作者：Art Pini

　　電子設(shè)備需要緊固件來(lái)固定電路板、安裝子板、閉合面板和其他用途。有多種類型的螺釘、螺母和鉚釘由多種材料制成。緊固件的選擇必須考慮電子應(yīng)用的獨(dú)特需求，包括電氣隔離、耐腐蝕和耐振動(dòng)、重量輕、無(wú)磁特性以及盲裝。

　　本文討論不同的尼龍緊固件、它們的選擇及其應(yīng)用。Essentra Components的示例(包括螺釘、螺母、卡扣鉚釘、帶倒刺的緊固件和抽芯鉚釘)用于說(shuō)明目的。

　　為什么緊固件采用尼龍?

　　尼龍是高性能工程熱塑性線性聚酰胺家族，具有高機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐疲勞、抗沖擊和耐腐蝕性以及優(yōu)異的電絕緣性能。與鋁等金屬相比，它的重量也很輕，并且具有更高的耐磨性。這些特性使其成為電子應(yīng)用的理想選擇。隨著電子設(shè)備尺寸的縮小，減輕重量是一個(gè)主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。從可靠性和用戶體驗(yàn)的角度來(lái)看，有源電子設(shè)備中松動(dòng)的金屬緊固件可能會(huì)造成災(zāi)難。松動(dòng)的、不導(dǎo)電的尼龍緊固件只會(huì)讓人煩惱。

　　工程應(yīng)用緊固件中最常見(jiàn)的尼龍類型是尼龍 6 和尼龍 6/6。尼龍 6 是由多種單體衍生的聚合物，每種單體都有六個(gè)碳原子。尼龍的化學(xué)式為(C6H11NO)n。尼龍 6/6 由兩種單體制成，每種單體都有六個(gè)碳原子：因此得名尼龍 6/6。

　　尼龍 6/6 是更常用的緊固件材料，因?yàn)槠涑杀据^低且溫度范圍稍高。

　　緊固件類型

　　緊固件是一種將兩個(gè)或多個(gè)物體永久或非永久機(jī)械連接在一起的硬件設(shè)備。流行的機(jī)械緊固件是螺釘、螺母和鉚釘。

　　螺釘是一種利用在圓柱體外部切出螺旋槽(螺紋)的緊固件。它與切入配合孔內(nèi)部的反向螺旋槽配合。將螺釘旋入螺紋孔，使其進(jìn)入配合表面。螺釘主要由其大直徑、螺距、長(zhǎng)度、頭部類型和驅(qū)動(dòng)類型來(lái)指定(圖 1)。

　　圖 1：螺釘按頭部類型、驅(qū)動(dòng)類型、大直徑、螺距和長(zhǎng)度指定。 (圖片來(lái)源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　螺距是螺釘前進(jìn)一圈的距離或相鄰螺紋峰之間的距離。在美國(guó) (US)，通常用單位長(zhǎng)度的線數(shù)來(lái)指定。統(tǒng)一螺紋標(biāo)準(zhǔn) (UTS) 在北美使用英寸 (in.) 作為長(zhǎng)度單位。 UTS 螺釘由其公稱直徑和螺紋數(shù)指定;例如，1/4-20 是直徑為 1/4 英寸的螺釘，螺紋數(shù)為每英寸 20 個(gè)螺紋。

　　直徑小于 1/4 英寸的螺釘由 0 到 16 之間的整數(shù)指定，稱為規(guī)格。標(biāo)號(hào)越大，直徑越大。

　　螺釘?shù)拇笾睆娇梢酝ㄟ^(guò)將規(guī)格數(shù)乘以 0.013 再加上 0.060 英寸來(lái)確定。因此，#6 螺釘?shù)闹睆綖?(6 * 0.013) + 0.060 或 0.138 英寸(3.5 毫米)。

　　還有一種公制標(biāo)準(zhǔn)，其中螺釘用字母 M 表示，后跟螺釘?shù)拇笾睆?以毫米為單位)，然后是螺距(以毫米為單位)。

　　UTS 尼龍螺釘?shù)囊粋€(gè)示例是 Essentra Components 011024H100，它是一個(gè) 1 英寸(25.4 毫米)長(zhǎng)的帶有六角頭的尼龍帽 #10-24 螺釘。 Essentra Components 0401024HN是配套的 #10-24 尼龍六角螺母。 #10 緊固件的大直徑為 0.19 英寸(4.826 毫米)。

