螺丝资料
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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Part No(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, Item Master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Item Master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Item Master中的螺丝,而去另Create 新的P/N,重新 Call Sample,增加新的螺丝P/N. 在 Item Master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Item Master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(Type of Head)如图1所示
我们常用的螺丝头型为:
Pan Head :这是我们应用最广泛的螺丝头型。
Binding Head
:若螺丝头Pan Head 的直径不够大,则选用Binding
Head,此种螺丝头型直径较Pan Head大。
Flat Head :又称Countersunk Head,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(Type of Drive insert )如图2所示:
我们常用的螺丝槽型为Philip Recess( 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Philip Recess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(Type of Point)如图3所示:
图1
图2
我们多选用Type B ,若要求螺丝尾型是尖型,则选用
Type AB,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”( Self Tapping Screw)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(Machine Screw),如果金属件的孔没有螺纹,则用另类“三角自攻螺丝”(Taptite Screw) 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Plastite Screw,另一种是拧进金属铁、锌和铝上的自攻螺丝,叫Taptite Screw。
1. 三角自攻螺丝(Plastite Screw & Taptite Screw)
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(Self Tapping Screw)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,Φ的自攻螺丝,需柱子直径Φ~Φ,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Type BT/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。
图3
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。
1) Plastite Screw.
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Plastite Screw. 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Plastite Screw 。
但经过10余年的实践证明,Plastite Screw 容易拧进塑 胶柱上,不易爆裂,拧紧后,防 松效果好。
由于Plastite Screw 的专利期早已过去,多数 螺丝厂都能制造,虽然搓螺丝
Plastite Screw 规格,如表1所示。
自攻螺丝尾部的刀刃口口
图5
图4
图6
螺丝柱壁厚t 过大,造成表面缩水
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
孔径
D=~d 螺丝柱直径要根据螺丝直径选定 L=dx2 over 螺纹柱长度要满足的条件
我们常用的Plastite Screw,直径为Φ,Φ和Φ,其它直径的比较少用,参看表边箭头指示。
Plastite又称Taptite P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.
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。
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。
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
Carbon Steel
碳钢
(低碳钢/ 中碳钢)S10C SWCH 10R
10A
10K
SWRM 1010101010040A10
S15C SWCH 15R
12A
15K
SWRM1210151015055M15C15,CK15
S18C SWCH18A
20K
10181018
S22C10221022C22,CK22 S35C SWCH38K10351035C35,CK35 S45C SWCK45K10451045060A45C35,CK35
表4:碳钢螺丝所用钢材的化学成份及机械性能
2). Taptite Screw (我国GB标准中称之为“自攻锁紧螺丝”)
Taptite Screw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Taptite Screw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Taptite Screw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Approved Taptite Screw 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Taptite Screw,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。
Taptite screw的分类:
Taptite screw有三类,即S Type、C Type 和 B Type.
------S Type,螺纹与普通粗牙螺纹(公制螺纹)相同,螺距也一样。
------C Type,螺纹与S Type相同,但内径较小。
------B Type,螺距为英制,即牙/寸,螺距较S Type和C Type为大。
根据不同的金属,选用Taptite Screw的不同型号,如拧进钢材,可用SType,铝材
可用C Type或B Type. 对于特硬的塑胶,也可选用B Type.
