前沿拓展:種植牙小扭矩是多少


基礎知識

螺釘緊固工藝是指使用裝配工具并施與合理的扭矩,將兩個或更多的被連接件(如:殼體、PCBA、器件等)采用緊固件螺釘?shù)穆菁y副聯(lián)接緊密結(jié)合固定在一起,并一定預緊力的過程,以便被連接件抵抗各種外載荷而不分離,不滑移的可拆卸式聯(lián)接緊固工藝。

終端產(chǎn)品常用的螺紋連接有兩種形式:

2 機牙螺釘(M):螺釘柱是采用熱壓、注塑或SMT銅螺母,或金屬件螺孔預攻牙,用機牙螺釘配合鎖緊的形式;螺釘?shù)奶攸c:升角小,螺距小,小徑大,牙紋較淺。

2 自攻螺釘(ST):自攻螺釘直接和螺釘柱配合鎖緊,螺孔不必預攻牙,在被連接件的材料上,將被連接件“攻、鉆、擠、壓”出相應的螺紋,靠其自身的螺紋,使之相互緊密配合;螺釘?shù)奶攸c:升角大,螺距大,小徑小,牙紋較深。

常用槽型

常用螺絲頭型

螺紋

螺紋是機械工業(yè)中應用廣泛的機械零件。根據(jù)其應用和功能不同,可分為

普通螺紋(緊固螺紋)、 傳動和定位螺紋、 錐體螺紋、鋸齒螺紋·······

普通螺紋是用于連接或緊固零件之用,它們的制造精度直接影響機件的連接可靠性,裝配精度和互換性。

常見螺紋分類:

螺紋的要素【線數(shù)n】

n線數(shù):螺紋有單線和多線之分。沿一條螺旋線所形成的螺紋稱為單線螺紋。沿兩條或兩條以上,在軸向等距離分布的螺旋線形成的螺紋,稱為多線螺紋。三角牙B型(B-C)為單線,P型(B-2C)為雙線。

雙線

單線

螺紋的要素【螺距和導程】

n相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離稱為螺距(也叫牙距);同一條螺旋線上對應兩點間的軸向距離稱為導程。

導程=線數(shù)x螺距 L=n·Pn螺距(牙距)與牙數(shù)

在英制螺紋和自攻螺紋中以每一英寸(25.4 mm)內(nèi)的牙數(shù)(T)來表明牙距(P)。

螺紋的要素【螺旋升角】

tgβ=L/2πr

L=導程

r=螺紋中徑的半徑

表面處理:

表面處理不僅使產(chǎn)品質(zhì)量和外觀達到美觀,新穎和耐用,而且對一些有特殊要求的工業(yè)產(chǎn)品還能起到修復或賦予耐蝕、導電易焊、反光、耐磨、耐高溫等特殊功能的果。

第二章:電批

用于擰緊和旋松螺釘用的裝有調(diào)節(jié)和限制扭矩機構(gòu)的電動工具,也稱為電動螺釘?shù)兜取k娕娫从山涣髯儔浩骱驼麟娐方M成,將220V交流電變壓整流成DC24V給電批馬達,并提供電批轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等常用設置功能。

電批結(jié)構(gòu):1、調(diào)扭螺紋套;2.調(diào)扭刻線;3.提環(huán)壓柄開關;4.連接電源線;5.換向開關;6.刀頭鎖套;7.電批頭;8.提環(huán);9.電源。

2.1扭矩

在實現(xiàn)螺釘連接中,為達到一定的預緊力而通過裝配工具施加在螺釘上的扭矩,表示相同意思的稱謂有:力矩,扭力。扭力國際單位為“牛頓*米”(N.m),工程單位為“千克力*厘米”(kgf.cm),換算關系:0.98N.m=10kgf.cm。在我司的生產(chǎn)中,一般以kgf.cm為單位。

2.2緊固扭矩

在緊固過程中,為足夠的預緊力,已達到可靠的機械連接而通過裝配工具施加在螺釘上的扭矩。在許多書中稱為“擰緊扭矩”,“擰緊力矩”。

2.3電批的規(guī)格要求

緊固力矩不能超出電批力矩規(guī)格范圍。為較地控制扭矩,電批的扭矩范圍應滿足以下關系:所需扭矩<電批大扭矩<3倍所需扭矩;電批小扭矩<0.8倍所需扭矩。

例如:緊固螺釘需1kgf.cm的力矩,則選用力矩介于0.8~3kgf.cm的電批,如選用大值為5kgf的電批就很難控制。終端普遍使用主要有3種,其控制適用的扭矩范圍如下(電批扭矩規(guī)格可向下作合理的兼容,但需盡量與下表的扭矩范圍接近,避免用過大扭矩的電批打小螺釘),螺釘外徑在ST2.6以下時需使用低速檔(750RPM以下):

