Thiết kế lỗ vít theo từng loại nhựa phù hợp
Ốc vít là phương pháp lắp ráp phổ biến trong các sản phẩm điện tử, nhưng nhiều nhà thiết kế lại thường bỏ qua các yêu cầu thiết kế quan trọng cho vít và cột vít, dẫn đến các vấn đề trong quá trình lắp ráp. Những vấn đề này có thể bao gồm: trượt ren (stripped) trên cột vít, nứt (crack) hoặc vỡ (breaking) cột vít, gãy ốc (breaking), và mòn đầu ốc (wear out).
Các yêu cầu cơ bản trong thiết kế cột vít và lỗ vít
Dưới đây là một số nguyên tắc thiết kế cơ bản để hạn chế các vấn đề này, giúp tối ưu hóa thiết kế vít và cột vít:
Đường kính lỗ vít: Đường kính lỗ vít nên nhỏ hơn đường kính ngoài của ốc một chút, thường khoảng 0.72-0.85 lần đường kính ngoài của ốc vít. Điều này giúp ốc tự khoan bám chặt vào nhựa mà không gây áp lực quá lớn lên cột vít.
Đường kính ngoài của cột vít: Đường kính ngoài của cột vít nên là bội số của đường kính ngoài của ốc, từ 1.7 đến 2.2 lần, để đảm bảo độ bền của cột và tránh nứt do quá tải. Các bội số này nên được xem là giá trị tối thiểu.
Chiều sâu của lỗ vít: Chiều sâu tối thiểu của lỗ vít nên đạt từ 1.5 đến 2 lần đường kính ngoài của ốc vít. Điều này đảm bảo số vòng ren ăn khớp đủ lớn để tránh việc ốc bị lỏng khi chịu lực kéo.
Thiết kế lỗ dẫn hướng (counterbore): Thiết kế này giúp dẫn hướng và ổn định khi vặn ốc vào vị trí. Lỗ dẫn hướng giúp ngăn ngừa vỡ nhựa xung quanh lỗ do áp lực khi ốc tự khoan.
Chọn loại ren phù hợp: Sử dụng ốc có bước ren lớn trong trường hợp lỗ vít đủ sâu để tăng khả năng chống trượt ren.
Đảm bảo độ sâu lỗ vượt quá chiều dài ốc: Điều này cho phép có đủ không gian cho mạt nhựa thừa, tránh làm tăng áp lực trong lỗ vít dẫn đến nứt hoặc vỡ.
- Material (Vật liệu): Đây là loại nhựa được sử dụng.
- Hole Factor (Hệ số lỗ): Dùng để tính đường kính lỗ vít phù hợp.
- Boss Factor (Hệ số cột vít): Dùng để tính đường kính ngoài của cột vít.
- Depth Factor (Hệ số độ sâu): Dùng để tính chiều sâu tối thiểu mà vít phải ăn khớp với cột vít.
Ví dụ sử dụng với vít M2.6x10L
Giả sử chúng ta có một vít M2.6x10L, với các thông số sau đây:
- Đường kính đầu vít: 4.1 - 4.5 mm.
- Đường kính ngoài ren (d): 2.47 - 2.55 mm, lấy 2.5 mm.
- Chiều dài vít: 10 + 0/-0.8 mm.
- Khoảng cách giữa các răng vít: 0.91 mm.
Tiêu chuẩn thiết kế khi dùng với nhựa ABS/PC
Để thiết kế vít trong vật liệu nhựa ABS/PC, các yếu tố thiết kế đề xuất là:
- Đường kính lỗ vít = d × Hole Factor = 2.5 × 0.8 = 2.0 mm
- Đường kính ngoài của cột vít = d × Boss Factor = 2.5 × 2.0 = 5.0 mm (tối thiểu)
- Chiều sâu ăn khớp tối thiểu của vít = d × Depth Factor = 2.5 × 2.0 = 5.0 mm (tối thiểu)
- Số răng vít ăn khớp = 5/0.91 ≈ 5 răng
Các lưu ý khi thiết kế đường kính lỗ và cột vít
- Đường kính lỗ vít cần phải nhỏ hơn một chút so với đường kính ngoài của vít, nằm trong khoảng 0.72 - 0.85 lần.
- Đường kính ngoài của cột vít cũng phải tương ứng với đường kính ngoài của vít, thường từ 1.7 đến 2.2 lần.
- Đây là các hệ số tối thiểu nhằm tránh các sự cố như nứt hoặc trượt ren. Chiều sâu của lỗ cũng là yêu cầu tối thiểu để đảm bảo vít có độ ăn khớp đủ chắc chắn khi chịu tải