根据不同的金属,都可用S Type、C Type和B Type,但其孔径则要适当调整,如
表6、表7、表8所示。
表6:Taptate Screw Type S(三角自攻螺丝S型)
表7 Tapetate Screw C Type(三角自攻螺丝C型)
表8:Taptite Screw B Type (三角自攻螺丝B型)
4. 机牙螺丝(Machine Screw)
按不同国家标准来分,如下面所述。
GB 中国国家标准(Guo Biao),如表5所示。
1)粗牙螺纹
2)细牙螺纹
JIS 日本工业标准(Japanese Industrial Standard),如表6所示。
1)公制粗牙螺纹(Metric Coarse Threads)
2)公制细牙螺纹(Metric Fine Threads)
3)统一标准粗牙螺纹UNC(Unified Coarse Threads)
4)统一标准细牙螺纹UNF(Unified Fine Threads)
ANSI 美国国家标准(American National Standard,如表7所示。
1)美制粗牙螺纹UNC (Unified Coarse Threads)
2)美制细牙螺纹UNF (Unified Fine Threads)
3)美制特细牙螺纹UNEF (Unified Extra Fine Threads)
4)美制粗牙螺纹(Metric Coarse Threads)
5)美制细牙螺纹(Metric Fine Threads)
BS 英国标准 (British Standard) 如表8所示。
1)BA (British Association)
2)BSW(British Standard Whitworth) 英国标准惠氏螺纹(粗牙)
3)BSF(British Standard Fine)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(Deutsche Industrie-Norm德文),此种螺丝较少用。
表9 国标GB普通螺纹系列:
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:
JIS B0205
Designation of Screw threads Pitch
P
Internal thread
Major diameter D Major diameter D2
External thread
Major diameter d Major diameter d2
M1--
--
--
--
--
--
M2--
--
--
M3--
--
M4--
--
M5--
M6--1 --M71 M8--
--M9
M10--
--M11
M12--
-M14-2 M16--2
JIS B0207
JIS B0206/B0208
表11 ANSI标准:
表
表11-3 美制特细牙螺纹UNEF: 表11-4 美制粗牙螺纹(公制)Metric Coarse:
表12英国标准:
表12-1 BSF : 表12- 2 BSW:
表12-3 BA:
我们从螺丝的直径,螺距(Pitch)或牙/寸(TPI)和螺纹牙型来比较表9(GB),表10 (JIS),表11(ANSI)和表12(BSW),可以看出,螺丝分二大类,一为公制(米制),一为美
2) 统一标准粗牙(UNC)和细牙(UNF)螺纹:
其牙型与公制螺纹相同,即60o.
螺距以牙/寸来表示.
3) 惠氏螺纹(BSW,BSF):
惠氏螺纹与统一标准螺纹有些相似,
螺距也是以牙/寸来表示,但其牙型
为 55o . 两种螺纹,不宜混合共用,
因牙型不同,可能减低其啮合强度。
3). 核实螺丝镀锌后是否进行去氢处理,以避免产生氢脆。
4). 螺丝的扭矩和硬度是否达到图纸的要求。
扭力判定标准:如果客户有特殊要求,则以客户要求为准;如无,按下列标准判定。
单位:
7. 在BOM (Bill of material) 中对螺丝的描述:
1). Part No. 为
10-xxxx-xx-xx
2). Description (螺丝描述)
在Description中,对螺丝的描述,要包括以下5类内容:
A.螺丝类型
对“螺丝类型”作如下的规定:
MS -- Machine Screw (机牙螺丝)
PTS -- Plastite Screw (三角自攻螺丝,用在塑胶件上)
TTS -- Taptite Screw (三角自攻螺丝,用在金属件上)
STS -- Self Tapping Screw (普通的自攻螺丝,CMS在塑胶件不用它)
WS -- Wood Screw (木螺丝)
其他:
Polyfast -- Polyfast Screw (塑胶螺丝,客户特别要求时才用)
Hex Cap -- Hex Cap Screw(六角头螺丝,特别要求时才用)
Hi-Lo -- Hi-Lo Screw (高低纹螺丝,适用于塑胶、纤维板和木板,客户特别要求时才用) B.螺丝材质和规格
材质:要标明材质。
规格:直径x长度。
MS 螺丝为 M口x口
PTS螺丝为 D口x口
C.螺丝头:常用为Pan Head,其次为Binding Head及Flat Head.
螺丝槽型:常用十字槽(Philip Recess),用“+”表示;
若用米字槽( Pozidrive ),用“米”表示;
若用一字槽(Slotted),用“一”表示。
螺丝尾:常用为Type B,其次为Type AB.
