
常用的螺丝,使采购简易快速,价格廉宜,降低成本。
使我们的系统(System)不致
于为螺丝的PartNo(P/N)加重负担。
为使我们的工作有条不紊的开展,螺丝的选用需
要简化。
我们可以看到,ItemMaster中的螺丝,共有近900个螺丝的P/N,而且随着时间的推移,P/N仍在不断的增加。
例如有的是相同规格的螺丝,竟有数个P/N,有的螺丝其差别仅是螺丝的镀层不同而已。
在ItemMaster的螺丝,除了P/N太多之外,螺丝的描述(Description)也不统一、不规范。
人们很难在Description中判定螺丝的规格详情,因此怕用错螺丝而不敢选用ItemMaster中的螺丝,而去另Create新的P/N,重新CallSample,增加新的螺丝P/N.在ItemMaster中,可能此螺丝已经存在或极为相似,因不了解而不采用,因此P/N就无缘无故的增加了。
螺丝的Description混乱,不易识别我们CMS现有的螺丝,使我们选用ItemMaster中已存在的
螺丝,带来困难。
因此,要使螺丝的Description标准化,使人们一看就懂,便于选用。
同时,
要大家多用本地的、通用的、标准的螺丝,控制螺丝的种类,是我们需要做的工作。
二.简化螺丝的选用
虽然螺丝的品种繁多,但在电子产品中的品种有限,若再加上简化的选用,可以使螺丝的品种、规格大大减少,P/N也相应减少。
1.
螺丝头型(TypeofHead)如图1所示
图1
我们常用的螺丝头型为:
PanHead:
这是我们应用最广泛的螺丝头型。
BindingHead:
若螺丝头PanHead的直径不够大,则选用Binding
Head,此种螺丝头型直径较PanHead大。
FlatHead:
又称CountersunkHead,当需要埋头时选用。
其他螺丝头型,只有在特殊情况下,或顾客特别要求的情况选用,参看图1
箭头所指。
2.螺丝槽型(TypeofDriveinsert)如图2所示:
图2
我们常用的螺丝槽型为PhilipRecess(十字槽),此种螺丝槽型,在打螺丝时经
得起较大的扭矩,不打滑。
对于其他螺丝槽型,除非顾客特别要求,一般不选用。
CMS生产用的电动/气动螺丝批,也是用在PhilipRecess上的。
若用其他螺丝槽型,螺丝批则要另行订购,
产品才能落Line生产。
3.螺丝尾型(TypeofPoint)如图3所示:
图3
我们多选用TypeB,若要求螺丝尾型是尖型,则选用TypeAB,其他避免选用。
参看箭头所指。
三.电子产品常用的螺丝的分类:
在电子产品中,多数用“自攻螺丝”(SelfTappingScrew)和“三角自攻螺丝”(Plastite
Screw)拧到塑胶柱上来紧固零件。
如果是金属件已有内螺纹或已有螺母,就用机牙
螺丝(MachineScrew),如果金属件的孔没有螺纹,则用另类“三角自攻螺丝”(TaptiteScrew)紧固零件。
请注意三角自攻螺丝分二类,一种是拧在塑胶柱上的螺丝,叫PlastiteScrew,另一种是拧进金属铁、锌和铝上的自攻螺丝,叫TaptiteScrew。
1.三角自攻螺丝(PlastiteScrew&TaptiteScrew)
我们推荐用三角自攻螺丝(PlastiteScrew)拧进塑胶柱来紧固零件的,对于普通的自
攻螺丝(SelfTappingScrew)不推荐,有不少电子厂已禁用此种“普通的”自攻螺丝用在
塑胶件上,因为此类自攻螺丝,需要较粗壮的塑胶柱直径以避免柱子爆裂,如ABS
塑胶柱,Φ2.6的自攻螺丝,需柱子直径Φ6.5~Φ7.5,而用三角自攻螺丝,只需螺丝柱
直径Φ5就可以了。
较大直径的塑胶柱,容易造成塑胶柱根部的外表面缩水(如图4所
示),若要不缩水,就要改为小直径的塑胶柱。
若又要避免较小直径塑胶柱爆裂,
就不得不用有刀刃口的自攻螺丝,即TypeBT/TypeT的螺丝尾(如图5所示),此类螺丝
很容易打进塑胶柱,但振动时的防松效果不好,故不推荐使用。
螺丝柱壁厚t过大,造成表面缩水
自攻螺丝尾部的刀刃口口
图4
图5
Plastite是专门用在塑胶上的自攻螺丝,Taptite是专用在金属件上的自攻螺丝,称为三角自攻螺丝,这是因为螺丝钉横截面为弧形三角形(图6),此种螺丝一般为双头螺纹,很容易打进塑胶柱或金属件上,且有良好的防松效果。
图6
1)PlastiteScrew.