2.4電批使用要求及注意事項

工具在操作運轉(zhuǎn)中,嚴禁切換正反開關,改變運轉(zhuǎn)方向。

禁止在有可燃性氣體環(huán)境中使用。

嚴格按照電批校驗要求給予校驗。

每把電批都應該進行編號管理。

電批的設定扭矩值只能由扭矩測試儀器測量讀出,禁止未經(jīng)校準,使用電批自帶刻度做為設定力矩值。

2.5

批頭

安裝在電批上,常用稱謂有起子頭、電批咀等。根據(jù)終端常用的螺釘規(guī)格,終端常用的批頭有十字型(PHILLIPS);星型(TORX)兩種。

十字批頭規(guī)格圖示

十字批頭規(guī)格說明

P值:如下圖所示,P值越小,表示頂部十字越尖;P值越大,表示頂部十字越鈍;常用的批頭有00號,0號,1號和2號。

2.6十字批頭規(guī)格

十字批頭P值選擇取決于螺釘頭部的十字槽,螺釘頭部的十字槽與螺釘?shù)闹睆矫芮邢嚓P,所以批頭P值選定與螺釘?shù)闹睆娇山⒋笾聦P系,批頭的長度要根據(jù)鎖入螺釘?shù)淖鳂I(yè)高度空間進行合理選定:

3星型批頭規(guī)格

3.1星型批頭規(guī)格說明

規(guī)格參考:

3.2批頭使用要求及注意事項

工程技術員每周檢查確認電批頭磨損狀態(tài),當批頭出現(xiàn)可見的磨損就要報廢處理,即更換成新的電批嘴,并記錄更換結(jié)果。

電批頭的磨損程度,請根據(jù)各工廠實際情況,進行簽樣管理。原則是要求不可出現(xiàn)損傷螺釘頭部;

嚴禁杜絕使用損壞的批頭,防止造成螺釘頭部磨花。

4 扭矩測試計

4.1扭力手批

扭力手批也叫扭力起子,通俗的理解就是有扭矩值的螺絲刀。目前使用的主要有兩種,螺旋調(diào)節(jié)式和指針調(diào)節(jié)式。

螺旋調(diào)節(jié)式度量較準,使用方便簡單,推薦使用;指針調(diào)節(jié)式使用時注意指針壓盤調(diào)節(jié)合適,不要旋得太緊,以免增加額外阻力距,但太松指針會隨意轉(zhuǎn)動,指示失去含義,所以重要場合,建議不要使用。緊固螺釘不能使用扭力手批,但在螺釘緊固校驗一些特殊場合會用到。

4.2扭力測試儀

扭力測試儀是檢測和測試各種力矩的精密儀器,可用于測量和校正各種電批、扭力手批的力矩及扭力設定狀況。包括扭矩傳感器和數(shù)字顯示器。

5鎖螺釘操作步驟

連接好電批電源線,按實際操作需要將電源調(diào)壓器調(diào)到適當?shù)奈恢茫ㄖ饕{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,如果是進口的電批,則沒有調(diào)壓器)。

安裝批頭,電批和批頭的安裝接口¢大小常有4毫米、5毫米。安裝批頭確認電批電源開關關閉,防止誤操作造成手指受傷,安裝方法和步驟如下:

向上推電批頭上方的控制環(huán);

插入電批頭。

批頭的選用要根據(jù)螺釘頭對應匹配,對具有磁性可吸附的螺釘,先通過加磁器給批頭上磁性,以便能夠方便地吸附住螺釘。

打開電源開關,用右手掌握住電批的手柄機殼,食指勾住壓柄開關(如果橫握則用大拇指勾住壓柄開關),檢查換向開關是否在FOR位置,如不在則糾正。

將進料裝置中的螺釘垂直吸附在磁性批頭尖部,然后垂直放入螺釘孔,同時用手指按壓柄開關,擰緊螺釘。

當電批發(fā)出錯齒的聲音后,松開壓柄開關,拿開電批,目視檢查螺釘是否鎖到位。使用完畢,請將批頭拆卸取出,具體步驟可參考批頭安裝方法。

操作注意事項

電批轉(zhuǎn)速設定:自攻螺釘(ST2.6以下)必須使用低轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速值<750rpm),其他螺釘一般情況不做要求,螺釘擰緊時,不允許螺釘歪斜放置在螺孔內(nèi)即進行緊固裝配。批頭與螺釘安裝面要垂直,避免批頭傾斜,取出螺釘亦然。

取螺釘:無特殊原因,不允許裸手拿取螺釘,對小螺釘使用上磁的批頭進行吸??;對于大螺釘可以戴手套拿取;如果戴手套操作,應手套干凈、無殘破,手指汗液不污染螺釘。由于戴手套或手指套會帶來操作的不便,同時為螺釘緊固質(zhì)量,提倡使用定位工裝輔助螺釘緊固的裝配。