　　頭類型的選擇取決于應(yīng)用。帶沉孔的扁平頭和橢圓形頭提供無(wú)邊緣表面，不會(huì)鉤住衣服或物體。內(nèi)六角螺釘和圓頭螺釘通常具有較高的頭部高度，通常用于沉頭孔。平底螺釘(例如活頁(yè)螺釘、平頭螺釘和圓頭螺釘)用于將電線固定在端子排中。六角頭和內(nèi)六角頭適用于需要高扭矩?cái)Q緊的應(yīng)用。

　　開(kāi)槽驅(qū)動(dòng)器是最基本的驅(qū)動(dòng)器類型，最好手動(dòng)驅(qū)動(dòng)。十字螺絲刀、六角螺絲刀和套筒螺絲刀通常與電動(dòng)螺絲刀一起使用，以防止螺絲刀頭從螺絲上滑落。

　　鉚釘

　　鉚釘是一種將部件固定在一起的無(wú)螺紋機(jī)械緊固件。尼龍鉚釘有多種類型，包括卡入式、倒刺式或樅樹(shù)式、推入式、安裝按鈕式、盲式或彈出式。其安裝特點(diǎn)包括永久式、可移動(dòng)式和盲式。無(wú)論哪種類型，所有鉚釘都需要在連接部件上預(yù)先鉆孔。不同的鉚釘樣式使用不同的錨固機(jī)制。例如，Essentra Components SR-3075W卡扣鉚釘使用膨脹索環(huán)(圖 2)。

　　圖 2：卡扣鉚釘(例如 SR-3075W)使用膨脹索環(huán)進(jìn)行固定。 (圖片來(lái)源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　將卡扣鉚釘插入孔中后，頭部被推入，墊圈膨脹以將其固定。鉚釘由其頭部直徑、長(zhǎng)度、鉚釘直徑和夾緊范圍指定。夾緊范圍是鉚釘正常工作的緊固部件的厚度。 Essentra Components SR-3075W 的頭部直徑為 0.253 英寸(6.4 毫米)，長(zhǎng)度為 0.295 英寸(7.5 毫米)，鉚釘直徑為 0.118 英寸(3 毫米)，夾緊范圍為 0.197 至 0.236英寸(5 至 5.99 毫米)。這種類型的尼龍鉚釘可以通過(guò)拉起頭部來(lái)拆卸。

　　有倒刺或樅樹(shù)鉚釘，例如 Essentra Components 27XT1250250，使用帶肋的柄來(lái)固定組件(圖 3)。

　　圖 3：倒刺鉚釘(例如 27XT1250250)的肋具有一定角度，可以輕松滑入孔中，同時(shí)防止鉚釘被移除。 (圖片來(lái)源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　帶刺鉚釘?shù)睦叱室欢ń嵌?，以便在插入時(shí)壓縮，但鎖定在孔的側(cè)面以防止退出。這些鉚釘適用于金屬、泡沫、橡膠、塑料甚至木質(zhì)部件。

　　Essentra Components 27XT1250250 適用于 0.125 英寸(3.18 毫米)孔。它的長(zhǎng)度為 0.321 英寸(8.15 毫米)，握持范圍為 0.062 至 0.250 英寸(1.58 至 6.35 毫米)。

　　另一種類型的倒刺鉚釘是兩件式棘輪鉚釘，例如 Essentra Components BR1-226-01。這種類型的緊固件非常適合連接薄部件。它的工作原理是將兩個(gè)棘輪鉚釘半部連接起來(lái)形成一個(gè)緊固件(圖 4)。

　　圖 4：兩塊 BR1-226-01 棘輪鉚釘?shù)膴A齒互鎖，形成剛性耦合結(jié)合。 (圖片來(lái)源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　Essentra Components BR1-226-01 需要 0.281 英寸(7.14 毫米)的孔徑。它長(zhǎng) 0.226 英寸(5.74 毫米)，握持范圍為 0.235 至 0.297 英寸(5.97 至 7.54 毫米)。