d=螺丝直径
D=螺丝柱直径
L=螺丝与柱柱孔咬合长度
螺柱孔径d请参看表2
不同的塑料,其性能相差很大,所用的螺丝直径和孔径关系也不一样,由于我
们的电子产品中应用的塑料种类有限,性能相差不远,因此所用的螺丝直径与螺丝
柱孔径关系也就简化了。
前面已经说过,我们放弃使用“普通的”自攻螺丝,我们\\
要用的是三角自攻螺丝,即PlastiteScrew.它是由日本传入香港和中国的,现已广泛的
用在电子产品中。
虽然我们尚未发现在日本JIS标准和中国GB标准中有PlastiteScrew。
但经过10余年的实践证明,PlastiteScrew容易拧进塑胶柱上,不易爆裂,拧紧后,防
松效果好。
由于PlastiteScrew的专利期早已过去,多数螺丝厂都能制造,虽然搓螺丝
的搓板由日本进口,但螺丝的价钱已大为下降,此种螺丝可大力推广应用。
只要我
们设计螺丝柱直径、孔直径和PlasticScrew配合,完全可以避免爆柱及松动现象发
生,请参看下图设计螺丝柱,如图7所示。
D=(1.8~2.5)d螺丝柱直径要根据螺丝直径选定
L=dx2over螺纹柱长度要满足的条件
孔径
PlastiteScrew规格,如表1所示。
我们常用的PlastiteScrew,直径为Φ2.0,Φ2.6和Φ3.0,其它直径的比较少用,参看表边箭头指示。
Plastite又称TaptiteP型,又称三角自攻P型,人们把它从Taptite中抽出来,单独称之为Plastite.
表1:
PlastiteScrew规格:
Size
Pitch
ScrewBodyDiameter
Point
Taperlength
C
D
Cp
Y
Max
Min
Max
Min
Max
Min
Max
Min
2.0
0.794
(32)
2.12
2.02
2.04
1.94
1.54
1.34
1.46
1.26
2.3
0.907
(28)
2.43
2.33
2.35
2.25
1.84
1.64
1.76
1.56
2.5
1.058
(24)
2.63
2.53
2.54
2.44
1.94
1.74
1.85
1.65
2.6
1.058
(24)
2.73
2.63
2.64
2.54
2.04
1.84
1.95
1.75
3.0
1.270
(20)
3.15
3.03
3.05
2.93
2.35
2.15
2.25
2.05
3.5
1.411
(19)
3.66
3.54
3.57
3.45
2.70
2.50
2.61
2.41
4.0
1.588
(16)
4.16
4.04
4.02
3.90
3.10
2.90
2.96
2.76
5.0
1.814
(14)
5.19
5.05
5.03
4.89
3.76
3.46
3.60
3.30
6.0
2.117
(12)
6.24
6.06
6.04
5.86
4.36
3.96
4.18
3.78
8.0
2.540
(10)
8.30
8.08
8.05
7.93
5.85
5.35
5.65
5.15
塑胶螺丝柱的孔径的大小,决定于所选用的Plastite螺丝直径d,如表2所示。
表2:
塑胶螺丝柱孔径(指ABS胶)
螺丝种类
Plastite螺丝
柱高(mm)
螺丝直径(d)孔径(mm)
若2d未满
2d以上
2
1.70
1.75
2.3
2.00
2.05
2.5
2.10
2.15
2.6
2.20
2.25
3
2.50
2.60
3.5
3.02
3.10
4
3.44
3.55
5
4.37
4.45
6
5.26
5.35
8
7.16
7.25
我们CMS所用的螺丝,多数为碳钢螺丝,其他如不锈钢螺丝、铜螺丝比较少用。
以下是螺丝所用的钢材型号,如表3-1及表3-2所示,化学成份及机械性能如表4所示。
表3-2:
碳钢螺丝所用的钢材型号(部分)
分类
日本JIS
美国
英国
德国
结构钢材
冷轧线材
软钢线材
AISI
ASIM
BS
DIN
CarbonSteel
碳钢
(低碳钢/中碳钢)
S10C
SWCH10R
10A
10K
SWRM10
1010
1010
040A10
S15C
SWCH15R
12A
15K
SWRM12
1015
1015
055M15
C15,CK15
S18C
SWCH18A
20K
1018
1018
S22C
1022
1022
C22,CK22
S35C
SWCH38K
1035
1035
C35,CK35
S45C
SWCK45K
1045
1045
060A45
C35,CK35
表4:
碳钢螺丝所用钢材的化学成份及机械性能
2).TaptiteScrew(我国GB标准中称之为“自攻锁紧螺丝”)
TaptiteScrew是拧入金属件的三角自攻螺丝,截面形状为弧形三角,螺纹已经过
表面渗碳/淬硬处理,可拧入黑色金属或有色金属材料的预制光孔中,挤压形成内
螺纹,具有低拧入力矩和高锁紧性能。
