塑胶件的螺纹紧固方式可以分为螺栓螺母、自攻螺钉和埋入螺母等三种方式。


1. 螺栓螺母

塑胶件可以通过标准的螺栓螺母等通用紧固件来实现紧固。由于螺栓螺母由铁或铜等金属构成，强度较高，而相对来说，塑胶件强度较低，因此在使用紧固件进行塑胶件的紧固时，需要避免塑胶件承受较大的压应力而发生变形甚至折断等问题的发生。

当使用塑胶来替代金属时，常常只是把零部件材料进行一个简单的替换，而保留原有的螺栓螺母紧固工艺。但是，使用螺栓螺母进行塑胶件的紧固是一个过时的紧固工艺，不建议使用。因为螺栓螺栓紧固具有很多显著的缺点：

• 塑胶件在螺栓的拧紧过程中承受较大的压缩载荷而破裂；
  
  
  
  
  
• 容易松脱，特别是在振动环境下；
  
  
  
  
• 很难装配自动化；
  
  
• 零件费用高：螺栓+螺母费用;
  
  
• 装配费用高；
  
  
• 维护费用高；

（3）避免使用沉头或半沉头螺钉（或拉钉），这种圆锥形紧固件会造成塑胶件承受圆周应力而失效。

自攻螺钉（self-tappingscrew）包括螺纹切削自攻螺钉（thread-cutting screw）和螺纹成型自攻螺钉（thread-formingscrew）

   螺纹切削自攻螺钉            螺纹成型自攻螺钉

螺纹切削自攻螺钉在螺纹尾端有一道或者多道切削口，使之在旋入塑胶件的过程中，在塑胶件上切削出配合的阴螺纹。螺纹切削自攻螺钉常用于脆性较大或比较坚硬的塑胶中，例如热固性塑胶和高填充（50%以上）热塑性塑胶。

螺纹成型自攻螺钉在旋入塑胶件的过程中，通过强力在塑胶件上挤出配合的阴螺纹。螺纹成型自攻螺钉是大多数热塑性塑胶的最佳选择，但需要小心的是在螺纹成型自攻螺钉的旋入过程中，会产生较大的圆周应力，很容易造成支柱破裂。

支柱容易破裂，从而造成紧固失效，这是自攻螺丝紧固的最大缺陷。

使用自攻螺钉紧固时，需要考虑如下设计原则：

（1） 装配次数自攻螺钉常用于塑胶件装配和拆卸次数不太多的场合，一般装配和拆卸次数不超过3次，可以使用自攻螺钉。当零件装配和拆卸次数太多时，自动螺钉支柱孔很容易滑牙而造成紧固失效。

（2） 自攻螺钉支柱的内径和外径一般自攻螺钉支柱的内径为螺钉公称直径的0.8倍，外径为公称直径的两倍，例如M3的自攻螺钉，支柱内径为2.4毫米，外径为6毫米。支柱内径太小，螺钉锁入困难，支柱易破裂；而支柱内径太大，螺钉易滑牙，固定效果差。

支柱内径与塑胶材料和螺牙咬合深度有关系。对柔韧度高和不易脆的材料，支柱的内径可适当减少，反之则加大；如果螺牙咬合深度较深，支柱内径则可适当加大。

很多塑胶材料供应商和自攻螺钉厂商对于支柱的内径等相关尺寸有相应的推荐值，某自攻螺钉厂商对其生产的不同类型的自攻螺钉针对不同的塑胶材料所提供的支柱尺寸设计值推荐，如图所示，其中d为螺钉的公称直径。当产品设计工程师对于支柱的内径等相关尺寸设计不是很明确时，可以向塑胶材料供应商和自攻螺钉厂商寻求帮助。




（3） 螺牙咬合长度不少于2倍螺钉公称直径螺牙咬合长度太少，螺钉抗拔出力小，固定效果差。自攻螺钉支柱的深度一般需要使得螺牙咬合长度不小于2倍的螺钉公称直径。

（4） 支柱的深度至少比螺钉长度高0.5毫米同时，支柱的深度比螺钉长度深0.5毫米，防止螺钉顶部接触支柱根部，造成支柱根部损坏。

（5）  支柱顶部增加斜角或沉孔支柱顶部应当增加斜角或沉孔。斜角或沉孔具有导向作用，使得自攻螺钉锁入过程顺利，同时为塑胶屑提供空间，防止塑胶屑溢出。


 

（6）  支柱四周添加加强筋和圆角自攻螺钉支柱最常见的失效模式是支柱不能承受自攻螺钉旋入过程中的圆周力而发生破裂，因此在支柱四周添加加强筋就非常必要。同时也应当在支柱与加强筋的连接处、支柱与主璧连接处添加一定的圆角以避免应力集中、提高支柱的强度。

（1）  埋入螺母的安装方式当塑胶件需要多次拆卸时，使用自攻螺钉不是一个最佳选择，此时可以选择在塑胶件中埋入螺母（insert），然后再使用螺钉固定。当然埋入螺母的成本较高。根据埋入螺母的安装方式，埋入螺母可分为超声波螺母/热熔螺母、压入螺母、模内镶嵌螺母。

a）超声波/热熔螺母 b）压入螺母 c）模内镶嵌螺母

（2） 安装方式对比：四种不同螺母安装方式的特点如下表所示

• 螺母在使用时应当预热。

• 支柱的四周添加加强筋以提高强度。

• 螺母应当避免具有尖角，例如滚花等特征，特别对于PC等缺口敏感材料，这很容易造成支柱的破裂。