　　推鉚釘，例如 Essentra Components 61PR400600(圖 5)，可提供快速、可靠和永久的連接。這些盲側(cè)鉚釘不需要接觸連接部件的背面。

　　圖 5：推動(dòng) 61PR400600 的預(yù)組裝柱塞使鉚釘展開(kāi)，以提供牢固、永久的連接。 (圖片來(lái)源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　推鉚釘?shù)陌惭b方法是將鉚釘體插入面板孔中，然后使用安裝工具將連接的柱塞壓入組件中以使鉚釘膨脹。 Essentra Components 61PR400600 長(zhǎng) 0.445 英寸(11.3 毫米)，安裝在 0.187 英寸(4.75 毫米)孔中。它的抓握范圍為 0.078 至 0.375 英寸(1.98 至 9.53 毫米)。

　　Essentra Components 27AC0011安裝按鈕或獨(dú)木舟夾是一種易于安裝的緊固件，無(wú)需工具即可固定鈑金零件或輕型組件(圖 6)。

　　圖 6：27AC0011 安裝按鈕非常適合將薄金屬板或輕型組件固定在一起。 (圖片來(lái)源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　安裝非常簡(jiǎn)單，只需將鉚釘體推入預(yù)先鉆好的圓孔中，然后按壓鉚釘頭直至其鎖定到位。該鉚釘適合插入 0.192 英寸(4.9 毫米)的孔中，長(zhǎng)度為 0.515 英寸(13.08 毫米)。它的抓握范圍為 0.165 至 0.185 英寸(4.2 至 4.7 毫米)。

　　拉鉚釘或鉚釘是另一種盲插鉚釘，不需要接觸面板的背面。 Essentra Components CR32-2-1精密模制尼龍裝置就是一個(gè)例子(圖 7)。

　　圖 7：抽芯鉚釘需要使用工具將鉚釘?shù)男妮S拉向鉚釘頭，導(dǎo)致鉚釘塌陷并靠在孔上展開(kāi)。 (圖片來(lái)源：Essentra Components)

　　CR32-2-1有一個(gè)穿過(guò)鉚釘體的心軸。將鉚釘插入孔中，然后使用空心鉚釘工具將心軸拉過(guò)鉚釘體。這會(huì)導(dǎo)致鉚釘體塌陷，向孔膨脹，并將部件鎖定在一起。該鉚釘?shù)闹睆綖? 0.126 英寸(3.2 毫米)，長(zhǎng)度為 0.378 英寸(9.6 毫米)。它需要的孔徑為 0.130 英寸(3.3 毫米)，抓握范圍為 0.157 至 0.276 英寸(4.0 至 7.0 毫米)。

　　每種類型的鉚釘都有不同的直徑和長(zhǎng)度可供選擇，以滿足應(yīng)用的要求。

　　指定鉚釘

　　Essentra 組件目錄 可以輕松選擇所需的鉚釘尺寸。用戶首先選擇一種鉚釘。然后，根據(jù)連接部件的厚度，目錄提供了適合該夾緊范圍的一系列合適的孔徑和鉚釘長(zhǎng)度(圖 8)。

　　圖 8：Essentra 目錄提供了一種根據(jù)所連接組件的厚度選擇鉚釘?shù)姆椒ā?(圖片來(lái)源：Essentra Components)

　　孔徑為 0.083 至 0.087 英寸(2.1 至 2.2 毫米)的卡扣鉚釘選擇示例顯示了七種合適的型號(hào)。對(duì)于 0.205 至 0.225 英寸(5.2 至 5.7 毫米)的夾緊范圍，需要長(zhǎng)度為 0.295 英寸(7.5 毫米)的鉚釘(第 7 行)才能達(dá)到必要的固定厚度。

　　結(jié)論

　　尼龍緊固件為電子、電器和汽車應(yīng)用提供了許多優(yōu)勢(shì)。它們比金屬同類產(chǎn)品更輕，不導(dǎo)電且耐腐蝕，并且有多種類型和尺寸可供選擇。