塑料卡扣常用连接设计

卡扣连接的设计原则和技巧

曹渡

07-07-14

汽车工程研究院

塑料卡扣连接设计

1、连接类型

卡扣可以是最终连接，或者也可以是其他连接出现之前的临时连接。

临时连接时，卡扣仅将连接保持到其

他连接出现。仅要求它们是足够坚固而有

效的，能够将装配件与基本件定位保持到

最终连接的出现。

永久锁紧件是不打算拆开的，如图

2.15所示。没有锁紧真正是永久的，但这

种锁紧一旦结合便难以分开。如图 2.15

（a）为止逆锁紧件，其中锁紧倒刺装在

不带拆卸通道的结合面中。图2.15（b）

是钩爪与壁上的带状功能件的结合。所需

要的装配力很大。

非永久锁紧件是打算拆开的。非永久锁紧用两种锁紧类型加以区别。

可拆卸锁紧件被设计成，当预定分离力施加到零件上时，允许零件分离，如图2.16（a）所示。

非拆卸锁紧件需要人工使锁紧件偏斜，如图2.16（b）所示。

2、悬臂钩的简明设计规则

以下规则总体上是正确的，但对于具体产品，材料、零件以及加工的变化都会影响其适用性。

2.1梁根部厚度

）应该约如果梁是从壁面突出来的，如图6.11（a）所示，那么梁根部的厚度（T

为壁的厚度的50％－60％。壁厚大于60％壁厚的梁的根部可能会因厚截面而存在冷却问题，进而会导致大的残余应力、缩孔和缩痕，缩孔会削弱功能件（最大应力点），外观表面上的缩痕是不能接受的。

如果梁是壁面的延伸，如图6.11（b）所示，那么T

应等于壁的厚度。如果梁的厚度必须小于壁厚的话，那么梁的厚度应该从壁面到所需厚度的部位沿梁的长度方向逐渐变化（斜率1：3），这样可以避免应力集中和充模问题。

2.2 梁的长度

悬臂钩的总长（L

t ）由梁的长度（L

）和保持功能件长度（L

）构成，如图6.12

所示。

梁的长度（L

b ）应该至少为5倍的壁厚（5T

）但首选为10倍的壁厚（10T

）.

若梁的长度大于10倍的壁厚，可能会发生翘曲和充模问题。

长度小于5倍的壁厚（5T

）的梁将承受很大的剪切作用以及梁根部的弯曲。这样不仅会增大在装配过程种损坏的可能性，而且也会使分析计算变得很不准确。2.3 插入面角度

插入面角度会影响装配力。角度越陡，偏斜和使钩爪结合所需的力越大。

实际上，最大插入面角

度应尽可能地小，以减小

装配力，如图6.13所示。

合理的角度在25°－35°

之间。大于等于45°的角

度会使装配困难。

2.4 保持面深度

保持面深度（Y）有时也叫做“根切深度“，它决定了结合和分离时梁偏斜的程

度，如图6.14（a）所示。当梁的长度（L

b ）与厚度（T

）之比在5：1范围内时，

初始保持面深度应小于梁的厚度（T

b ），当L

/ T

接近10：1时，初始保持面深度应

等于T

。

2.5 保持面角度

保持面角度将影响保持和分离行为。角度越陡，保持强度和分离力就越大，如图6.14（b）所示。

对于不需要作用在装配件上的外部分离力（除人力操作的分离力）的拆卸式锁紧件，保持面角度一般取35°左右，如图6.14（b）所示。如果产品需要经常拆卸（如可动卡扣）的话，那么应首选较小的角度值，以减小作用在锁紧件和配合功能件上的周期载荷。如果锁紧件的拆卸次数有限，那么，角度值应尽可能取大些。

如果需要比较小的外部分离力的话，则保持面角度约为45°是较合理的起点，而且还要考虑摩擦和钩的刚度。

2.6 极限角度

由于功能件接触面之间存在摩擦，小于90°角的作用仍然与90°角是一样的。摩擦系数为0.3时，极限角近似为80°。这就意味着大于80°的任何角度的作用与90°角度都是一样的。

