前模螺丝柱怎么设计（结构设计中螺丝柱常见缺陷分析与解决方案总结②）

螺丝柱，也称BOOS柱，是塑胶产品中常见的结构，也是成型中遇到问题最多的结构之一。螺丝柱常见的成型缺陷主要有开裂、滑牙、根部断裂、缩水、发白、留痕等，严重影响塑胶产品的外观和使用。本文将从塑胶材料、结构设计、模具设计和成型工艺角度出发，分析这些缺陷产生的原因和解决方案。

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✎ 螺丝柱滑牙与解决方案

螺丝柱滑牙可以从以下几个方面分析：

①材料过韧，刚性不够，容易导致滑牙；

②螺丝柱内径过大，螺钉咬住的肉厚较薄，也容易导致滑牙；

如上图所示，电动工具螺丝柱滑牙，使用的螺钉是M3.5，根据相关参考系数，理论内径是2.625mm，而客户螺丝柱设计内径是3.0±0.05mm，因内径偏大导致滑牙。

③扭矩过大。

扭矩过大时，螺丝柱内侧无法承受扭力，而外侧部分强度足够没有损坏，从而导致滑牙。

不同规格螺钉参考扭矩

✎ 螺丝柱根部断裂与解决方案

如图所示是螺丝柱根部断裂的情况，应力集中可导致螺丝柱根部断裂。螺丝柱根部和销的顶部由于存在尖角，成型时容易导致应力集中，在不产生缩水的情况下，这些地方应采用较大的圆角过渡。

成型温度过高或者材料中水分过多，材料中成型时发生降解，导致其强度下降，也可能导致根部断裂。此外，水口料掺入的比例也不能过大。

螺丝柱的销过长且强度不够，由于受到塑胶溶提的冲击，可能产生变形偏移。

如上图所示，填充结束后，销要复位回弹，这样螺丝柱根部会受到反复冲击，根部容易断裂。这种情况下，螺丝柱背后的缩痕会向下游移动（销回弹时，下游压力小），也有形成熔接线的可能。

✎ 螺丝柱缩水与解决方案

螺丝柱背后经常会遇到缩水的问题。常见的解决方案是加火山口：

火山口之所以能防止缩水，是因为它能使得螺丝柱根部的等效壁厚（内切圆直接2R）变小，如下图所示：

当根部的等效壁厚与制件壁厚T相差不大时，制件就不容易产生缩水。

螺丝柱太靠近侧壁时，由于局部壁厚增大，也容易导致缩水，如下图所示：

具体可参照下图，采用加强筋的方式使螺丝柱与侧壁相连，避免缩水。

模具设计时，在螺丝柱附件设置浇口，也可以防止缩水。离浇口越近，保压越充分，补缩作用越强，缩水越不明显。

✎ 螺丝柱发白与解决方案

上图是螺丝柱根部发白，其原因是在冷却不足的情况下，塑胶在玻璃化转变温度附近拉伸到微裂状态（开模时销拔出，销的顶部形成真空，塑胶在被吸入时受力）。解决方法是延长冷却时间，使得螺丝柱根部充分冷却后在脱模。加火山口的设计使得螺丝柱根部壁厚更薄，更容易冷却，也可以消除发白。

上图是攻螺丝后，螺丝柱主体有发白，其原因可能是使用的扭矩过大，螺丝柱的壁厚过薄。

✎ 螺丝柱背面留痕与解决方案

当销伸出太长时，前述提到容易偏心导致根部断裂。如果销的刚度足够，不容易产生偏心，有可能在螺丝柱表面产生其他缺陷。

伟创力电子鼓的上鼓面在试料时出现流痕，如上图所示，调节料温、模温、射速、保压均无改善。剖开螺丝柱发现销伸入表面约1.2mm,占制件平均壁厚（3.00mm）的40%，由于通道突然变窄，料流变得紊乱，使得流动下游出现流痕。

类似案例还有螺丝柱背后出现发白现象：

高光ABS制件在部分螺丝柱背后有发白，调整成型工艺没有效果，破坏螺丝柱发现，发白地方对应的螺丝柱的销伸入制件表面，导致熔体通过该处时剪切过强，导致表面发白；而没有发白的地方，孔与表面平齐，如上图所示。

对于螺丝柱的常见缺陷，要从螺丝柱的结构出发分析其合理性，从塑胶材料和模具设计上防止其产生，从成型工艺上去克服，很多缺陷都可以迎刃而解。

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