我们用TaptiteScrew直接拧入金属孔中,用它可以省掉攻丝的工序,节约成本。
但是,若拧进金属件孔中时,拧断螺丝,事后的返修工作,非常麻烦,甚至有可
能报废此工件。
因此在使用TaptiteScrew时,金属件孔直径和螺丝直径要严格按规
范进行,拧入不同的金属,其孔径不一样,如表5所示。
表5:
拧入不同金属其孔径大小不同:
1号
2号
3号
4号
不同的金属,选用不同百分比咬合,再选孔径。
1.铸铁件和粉未冶金选用50-65%咬合,即1号孔径。
2.冷轧钢件选用65-70%咬合,即2号孔径。
3.铝件选用70-80%咬合,即3号孔径。
4.薄铁板件选用80-95%咬合,即4号孔径。
我们还需留意,在ApprovedTaptiteScrew时,要更加谨慎,除了要注意螺丝
的材质和热处理外,还要进行强度、扭力试验,测量扭矩合格才能放行。
DE要与IQC部门紧密合作,测量扭矩是否达到技术要求。
除此之外,还要对螺丝进行去氢处理。
这是因为在电镀的前处理和电镀过程中,由于氢的渗入和残留产生氢脆。
表面淬硬的TaptiteScrew,对氢脆比较敏感,一旦出现氢脆就会有延迟断
裂的危险。
所以在电镀后4小时内应进行去氢处理,不进行去氢处理的Taptite
Screw,不能收货,这要事前让供应商知道。
Taptitescrew的分类:
Taptitescrew有三类,即SType、CType和BType.
------SType,螺纹与普通粗牙螺纹(公制螺纹)相同,螺距也一样。
------CType,螺纹与SType相同,但内径较小。
------BType,螺距为英制,即牙/寸,螺距较SType和CType为大。
根据不同的金属,选用TaptiteScrew的不同型号,如拧进钢材,可用SType,铝材
可用CType或BType.对于特硬的塑胶,也可选用BType.
根据不同的金属,都可用SType、CType和BType,但其孔径则要适当调整,如
表6、表7、表8所示。
表6:
TaptateScrewTypeS(三角自攻螺丝S型)
表7TapetateScrewCType(三角自攻螺丝C型)
表8:
TaptiteScrewBType(三角自攻螺丝B型)
表8:
TaptiteScrewBType(三角自攻螺丝B型)
4.机牙螺丝(MachineScrew)
按不同国家标准来分,如下面所述。
GB中国国家标准(GuoBiao),如表5所示。
1)粗牙螺纹
2)细牙螺纹
JIS日本工业标准(JapaneseIndustrialStandard),如表6所示。
1)公制粗牙螺纹(MetricCoarseThreads)
2)公制细牙螺纹(MetricFineThreads)
3)统一标准粗牙螺纹UNC(UnifiedCoarseThreads)
4)统一标准细牙螺纹UNF(UnifiedFineThreads)
ANSI美国国家标准(AmericanNationalStandard,如表7所示。
1)美制粗牙螺纹UNC(UnifiedCoarseThreads)
2)美制细牙螺纹UNF(UnifiedFineThreads)
3)美制特细牙螺纹UNEF(UnifiedExtraFineThreads)
4)美制粗牙螺纹(MetricCoarseThreads)
5)美制细牙螺纹(MetricFineThreads)
BS英国标准(BritishStandard)如表8所示。
1)BA(BritishAssociation)
2)BSW(BritishStandardWhitworth)英国标准惠氏螺纹(粗牙)
3)BSF(BritishStandardFine)美国标准惠氏螺纹(细牙)
其中BSW和BSF与UNC相似,以牙/寸表示螺距,但牙型不同,前者为55o,后者为60o
DIN德国工业标准(DeutscheIndustrie-Norm德文),此种螺丝较少用。
表9国标GB普通螺纹系列:
公称直径
螺距
公称直径
螺距
第一系列
第二系列
粗牙
细牙
第一系列
第二系列
粗牙
细牙
1
1.2
1.1
0.25
0.25
0.25
8
10
7
(1)
1.25
1.5
1
(1.25)1
1.6
1.4
1.8
0.3
0.35
0.35
12
16
14
1.75
2
2
1.5(1.25)
1.5
1.5
2
2.5
2.2
0.4
0.45
0.45
20
18
22
2.5
2.5
2.5
1.5
2(1.5)
1.5
3
4
3.5
0.5
0.6
0.7
24
30
27
3
3
3.5
2
2
2
5
6
4.5
0.75
0.8
1
36
33
39
3.5
4
4
2
3
3
应优先选用第一系列直径,第二系列直径和括号内的螺距尽可能不用。
表10日本JIS标准:
JISB0205
表10-1.MetricCoarseMachineScrew公制粗牙螺纹:
Unit:
mm
Designationof
Screwthreads
