钣金紧固件的设计和应用

背 景

为确保内外饰零部件满足设计要求，可靠的连接越来越被重视。内外饰紧固件不同于底盘、动力总成等连接，其形式的多样化、材料的多样化以及更新速度快等特点尤为突出。

钣金紧固件之能够起紧固作用的钣金类零件。其中，带有螺纹的钣金紧固件是根据一定的使用需求设计的，通过内螺纹和外螺纹的相互配合来发挥其基本功能。钣金紧固件通过特殊的外形构造可以实现重复拆卸使用。钣金紧固件的尺寸、外形轮廓、性能特点以及配合件各式各样，并且还在不断发展变化中。

今天，螺丝君从零件种类、零件尺寸规格、零件应用环境和零件应用的人机工程要求几个方面介绍钣金紧固件的设计和应用。

01、钣金紧固件的类型

钣金紧固件有别于常规螺栓、螺母等紧固件，常见钣金紧固件为A型板簧螺母、B型板簧螺母、推入式板簧螺母和弹性夹子。

a. A型板簧螺母，可参考Q397-A型板簧螺母。

表一 A型板簧螺母的尺寸规格( 单位：mm)

b. B型板簧螺母, 可参考Q312--B型板簧螺母，B型板簧螺母可以是普通螺纹，螺纹规格为M4-M10，和机械性能为8.8及以下的螺栓配合使用。也可以选用ST螺纹形式，和自攻钉配合使用。

表二 B型板簧螺母的尺寸规格( 单位：mm)

c.推入式板簧螺母

表三 推入式板簧螺母的尺寸规格( 单位：mm)

d.弹性夹子

表四 弹性夹子的尺寸规格(单位：mm)

02、钣金紧固件的应用

钣金紧固件主要应用于塑料件与钣金件的连接。它适用于汽车内外饰-如仪表板、保险杠、顶棚、IP&CNSL、空调等的连接。

a.被紧固钣金边缘预制安装孔,孔的设计应该满足A型板簧螺母、B型板簧螺母的型式尺寸要求。装配A型簧片螺母的金属板如下图：

表五 A型板簧螺母匹配的应用环境

表六 B型板簧螺母匹配的应用环境(单位：mm)

c. 推入式板簧螺母主要应用于被连接钣金的预制安装孔处于非边缘位置时,为便于紧固安装故选用此类推入式板簧螺母。

推入式板簧螺母的推荐安装方式：将推入式板簧螺母推入匹配的安装钣金孔内，背面覆盖上被紧固钣金，将紧固螺钉拧紧到位，推入式板簧螺母打开起到紧固作用，安装完毕后如下图：

d. 弹性夹子的推荐安装方式：先将夹子预装在塑料基作上，再套入被安装的孔内以起到连接两个基体的作用。该零件卡夹处受力伸缩，故可反复多次拆装使用。

表七 弹性夹子匹配的应用环境(单位：mm)

03、钣金紧固件的人机工程要求

a. A型板簧螺母和B型板簧螺母在设计过程中需考虑插入力和拔出力：

A型板簧螺母和B型板簧螺母在设计过程中的注意要点如下：

1、开口间隙过大，板簧螺母与对手件装配后易脱落；

2、开口间隙过小，板簧螺母与对手件装配困难；

3、板簧螺母折弯部位R角过小，板簧螺母装配困难，易出现断裂现象；

4、板簧螺母表面、芯部硬度高，安装时易开裂或断裂；硬度偏低，板簧螺母的弹性功能下降。

b. 推入式板簧螺母在设计过程中的注意要点如下：

1、弯曲小脚至零件底面的间隙高度需小于被紧固钣金基体的厚度，反之螺母易发生从钣金孔脱落的现象；

2、弯曲小脚的弯曲高度需大于被紧固钣金孔的大小，反之螺母易发生从钣金孔脱落的现象。

c.弹性夹子的安装过程如下图所示，在设计过程中的注意要3点：

1、弹性夹子倒刺未交叉，弹性夹子与对手件装配的拔出力偏小；

2、弹性夹子倒刺交叉过大，安装困难，拔出力过大；

3、弹性夹子表面、芯部硬度高，安装时易开裂或断裂；硬度偏低，弹性夹子的弹性功能下降。

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