1、一、塑料自攻螺絲（Self-tappingScrew8勺優缺點新產品在開發設計時間時，塑料材質的選用是最被重視的一個環節，不過除了塑料之外，其實還有很多的零件需要被重視，可是有個小零件卻經常被忽略一自攻螺絲（Self-tappingscrew）,可是從生產制造的角度來看，一顆設計不良的螺絲及螺絲柱往往是壓死設計的最后一根稻草，螺絲真的是這么微不足道（minor）的零件嗎？本文試著先探討何謂自攻螺絲？還有自攻螺絲有何優缺點？后面會再試著探討更多的螺絲扭力的問題。首先，讓我們來看看何謂自攻螺絲？一般的螺絲（大部分指機械螺絲）都要先在部件上做出所謂的陰螺紋來讓螺絲可以鎖得進去，就像螺帽一樣，上面已經

2、有螺紋在螺帽的內孔，所以螺絲可以很輕易地對著螺紋鎖進去；而自攻螺絲就不需要在被鎖件上事先做出螺紋，因為它可以一邊鎖進去被鎖件，并一邊在被鎖件上攻出螺紋來，進而使自己固定于被鎖件上。下圖是一款鉆尾切槽自攻螺絲，其前面的缺口有類似銃刀的功能，方便在塑料孔上切削掉多余的部件，其螺紋則被設計成剛好可以把波峰所推出來的塑料擠進波谷里，達到平衡的作用，也可以讓螺絲與塑料更緊密的結合在一起；有些自攻螺絲的螺紋則被設計成可以旋轉帶出被推擠出來的塑料屑或木屑，以免過多的廢屑擠壓被鎖件造成局部隴起或破裂的危險。槽磕航的切*口刀4星火川健就影自攻螺絲的立意很好，實際上也真的大大地提升了工業化大量生產的效率，因為事先

3、制作陰螺紋需要多花上許多的時間與功夫，而且塑料射出件必須要采用埋值螺絲（Insert）才可以制作出陰螺紋，既廢時又費工；可是自攻螺絲也有許許多多的限制及缺點，比如說：被鎖件容易因自攻螺絲的強迫（force激入而承受一定的應力，并導致螺絲孔周圍有龜裂或破裂的缺失，進而影響到產品的可靠度。因為這樣，所以自攻螺絲鎖入處都會要求要有一定的面積肉厚來承受螺絲應力，比如說塑料螺絲柱的外孔值徑通常需要比內孔直徑大2.53.0倍，不同的塑料材質（resin瑞要不同的最小肉厚。有些設計師只是一味的套用前輩的設計，完全不管所使用的塑料材質不一樣，造成有些螺絲孔的肉厚小于應有的安全系數。有時候設計者知道應該要把螺絲

4、孔的肉厚設計在應有的尺寸，可是卻沒有考慮到脫模角(draftangle對肉厚的影響，而且螺絲柱越高，脫模角對肉厚的影響也就越大，因為螺絲住的內外徑脫模角度剛好顛倒，越往上面，具所剩下的肉厚也就越少雇上面的外徑的4如果再加上塑料射出成型廠可能使用二次回收料(regrindresin),那最小肉厚就需要再往上加，很多的設計人員常常得納悶，為何塑料部件明明都已經通過嚴苛的設計質量驗證了，怎么大量生產后還會發生螺絲孔破裂(crack珀質量問題？這其實有很大一部份是因為廠商添加了二次回收料所使然；因為試產階段，射出成型廠商怕會問題，一般不敢使用二次料，可是大量生產后就會偷偷的加進去。如果當初設計時安全系

5、數放得太小，只要稍微加點二次料就會有破裂的風險。二、【螺絲】與【塑料柱】的設計原則螺絲是電子產品中最常使用的組裝方法之一，但是很多的設計者(R&D)#常常忽略了螺絲及螺絲柱的的設計需求，而造成一些組裝上的缺憾，比如說螺絲柱滑牙(strip)、螺絲柱破裂(crack)或斷裂(breaking)、螺絲斷裂(breaking)、或是螺絲頭磨損(wearout)等。這里提供一些螺絲及螺絲孔柱設計的基本需求，讓你的螺絲設計不再出問題塔孔直f圣=d十口一2mm蟒標柱外覘二dx螺域柱因子岬舔孔直怪=dx螺隙孔因子1-螺粽最小嚙臺深度=dx深度因子萼孔深度-0.3-0.5d下面的表格需配合上面的圖標，【Mat