Pitch
P
Internalthread
MajordiameterDMajordiameterD2
Externalthread
Col.1
Col.2
Col.3
MajordiameterdMajordiameterd2
M1
-
-
0.25
1.000
0.838
-
M1.1
-
0.25
1.100
0.938
M1.2
-
-
0.25
1.200
1.038
-
M1.4
-
0.3
1.400
1.205
M1.6
-
-
0.35
1.600
1.373
-
M1.8
-
0.35
1.800
1.573
M2
-
-
0.4
2.000
1.740
-
M2.2
-
0.45
2.200
1.908
M2.5
-
-
0.45
2.500
2.208
M3
-
-
0.5
3.000
2.675
-
M3.5
-
0.6
3.500
3.110
M4
-
-
0.7
4.000
3.545
-
M4.5
-
0.75
4.500
4.013
M5
-
-
0.8
5.000
4.480
M6
-
-
1
6.000
5.350
-
-
M7
1
7.000
6.350
M8
-
-
1.25
8.000
7.188
-
-
M9
1.25
9.000
8.188
M10
-
-
1.5
10.000
9.026
-
-
M11
1.5
11.000
10.026
M12
-
-
1.75
12.000
10.863
-
M14
-
2
14.000
12.701
M16
-
-
2
16.000
14.701
JISB0207
表10-2.MetricFineMachineScrews公制细牙螺纹:
Unit:
mm
Designationof
Screwthreads
Pitch
p
Internalthread
MajordiameterDMajordiameterD2
Externalthread
MajordiameterdMajordiameterd2
M1x0.2
M1.1x0.2
M1.2x0.2
M1.4x0.2
M1.6x0.2
M1.8x0.2
M2x0.25
M2.2x0.25
M2.5x0.35
M3x0.35
M3.5x0.35
M4x0.5
M4.5x0.5
M5x0.5
M5.5x0.5
M6x0.75
M7x0.75
M8x1
M8x0.75
M9x1
M9x0.75
M10x1.25
M10x1
M10x0.75
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.25
0.25
0.35
0.35
0.35
0.5
0.5
0.5
0.5
0.75
0.75
1
0.75
1
0.75
1.25
1
0.75
1.000
1.100
1.200
1.400
1.600
1.800
2.000
2.200
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
5.500
6.000
7.000
8.000
8.000
9.000
9.000
10.000
10.000
10.000
0.870
0.970
1.070
1.270
1.470
1.670
1.838
2.038
2.273
2.773
3.273
3.675
4.175
4.675
5.175
5.513
6.513
7.350
7.513
8.350
8.513
9.188
9.350
9.513
JISB0206/B0208
表10-3Coarse(UNC)&Fine(UNF)MachineScrew统一标准粗细牙螺纹:
Unit:
mm
Size
Pitch
Coarse(UNC)
Pitch
Fine(UNF)
MajorDiameter
MajorDiameter
Max
Min
Max
Min
NO:
1
64
1.838
1.743
-
-
-
NO:
2
56
2.169
2.066
64
2.169
2.073
NO:
3
48
2.496
2.383
56
2.496
2.393
NO:
4
40
2.824
2.695
48
2.827
2.713
NO:
5
40
3.154
3.026
44
3.157
3.036
NO:
6
32
3.484
3.333
40
3.484
3.356
NO:
8
32
4.142
3.991
36
4.145
4.006
NO:
10
24
4.800
4.618
32
4.803
4.651
NO:
12
24
5.461
5.279
28
5.461
5.296
1/4
20
6.322
6.117
28
6.324
6.16
5/16
18
7.907
7.687
24
7.90
- 配套讲稿:
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