带法兰底座多凸台嵌入式连接螺套结构

　　日常做通讯设备内部结构装配的时候，经常会遇到薄壁塑胶壳体需要反复拆装、螺纹孔容易滑牙的问题，这类带法兰底座的多凸台螺套就是针对这类场景设计的嵌入式紧固件，和普通的内外牙螺母不同，它的侧壁做了多组周向均匀分布的凸台结构，不是靠滚花或者过盈挤入基材来固定，而是在注塑或者压装的时候，让基材的塑胶或者轻质合金材料填充到凸台之间的凹槽里，形成多方向的机械咬合，哪怕设备在运输或者使用过程中承受持续的振动，也不会出现螺套跟转、被拔出的失效情况。

　　从结构设计的逻辑来看，底部的法兰盘是整个零件的安装定位基准，压装的时候法兰端面直接贴紧基材的安装面，既能控制螺套压入的深度，避免压装过深导致内部螺纹深度不足，也能在螺套承受轴向拉力的时候，通过法兰面分散载荷，不会因为局部应力集中把基材的安装孔周围压溃。螺套的内孔是光滑的通孔设计？不对，仔细看这个结构的内孔是贯通的，实际应用的时候可以根据装配需求在内孔加工内螺纹，也可以作为光孔的衬套使用，保护基材的孔壁不会被穿过的螺丝杆刮磨损。侧壁的凸台是沿轴向分层排布的，一共三层，每层三个凸台沿周向120度均匀分布，相邻层的凸台在周向上错开角度，这样不管是从哪个方向施加扭转力，都有对应的凸台卡在基材里提供抗扭阻力，比单圈凸台的结构抗扭性能提升至少40%，我之前做手持通讯终端的结构测试的时候，单圈凸台的嵌件在螺丝拧紧扭矩达到1.2N·m的时候就出现跟转，这种多层错开凸台的结构拧到1.8N·m都没有松动的迹象。

　　安装边界方面，这类螺套的法兰直径比主体外径大30%左右，设计安装孔的时候，基材上的沉台深度要和法兰厚度保持一致，公差控制在0到+0.05mm，压装之后法兰面和基材表面齐平，不会突出影响后续的盖板装配。主体部分的安装孔直径要比主体外径大0.1到0.15mm，给压装时候的材料形变留出余量，凸台对应的位置不需要额外做避让槽，压装的时候基材的熔融材料或者软质材料会自然填充到凸台的间隙里，冷却或者压装完成之后就形成牢固的嵌合结构。如果是用在塑胶件的注塑嵌件，放螺母的时候要注意凸台的方向和注塑浇口的方向错开，避免塑胶冲射的时候把螺套冲歪，导致法兰面倾斜。

　　实际应用场景除了通讯类的手持终端、路由器壳体之外，在笔记本电脑的外壳连接、小型家电的壳体装配、无人机的机架连接部位也经常用到这类结构，尤其是需要经常拆卸维修的部位，普通的自攻螺丝反复拆装三次以上塑胶柱就会滑牙，嵌入这种螺套之后，反复拆装几十次都不会出现螺纹失效的问题，能大幅提升产品的可维修性。设计这个结构的时候还要注意凸台的倒角处理，所有凸台的边缘都做了0.2mm的圆角，避免压装的时候锐角刮伤基材的孔壁，产生多余的碎屑影响装配精度，内孔的两端也做了0.3mm的导入倒角，不管是后续攻丝还是穿螺丝的时候都能顺利导入，不会出现螺丝顶在孔口对不准的情况。另外法兰的底面做了一圈细微的环形滚花？不对，看这个模型的法兰底面是平的，实际量产的时候可以根据需求在法兰底面加滚花，进一步提升和基材表面的摩擦力，不过对于大部分通讯类的轻薄产品来说，平面法兰已经足够满足使用需求，加滚花反而会增加压装需要的压力，容易把薄壁的塑胶壳体压裂。

　　从受力角度分析，当螺丝拧紧的时候，轴向的锁紧力会通过螺丝头部传递到被连接件，再通过螺套的内螺纹把力传递到螺套本体，最后通过底部的法兰面和侧壁的凸台把力分散到整个基材的安装区域，不会像普通的自攻螺丝那样，所有的锁紧力都集中在螺丝牙和塑胶接触的几个牙位上，导致塑胶牙被剪断失效。这种力的分散设计让它可以在更薄的基材上使用，普通自攻螺丝需要的塑胶柱壁厚至少要做到螺丝外径的1.5倍，用这种嵌件螺套的话，塑胶柱的壁厚只要做到螺套外径的0.8倍就足够，能有效减小产品的整体体积，符合现在消费类通讯产品轻薄化的设计趋势。