2.7 保持功能件处的梁厚度

保持面处的梁厚度（T

r ）常常等于梁根部的厚度（T

），如图6.16（a）所示。然

而，当梁根部的应变较高时，全长带锥度的梁可以将应变均匀地分布在梁上，减少根

部产生过应变的概率，如图6.16（b）所示，常见的锥度比（T

b ：T

）在1.25：1－2：

1范围内。

2.8梁的宽度

大多数梁从根部到保持面的宽度不变。梁的强度可以通过增加梁的宽度得到改善，而不会造成应力的增大，如图6.17（a）所示。

应用梁的理时，梁的宽度应小于或等于其长度，如图6.17（b）所示。当梁的宽度大于长度的1/2时，则功能件的行为更像平板而不像梁。

梁的宽度也可以带锥度，正像它们的厚度可以带锥度一样，如图6.17（c）所示。从薄壁面延伸出的梁，其宽度带锥度是唯一选择。

2.9悬臂锁紧件实例

其他一些悬臂锁紧件实例如图3.24所示。

尽管将它们表示为是与平面呈90°伸出的，但任何角度均可。悬臂锁紧件也可以从边缘以任何角度或在一平面内伸出，也可以在壁面边界内从边缘或横着伸出，如图3.25所示。

3、装配运动

装配运动是由其运动属性定义：推、滑、翻、扭和转。装配运动是装配件与基体件锁紧时的最终运动，如图2.28所示。

4、约束功能件

约束包括对装配件相对于基体件的运动控制。约束功能件是在连接中提供约束的结构。约束功能件有两种：定位功能件和锁紧功能件。通常简称为定位件和锁紧件。

定位件和锁紧件对卡扣连接是“必须的和有效的”功能件。换句话说，它们都是构建卡扣所必须的。这两种类型的功能件在装配件或基体件任何一件上都能找到。

4.1定位功能件

定位功能件（定位件）是相对非柔性的约束功能件，如图2.29所示。它们提供抵抗跨接合面的力的强度和装配件的

精确定位。

定位件可以是附加在连接上的、

提供精确定位的特殊功能件，如图

2.29（a）所示。它们也可以是固有

的定位件，即装配件或基体件原先

存在的功能件，如起定位作用的壁

画、表面或边缘，如图2.29（b）所

示。

定位功能件常见类型分为：销、

锥销、导轨、楔、卡爪、表面、边

缘、凸耳、凸台、槽和孔。活铰链

也归为定位件。功能件依次归类是

因为每种类型都有一套独特的约束

行为。

一个零件上存在的定位件意味

着是另一件上的装配定位件。它们

一起构成定位件副，如图2.30所

示。讨论卡扣中的定位件时，应

该记住，真正涉及的是定位件副。

定位件在第3章中详细讨论。

4.2锁紧功能件

锁紧功能件简称锁紧件，是保

持零件定位或套装条件的约束功

能件。除了某些值得注意的特例

（在第3章中讨论），它们比定位

件薄弱，因为锁紧件必须能够偏

斜才能装配。只要装配件和基体件装配到位，锁紧功能件就将它们保持在这个位置，如图2.31所示。

4.3止逆锁紧件

如图3.37所示。悬臂梁锁紧件

靠装配功能件向梁固定端的运动

而接合，靠装配功能件远离固定端

的运动而保持。止逆锁紧件恰恰相

反，它靠装配件远离锁紧件根部的

运动而接合，靠装配功能件向锁紧

件根部的运动而保持。这一差异使

得这两类锁紧件性能之间存在着

一些明显的差异。

在那些不希望拆除装配件的

应用中，如实体－空腔、实体－

孔、板－孔的应用，止逆锁紧件

看起来是很常用的，但也并不局

限于这些应用，如图3.38所示。

止逆锁紧件梁的形状一般局

限于直悬臂梁类。保持件通常为

梁本身的端部或者是由梁变形

而成的保持面。然而，对于任何

形式的悬臂梁类锁紧件来说，只

有接合方向是远离故位端时，才

能成为止逆锁紧件。

4.4导向

一些导向的实例好