6、erial就是塑料白材質，HoleFactol就是螺絲孔因子，【BossFactol是螺絲柱因子，【DepthFactol為深度因子。假設我們拿了一根M2.6x10L的螺絲，具螺絲規格如下：螺絲頭直徑：4.14.5mm螺牙外徑（d）:2.472.55mm取2.5mm。螺絲長度為：10+0/-0.8mm螺絲牙距：0.91mm如果要設計用在ABS/PC材質的塑料上面，則其設計規范如下：螺絲孔直徑=dxHoleFactor=2.5X0.8=2.0mm螺絲柱外徑=dxBossFactor=2.5X2.0=5.0mm（最少）螺絲最小嚙合深度=dxDepthFactor=2.5X2.0=5.0mm（最少）

7、螺絲嚙合牙數=5/0.91=5（牙）一般來說螺絲孔的直徑必須比螺絲的外圍直徑稍微小一點點（x0.720.85）一般人則較常忽略螺絲柱的外徑也需要配合螺絲的外圍直徑（x1.72.2）,這里列出的因子倍數應該是最小值，太小的螺絲外徑很容易造成龜裂；深度因子也是最小要求，需要配合螺絲的直徑，螺絲的螺牙如果鎖得不夠深，很容易就會被外力拉開。Screv/setectiondependsonmaterialSource.DuPontMaterialHz店FactorBossFactoiD電mFactorABS0.602.002.0ABS/PCO.SO2.002.0A$A0.782.0C2DPA460.73

8、1.S518PA46GF3fl%0,7818518PA60751B517PA6GF30%0.602.0019FA660.751.851了PA66GF30%0.B22.0C1.3P8T0.751.6517PBTGF3Q唯0.80ieo17PCb旺2.2PCGF30%0.852.202.0PE-HO075l.fi0IBPE-LD0.75t.fi018PET0.751.8517PETGF30%0.801.8017PMMA0.6520020POM1751952.0PP0.702.002.0PPTF20%0.722.002.0PPO0.P52.5022PSo.eo2.002.0PYC-U0,602002

9、0SAN07720019 螺絲孔需設計導孔(counterbor斟導正螺絲鎖入。 螺絲孔的深度必須比螺絲的長度還要深，為了容納被自攻螺絲切銷出來的塑料屑，以避免螺絲孔爆裂。 螺絲的選擇也非常重要，如果螺絲孔深度夠的話，選擇螺絲牙距大一點的螺絲可以有效防止螺絲孔滑牙。 這個表格緊提供參考，還是要以實際操作為準。 建議可以參考另一篇文章塑料自攻螺絲扭力探討(Self-tappingScrew)三、塑料自攻螺絲扭力探討(Self-tappingScrew)產品設計時，塑料的自攻螺絲(Self-tappingscrew)是最不被重視的零件，只是螺絲真的是這么微不足道(minor)的零件嗎？本文嘗試探討

10、塑料、及其自攻螺絲間的扭力關系。另外也想要到談談鎖緊螺絲在塑料機構設計上對產品質量的影響，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料螺絲柱。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。48絲的直徑(Screwdiameter):直徑越大、扭力需要越大。48絲的長度(Screwlength):越長度長、扭力需要越大。盤絲的螺牙間距(Screwpitch)：間距越大、扭力

11、需要越大。硼R絲尖端的形狀(Screwshape):尖的、三角的盤絲孔白直徑(Screwholddiameter):螺絲孔的直徑越小、扭力需要越大。盤絲孔的月真角度(Screwholedraftangle):脫模角度越大、扭力需要越大。盤絲孔白斜角(Screwholechamfer):斜角越大、扭力需要越大。塑料材質(Plasticmaterial):越硬的塑料材質(如reinforce或是含fiber的塑料)、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：以經驗值選取扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或

12、+/-0.5Kg/cm2),用電動螺絲起子設定其最小螺絲扭力，鎖緊后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。反復測試后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，是螺絲鎖緊后，破壞塑料殼并檢查所有上、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：最小螺絲扭力決定后，再依據扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或+/-0.5Kg/cm2)把電動螺絲起子的扭力設定到扭力范圍的最大值(=最低扭力+0.3Kg或0.5Kg),拿10組上、下蓋(或

13、是上、下殼)，用電動起子重復鎖緊、松開螺絲10次后，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，然后再重復驗證。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，再乘以一定的安全系數0.60.8,然后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：

14、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。盤絲孔破裂(crack):檢查螺絲孔壁厚度設計是否太薄、螺絲的扭力是否太大、或是塑料射出成型時是否有摻雜二次料、或是塑料射出成型時塑料粒未干燥完全。 螺絲鎖不緊：檢查螺絲扭力是否太小、螺絲孔是否設計太小。另外，如果產品內部有應力或是上、下頂出的設計就要特別小心螺不緊的可能性。四、影響塑料自攻螺絲扭力的因素塑料部件使用自攻螺絲來互相鎖緊已經是個很普遍的制程了，可是還是經常聽到或是發生螺絲孔破裂或是螺絲滑牙(strip)等情事，本篇文章將試著探討影響螺絲起扭力的因素及可