D.螺距(Pitch):若螺距为,用“”表示。
若螺距为32牙/寸,用32TPI表示。
E.表面层及颜色:
常用的为镀锌(白锌、蓝锌、彩锌及黑锌),镀镍,镀铬,煲黑(氧化黑)
等。
如客户无特别要求,建议采用镀白锌。
白锌螺丝在CMS目前的产品中应用最为广泛。
镀白锌、蓝锌、彩锌在价格方面是接近的。
镀镍、镀铬螺丝,用在装饰面上,
它的价格比镀锌高。
如需要黑色螺丝,建议采用镀黑锌,因其具有良好的防锈性能和表面光泽而被广泛采用。
煲黑(氧化黑)螺丝虽然价格比镀黑锌螺丝低,但由于较差的防锈能力致使它无法被广泛采用,一些煲黑螺丝在出厂后一两个月内就开始生锈;也有部分螺丝厂用防锈油保护以提高煲黑螺丝的防锈能力,但这却直接影响了成品外观甚至形成表面污渍;煲黑螺丝本身灰暗无光泽。
我们写螺丝的Description时,请参看下列的规定:
A B B C D E
Category 类别Material
材质
Dim Spec
规格
Head/End
螺丝头/螺丝尾
Pitch
螺距
Plating
表面状况
MS (Machine screw)
MS (Machine screw)
PTS
(Plastite Screw)
TTS
(Taptite Screw)
TTS
(Taptite Screw)
WS
(Wood Screw)
Hi-Lo
(Hi-Lo Screw)
Polyfast (Polyfast Screw)
Hex-Cap
(Hex-Cap Screw)
MS (Machine Screw)
MS
(Michine Screw)STL
(Steel)
Brass
(Brass)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
STL
(Steel)
SS
(Stainless
M3x10
(Diameter x Length)
M2 x 5
(Diameter x Length)
D3 x 8
(Diameter x Length)
M3 x 8
(Diameter x Length)
#4-40x1/4
(Diameter-TPI x
Length)
D3 x 8
(Diameter x Length)
D3 x 8
(Diameter x Length)
D3 x 8
(Diameter x Length)
M3 x 8
(Diameter x Length)
M3 x 8
(Diameter x Length)
#2-56x1/2
(Diameter-TPIxlength)
B(+)/B
(Binding Head,
Philip Recess/TypeB)
F(-)/B
(Flat Head, Slotted
/Type AB)
P(*)/B
(Pan Head,
Pozidrive/Type B)
P(+)/B
(Pan Head, Philip
Recess/Type B)
P(+)/B
(Pan Head, Philip
Recess/Type B)
B(+)/AB
(Binding Head, Philip
Recess/Type AB)
B(+)/AB
(Binding Head, Philip
Recess /Type AB)
P(+)/AB
(Pan Head /Type AB)
Hex/AB
(Hexagon Head/Type
AB)
P(+)/B washer
(Pan Head Philip Recess
with washer /Type B)
P(+)/B
(Pan Head Philip Recess
(Pitch)
(Pitch)
(Pitch)
40TPI
(Pitch#4-40)
(Pitch)
(Pitch)
56TPI
(Pitch#2-56)
Wht Zn
(White Zine
Plated)
Ni
(Nickee Plated)
Ni
(Nickee plated)
Blue Zn
(Blue Zn plated)
Wht Zn
(White Zine
plated)
Wht Zn
(White Zine
plated)
Wht Zn
(White Zine
plated)
Wht Zn
(White Zine
plated)
Wht Zn
(White Zine
plated)
Cr(Chrome
plated)
steel)/Type B)
必须注意:
1)在“类别”栏中,MS表示Machine Screw,不表示Metal Screw,要注明材质,在 MS后写上STL
(Steel)。
其他材质如Brass、AL、SS (Stainless Steel)等。
2)在“规格”栏中,M3x8代表机牙螺丝,直径3mm、螺丝长8mm,在三角自攻螺丝Plastite
Screw 中,直径用D3表示,不允许用M3.
公制用mm. 如 M3x10
D3x10
美制用英寸,如 #4-40
#6-32
#10-24(粗牙)
#10-32(细牙)
3)三角自攻螺丝的Taptite,因其螺纹与机牙螺纹相同,所以在“规格”栏可以用
M3,但“类别”为 TTS,绝对不能用MS.
4)在“螺距”栏中,三角自攻螺丝PTS,不必写出螺距P. 三角自攻螺丝TTS则要写出螺距P,如或
40TPI.
5)客户的BOM中对螺丝的描述(Description)不能照搬到CMS的BOM中,最迟在APP时要改为我们
规定的描述。
旧的Description要出EO改为新的写法,普通的self tapping screw不准备再用,不需出EO改为新的描述。
6)只有在CMS的Item Master中不存在的螺丝,才可以Create新的P/N.
7)Machine Screw分为公制(米制)和美制,Plastite Screw和Taptite Screw只有公制(米制)。