像是微不足道的，读者

也会对自己说，“我从

来都不会这么做！”事

实是，这种设计上的疏

忽在很多产品上都可

以发现。

装配件与基体件的

初始找正应为简单装

配运动，即推、滑、翻、

扭转或枢轴转动，它们

是紧固零件所需的所

有运动。操作者不需要

费劲或只需做小的调

整，就可以将装配件与基体件找正，以便开始装配。一旦装配开始，装配件就应该自动地与基体件定位，只需操作者最后推一下就可以完成连接。

导向使用的一些常用规则如下。

① 锁紧功能件绝不应该是最先与另一零件的功能件，如图4.2（a）所示。

② 为了易于装配，导向件必须在操作者的手指触到基体件之前接合，如图4.2(b)

所示。

③ 为了易于装配，应避免多个导向件同时接合。如图4.2(c)所示。

④“翻转”装配运动可消除或减少同时接合，这是因为，它迫使最初的接合是在零件的一端，继而通过旋转再与保持功能件接合。

⑤只要有可能，应将导向功能构建在现在有约束功能件上。

4.5产品实例

这是一个板－孔的应用实例，其中一块小塑料板（装配件）与一块大板（基体件）的孔相接合，如图4.6（a）所示。原设计的装配件用了4个钩形锁紧功能件。板－孔应用是常见的卡扣设计，且悬臂钩爪常被用作此类应用中的锁紧功能件。

此应用的问题在于，在某些产品中，小板（约30mm×80mm）在装配后时间不长就会从孔中掉下来。当然，消费者对这么简单连接也会失效而感到失望，并且依据报单要求更换零件。

初看起来，问题的原因好像是由于锁紧功能件的损坏，因为退回的零件上总是有一个或多个坏了的钩爪。

习惯上的（和逻辑上的）

结论就是钩爪不结实。解

决办法也是将钩爪设计得

更结实些。

在正常抓住零件时，装

配件上任何约束功能件能

够接合之前，手指就触到

了基件时，如图4.7所示。

操作者在试图将钩爪推进

其锁紧位置前，不能正确

地握住装配件将钩爪对

准。造成了钩爪的损坏，

因而钩爪就无法将零件固

定到位。

添加导向件或尝试造

出新的零件时（如图 4.7

所示）

图4.7（c）为此实例的

另一种可选方案。作为一

个规则，当空间和零件状

允许（如本例）时，用在

一端带凸耳的翻转运动总是优于推运动。

5、其它功能

5.1辅助

辅助增强件是帮助激活卡扣的第二种增强功能件。辅助增强件使得功能件的解锁或可动卡扣的操作更加容易。

辅助增强件的一些实例如图4.11所示。用手指将锁紧功能件激活为首选辅助增强件，但有时必须用工具才能激活。

5.2防护

防护件就是保护其他薄弱功能件的元件，如图4.12所示。

5.3限位

最好的做法是将连接强度和保持性能的设计直接融入锁紧功能件。限位器可以通过增大锁紧件的弯曲弹性率来改善其保持强度，或者通过对锁紧件的偏斜提供干涉，如图4.13所示。

5.4微调

微调涉及到模具尺寸的调整，以得到零件的最终正确尺寸。这是很必要的，由于模塑加工的性质，成型的第一个零件都不会很精确。尽管采用了预测工具和先进的过程控制技术，直到第一个零件制出前，谁也无法知道零件的精度如何。卡扣设计者牵扯到约束功能件高精度定位和尺寸精确时尤其如此。如果在零件的设计过程中允许进行微调的话，零件开发过程的改动和调整就会变得更容易。

如果事先就准备修改的话，应规划出易于模具调整的关键位置。

一旦确定了这些用于微调的关键位置，你就可以决定，金属余量和可调嵌件哪一种更合适

金属余量意味着，通过去除金属而不是将金属加到模具上来对零件进行微调。显然，直接磨去模具上的材料要比先表面堆焊再磨去金属要容易得多。一旦确定了关键位置，就可以在稍微超过最小材料条件下选择初始名义尺寸和公差，如图4.17所示。

