作者：Art Pini

　　電子設備需要緊固件來固定電路板、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用的獨特需求，包括電氣隔離、耐腐蝕和耐振動、重量輕、無磁特性以及盲裝。

　　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，具有高機械強度、良好的耐疲勞、抗沖擊和耐腐蝕性以及優異的電絕緣性能。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用的理想選擇。隨著電子設備尺寸的縮小，減輕重量是一個主要的設計目標。從可靠性和用戶體驗的角度來看，有源電子設備中松動的金屬緊固件可能會造成災難。松動的、不導電的尼龍緊固件只會讓人煩惱。

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

　　尼龍 6/6 是更常用的緊固件材料，因為其成本較低且溫度范圍稍高。

　　緊固件類型

　　緊固件是一種將兩個或多個物體永久或非永久機械連接在一起的硬件設備。流行的機械緊固件是螺釘、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。它與切入配合孔內部的反向螺旋槽配合。將螺釘旋入螺紋孔，使其進入配合表面。螺釘主要由其大直徑、螺距、長度、頭部類型和驅動類型來指定(圖 1)。

　　圖 1：螺釘按頭部類型、驅動類型、大直徑、螺距和長度指定。 (圖片來源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　螺距是螺釘前進一圈的距離或相鄰螺紋峰之間的距離。在美國 (US)，通常用單位長度的線數來指定。統一螺紋標準 (UTS) 在北美使用英寸 (in.) 作為長度單位。 UTS 螺釘由其公稱直徑和螺紋數指定;例如，1/4-20 是直徑為 1/4 英寸的螺釘，螺紋數為每英寸 20 個螺紋。

　　直徑小于 1/4 英寸的螺釘由 0 到 16 之間的整數指定，稱為規格。標號越大，直徑越大。

　　螺釘的大直徑可以通過將規格數乘以 0.013 再加上 0.060 英寸來確定。因此，#6 螺釘的直徑為 (6 * 0.013) + 0.060 或 0.138 英寸(3.5 毫米)。

　　還有一種公制標準，其中螺釘用字母 M 表示，后跟螺釘的大直徑(以毫米為單位)，然后是螺距(以毫米為單位)。

　　UTS 尼龍螺釘的一個示例是 Essentra Components 011024H100，它是一個 1 英寸(25.4 毫米)長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用。帶沉孔的扁平頭和橢圓形頭提供無邊緣表面，不會鉤住衣服或物體。內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。六角頭和內六角頭適用于需要高扭矩擰緊的應用。

　　開槽驅動器是最基本的驅動器類型，最好手動驅動。十字螺絲刀、六角螺絲刀和套筒螺絲刀通常與電動螺絲刀一起使用，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螺紋機械緊固件。尼龍鉚釘有多種類型，包括卡入式、倒刺式或樅樹式、推入式、安裝按鈕式、盲式或彈出式。其安裝特點包括永久式、可移動式和盲式。無論哪種類型，所有鉚釘都需要在連接部件上預先鉆孔。不同的鉚釘樣式使用不同的錨固機制。例如，Essentra Components SR-3075W卡扣鉚釘使用膨脹索環(圖 2)。

　　圖 2：卡扣鉚釘(例如 SR-3075W)使用膨脹索環進行固定。 (圖片來源：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拉起頭部來拆卸。

　　有倒刺或樅樹鉚釘，例如 Essentra Components 27XT1250250，使用帶肋的柄來固定組件(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，同時防止鉚釘被移除。 (圖片來源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　帶刺鉚釘的肋呈一定角度，以便在插入時壓縮，但鎖定在孔的側面以防止退出。這些鉚釘適用于金屬、泡沫、橡膠、塑料甚至木質部件。

　　Essentra Components 27XT1250250 適用于 0.125 英寸(3.18 毫米)孔。它的長度為 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棘輪鉚釘半部連接起來形成一個緊固件(圖 4)。

　　圖 4：兩塊 BR1-226-01 棘輪鉚釘的夾齒互鎖，形成剛性耦合結合。 (圖片來源：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 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。這些盲側鉚釘不需要接觸連接部件的背面。

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

　　推鉚釘的安裝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 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安裝按鈕或獨木舟夾是一種易于安裝的緊固件，無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。 (圖片來源：作者，使用 Essentra Components 的材料)

　　安裝非常簡單，只需將鉚釘體推入預先鉆好的圓孔中，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例子(圖 7)。

　　圖 7：抽芯鉚釘需要使用工具將鉚釘的心軸拉向鉚釘頭，導致鉚釘塌陷并靠在孔上展開。 (圖片來源：Essentra Components)

　　CR32-2-1有一個穿過鉚釘體的心軸。將鉚釘插入孔中，然后使用空心鉚釘工具將心軸拉過鉚釘體。這會導致鉚釘體塌陷，向孔膨脹，并將部件鎖定在一起。該鉚釘的直徑為 0.126 英寸(3.2 毫米)，長度為 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度可供選擇，以滿足應用的要求。

　　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度(圖 8)。

　　圖 8：Essentra 目錄提供了一種根據所連接組件的厚度選擇鉚釘的方法。 (圖片來源：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。對于 0.205 至 0.225 英寸(5.2 至 5.7 毫米)的夾緊范圍，需要長度為 0.295 英寸(7.5 毫米)的鉚釘(第 7 行)才能達到必要的固定厚度。

　　結論

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