6. 緊固扭矩通用規(guī)范

緊固扭矩是影響螺紋連接可靠性主要的因素,選擇適當?shù)木o固扭矩是預緊力和防止螺紋緊固失的關鍵。緊固扭矩大小的確定由主到次由以下因素制約:

螺釘外徑:螺釘外徑是影響緊固扭矩主要的因素,在其他條件相同的情況下,直徑越大,所需緊固扭矩也越大。

對于自攻螺釘,其緊固扭力主要是用來克服將被連接件“攻、鉆、擠、壓”出相應的螺紋成型過程的阻力和摩擦力,與被連接件螺柱材料的緊密相關,則應首先考慮;其次螺釘?shù)拈L度的影響。

對于機牙螺釘,其緊固扭矩主要由3部分組成:50%用來克服螺紋緊固件和螺紋連接件結(jié)合面之間的摩擦扭矩;40% 用來克服螺紋副之間的摩擦扭矩;10%用來克服螺紋副之間的反擰扭矩。為足夠的預緊力,對粗糙結(jié)合面的連接,應使用較大緊固扭矩;而對于光滑結(jié)合面,就可以使用較小緊固扭矩。

7.常見失和檢驗方法

7.1機牙螺釘

緊固力矩是影響機牙螺釘連接可靠性主要的因素,選擇適當?shù)木o固力矩是預緊力防止機牙螺釘損傷、脫落的關鍵

機牙螺釘檢驗方法

功能檢驗:檢查緊固零件是否松動,產(chǎn)品間隙是否均勻,以及虛位、變形,傷痕、凹陷。

外觀檢驗:螺釘是否傾斜,螺釘頭是否緊貼到位,螺釘頭是否有打花不良。

可靠性驗證:使用扭矩可調(diào)手批,用松脫扭矩或緊固扭矩來檢驗機牙螺釘?shù)木o固程度是否得到規(guī)格要求

7.2 自攻螺釘

自攻螺釘?shù)穆菁y除因力矩作用受到螺紋副的作用力外,還受到來自BOSS柱上自攻螺紋的壓應力作用。自攻螺釘由于其自身具有防松脫的特性,其主要扭力用來克服螺紋成型阻力和摩擦力,幾乎可以沒有預壓力的存在。自攻螺釘扭矩與螺釘攻入深度關系圖如下圖所示:

自攻螺釘檢驗方法

功能檢驗:檢查緊固零件是否松動,產(chǎn)品間隙是否均勻,是否有虛位、變形,傷痕、凹陷。

外觀檢驗:螺釘是否傾斜,螺釘頭是否緊貼到位,螺釘頭是否有打花不良。

可靠性驗證:自攻螺釘不能使用松脫扭矩來檢驗,只能使用扭矩可調(diào)手批,在緊固扭矩下檢驗自攻螺釘是否滑絲或者是否已經(jīng)緊固到底。

8、螺釘與塑膠的配合設計

螺絲柱的設計說小不小,說大不大。涉及到注塑工藝上面經(jīng)常會碰見螺絲柱縮水,設計到組裝工藝上還有螺絲柱打裂或者螺絲柱滑絲,還有難安裝的問題。

螺絲柱的設計要明確產(chǎn)品的大小和結(jié)構(gòu)的特點。比如大的產(chǎn)品可以用回到4.2或者5.0的自攻螺絲,小的可以用到1.8的。還有產(chǎn)品的材料特性,PC材料的螺絲內(nèi)經(jīng)要設計的稍微大一些。

2.螺絲柱設計。

螺絲柱還是要設計下火山口,有總比沒有好,萬一不行還可以加膠,如果后期發(fā)現(xiàn)縮水,再來加火山口燒焊就麻煩了。螺絲柱好設計標準化些,便于購買司筒針和司筒。但是如果是量很大的畫,可以加上倒角,便于安裝。如下圖。

螺絲柱設計

3.螺絲過孔的設計。螺絲過孔要比螺絲大,這個大家都知道,但是有很多人設計螺絲配合的時候,不設計定位的,螺絲柱也沒有倒角,生產(chǎn)線打螺絲打偏或者不容易定位。建議設計一個圓形的定位筋。

如上圖,C的間隙要稍微留大一些,0.2~0.3mm。避免美工縫隙增大。螺釘過孔好做一個倒角,便于安裝導入。C角的作用一般可以在安裝過程中起到倒入的作用。

4.螺絲柱內(nèi)外徑的設計,網(wǎng)上有很多要求,我覺得這個數(shù)據(jù)可以參考,尊重一個原則,便于加膠就行,減膠是太麻煩了,不確定的好一個改模空間。