15、能原因，如果碰到螺絲鎖不緊或滑牙的事情，就可以先檢查看看是否有哪些因素發生的變化。影響螺絲起扭力的因素其實非常的多，如果有不同意見，也歡迎留言討論，下面將列舉出我認為有可能影響到的因素： 螺絲的直徑(Screwdiameter)螺絲的直徑越大、所需電動起扭力就越大。因為越大直徑的螺絲，通常意味著需要吃到較深的塑料內側。 螺絲的長度(Screwlength)螺絲的越長度越長、所需電動起扭力就越大。電動起扭力基本上與螺絲與塑料的接觸面積成正比，螺絲鎖得越進去螺絲孔，就會有越多的螺絲面積與塑料接觸。 螺絲的螺牙間距(Screwpitch)：螺牙問距越大、所需電動起扭力就越大。這點似乎有點與上面的接觸

16、面積抵觸，但這是因為同樣把螺絲轉一圈，螺牙間距比較大的螺絲鎖進塑料的深度比間距小的還要深，所以需要比較大的扭力。就像是同樣直徑不同齒輪數的齒輪，轉動同一個別的齒輪，齒輪數越多的越省力的道理一樣。 螺絲尾端的形狀(Screwshape)尖尾的、三角的。扭力其實跟螺絲的尾端形狀沒有多大關系，但不同的螺絲尾端形狀通常代表不同的螺紋設計，就經驗來說尖尾的螺絲其螺紋較淺，所需的電動起扭力也較小。 螺絲孔的直徑(Screwholediameter)螺絲孔的直徑越小，所需電動起扭力就越大。 螺絲孔的脫模角度(Screwholedraftangle)螺絲孔的脫模角度越大，扭力需要越大。這是因為越往螺絲孔底部的

17、孔徑會越小的關系。另外值得注意的是隨之而來的螺絲柱外側脫模角度(Screwbossdraftangle)這兩項脫模角度會直接影響到螺絲柱的肉厚。 螺絲孔的進孔處斜面(Screwholechamfer)斜面的作用是幫助螺絲站穩在螺絲孔上，讓作業員鎖螺絲時不容易打滑到旁邊。可是斜面如果太大或太深，雖然所需要的電動起扭力可能就會越小，但這樣一來所剩余的塑料螺絲柱與螺絲的咬合面積就越少，有可能會降低螺絲的鎖合力。 塑料材質(Plasticresinmaterial)越硬的塑料材質(如reinforce或是含glassfiber玻璃纖維)的塑料)，所需的電動起扭力就越大。五、如何決定自攻螺絲的電動起扭力

18、如果你是電子制造工廠的制程工程師，你是如何決定電動螺絲起的扭力？尤其是決定自攻螺絲的最恰當電動起扭力，下面所提供的方法是我個人的經驗，歡迎有不同想法或是其他方法的先進提供意見：本篇文章將試著探討鎖緊螺絲該使用多大的電動起扭力及影響螺絲起扭力的因素，以期達到最佳螺絲起扭力的設定。先決定電動螺絲起的最小螺絲扭力：先以經驗值選取扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或+/-0.5Kg/cm2),用電動螺絲起子設定其最小螺絲扭力，鎖緊后再用手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。反復

19、測試后可以決定最小的電動起扭力。還有一個也是比較可靠的方法來確定最小電動起扭力，等確定螺絲都鎖緊以后，不拆螺絲但破壞塑料殼并檢查所有上、下蓋的螺絲柱是否都已經緊密接合、無縫隙。決定電動螺絲起子最大螺絲扭力：最小螺絲扭力決定后，再依據扭力范圍(+/-0.3Kg/cm2或+/-0.5Kg/cm2),把電動螺絲起子的扭力設定到扭力范圍的最大值(=最低扭力+0.6Kg或1.0Kg),拿10組上、下蓋(或是上、下殼)，用電動起子重復鎖緊、松開螺絲10次后，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，最大螺絲扭力也完成設定了；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，

20、然后再重復驗證。以上是假設所有的自攻螺絲都夠強況，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，再乘以一定的安全系數0.60.8然后比較以上方法所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，與實際的試驗相輔相成，這樣所決定出來的扭力應該就是最好的扭力值了。六、常見的螺絲鎖緊問題與對策組裝電子產品時，螺絲選擇錯誤或是不當的螺絲孔柱設計，都是生產的不定時炸彈，這里試著列出常見的問題與解決對策：螺絲頭滑牙(strip)有可能是電動起扭力太大、選錯了電動起子頭(bit)、或電動起子頭已經歪掉造成的。請先確認電動起子頭正確無勿后再試著降底電動起扭力；我經常看到螺絲頭的凹槽與電動起子頭不匹配造成的螺絲頭打滑，大部分都是平頭的凹槽螺絲卻拿尖