注:螺絲孔公稱直徑×系數(shù),參考設計表:

舉例說明:

比如ABS要設計一個ST3.0*8的螺釘,螺絲孔內(nèi)徑可以設計成3.0×0.8=2.4mm。螺絲柱外徑可以設計成:2.0×3.0=6mm。這個只能作為參考,其實內(nèi)徑的可以作為參考,外徑的就考慮螺絲柱的壁厚就行。我們一般3.0自攻螺絲柱外徑只需要5.0~5.3mm即可,太大就容易縮水了。這樣我們可以總結(jié)下就是5.2減去2.4再除以2就是螺絲柱的壁厚是1.4.壁厚太厚容易縮水,跟加強筋的設計有異曲同工之妙,不過螺絲柱要考慮強度,怕打裂。

圖紙示范:

在 Boss 的設計上還需要注意以下幾點:

為了防止螺柱背面的殼體外觀面縮水,螺絲柱壁厚與殼體壁厚的關系應該保

持在 0.75:1 左右。

如果螺絲柱壁厚相對于殼體壁厚的比例關系超過了推薦的比例,可以考慮在

其根部設計一圈凹坑(火山口)來減少縮水的可能。見圖 38。當 T1≥0.8T0,

H≥5 T0 時,這種“火山口”防縮水形式是很有的,具體的尺寸及細部形

狀一般由模具廠商根據(jù)經(jīng)驗確定。

在螺絲柱底部加倒圓角可以減少應力集中和潛在的破裂危險,但過大的倒圓

角會導致縮水。對于手機殼體,0.2~0.4mm 的倒圓角會增強螺絲柱的強度而

不會造成螺絲柱背面的表面縮水。

螺柱應該具有一定的強度以在跌落測試中能夠承受巨大的沖擊力。如圖

39 所示,對于比較高的螺柱,當 H≥5T , 通常加 4 個三角形的 RIB(也叫角

撐(Gusset))來加強螺柱的強度。RIB 寬度 W=0.4T~0.6T(一般取 0.7mm 即可),Hc = 0.5mm~1.0mm,(一般根據(jù)空間結(jié)構(gòu)而定,建議 RIB 不要與螺柱上 ≥0.8 T0T1H≥0.7 “火山口“形式表面平)。

2.4 螺母熱熔工藝要求:

螺母通常采用熱熔、超聲或鑲件工藝與殼體聯(lián)結(jié)。螺母的材料一般為黃銅,因為黃銅的熱膨脹系數(shù)與塑料相近。:

為了銅螺母熱熔導向方便,一般在 BOSS 柱上端內(nèi)孔上做 0.2x0.2 的導角,或者增加 Counterbore,作為熱融螺母的溢膠溢膠空間;

BOSS 內(nèi)孔拔模角不宜太大,以防銅螺母緊固力不夠,一般取 0~0.5 度拔模角;

BOSS 外側(cè)面拔模角取 1.0 度即可;

對于熱熔或超聲螺母的螺柱,D 為螺母外徑,確定螺柱的內(nèi)孔 D0,螺柱外徑 D1 和銅螺母與螺絲柱上下兩端的間隙 GO,G1 很重要。圖中未示的 T 表示殼體厚度,L 表示螺柱的壁厚,H 表示螺柱的總高(從殼體內(nèi)表面到螺柱頂端)。以下是設計基本原則:

對于熱熔或超聲螺母的螺柱,D 為螺母外徑,確定螺柱的內(nèi)孔 D0,螺柱外徑 D1 和銅螺母與螺絲柱上下兩端的間隙 GO,G1 很重要。圖中未示的 T 表示殼體厚度,L 表示螺柱的壁厚,H 表示螺柱的總高(從殼體內(nèi)表面到螺柱頂端)。

以下是設計基本原則(供參考用):

DN : NUT(銅螺母)下端導向之直徑,對應圖 31 就是φ2.05mm ;

D0=D–(0.20mm~0.25mm);PC 取 0.20mm,PC+ABS 取 0.25mm

D1=D+2*(0.6T);其中數(shù)值(0.6T)是銅螺母熱熔時 BOSS 柱壁不破裂的小壁厚,一般取 0.6T 為 0.70~0.8mm;GO=0.05mm~0.2mm;G1≧0.5mm; (視空間可以稍微調(diào)整);; (此值一般是視空間和防縮水但反面不可有水印而設置);直徑絲柱的設計經(jīng)驗:直徑應該是 Insert/Nut 外徑的 1.5 倍以上。

螺絲耐落處理:

特別精密的元器件,如led,為了防止鎖附產(chǎn)生鐵屑鐵掉入電視機背光系統(tǒng)中,導致背光元件損傷。螺釘都要進行耐落處理。

9、相關螺絲安規(guī)要求:

拓展知識:種植牙小扭矩是多少

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