可调嵌件也可以用来对约束功能件上的关键尺寸进行微调。嵌件很容易从模具中取出，而且可以修改和重新再用，或者用其他嵌件来替代，如4.19所示。

6卡扣的设计分离等级

卡扣锁紧分离的方法又很多种，它们科分为四个“等级”。这些等级是按照如何对分离的装配行为和保持行为进行分析来定义的。

另一个4级分离的实例是实体与表面的应用，如图5.15所示。

塑料产品中的卡扣设计(精品资源)

塑料卡扣连接技术 1.范围本指南主要从约束布置、定位功能件及锁紧功能件设计等方面对集成在塑料件上的卡扣连接进行介绍，也可为其他未集成在塑料件上的卡扣连接形式提供设计参考。本指南用于指导本公司汽车塑料件卡扣连接的设计开发。 2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 JB/T 6544-1993塑料拉伸和弯曲弹性模量试验方法 3.定义塑料件的连接通过机械、焊接、粘接等连接手段对塑料件形成特定约束的连接方式。卡扣连接卡扣连接是通过集成在零件上或分离的定位功能件和锁紧功能件共同作用对零件形成特定约束的连接方式，其中锁紧功能件在装配过程中发生形变，随后又恢复到它原始位置从而形成锁紧并提供保持力。定位功能件定位功能件是相对非柔性的约束功能件，它们保证装配件和基本件之间的精确定位，提供锁紧力以外的分离抵抗力，承受约束行为中主要的载荷。

锁紧功能件锁紧功能件是在装配过程中弹性变形，并在装配到位后恢复到原始位置从而形成锁紧并提供保持力的约束功能件。基体件基体件是在连接过程中相对较大，在装配运动中可以视为静止不动的零件或总成，可以视为连接的基准。以汽车为例，对大部分需要装配的饰件来说，车身就是基体件。装配件装配件是需要通过约束连接到基体件上的零件或总成。 4.塑料件卡扣连接概述如本指南前言所述卡扣连接是一种可以降低制造成本，提高装配效率及便利性的连接方式，并且特别适合在塑料件上进行开发，但相应的其对设计和成型的要求也较高，尤其是良好的卡扣连接设计可以降低大部分连接层面的失效。行介绍，这些要点是在卡扣连接设计中需要重点关注的。 4.1卡扣连接的关键要求的基本目标。其他要求还应该包括制造工艺的可行性、成本的高低，但不在此详细讨论。 4.1.1连接可靠性连接可靠性是产品在使用寿命中确保连接符合设计的要求，产品的使用寿命包括但不局限于产品的装配、运输、用户操作、维修阶段，因此对连接可靠性的要求也包括：

塑料件卡扣连接设计指南

目次 1.范围 (1) 2.规范性引用文件 (1) 3.定义 (1) 4.塑料件卡扣连接概述 (2) 4.1卡扣连接的关键要求 (2) 4.2卡扣连接的要素 (4) 5.约束概述 (12) 5.1约束原理 (12) 5.2约束原则 (16) 5.3约束布置 (16) 6.定位功能件设计 (21) 6.1定位功能件类型 (21) 6.2定位副的组合及其适配性 (29) 6.3定位副与装配 (30) 6.4定位副与保持 (33) 7.锁紧功能件设计 (36) 7.1锁紧功能件类型 (36) 7.2锁紧功能件的结构设计与计算 (52) 7.3对锁紧功能件装配与保持行为的分离 (76)

前言为指导本公司塑料件卡扣连接的开发，特制定了本设计指南。集成在产品上的卡扣连接与散件紧固或焊、粘接相比功能产品单一，无需配套；不要求焊接、点胶等复杂的操作；锁紧功能件由模具成型，一致性好，互换性强，尤其适合汽车行业的大批量生产；装配及拆卸往往不需要工具，便利性强；省去或减少了螺钉、螺母等散件的使用数量，降低了生产成本；可用于对外观有要求而不能使用散件紧固的产品。且由于塑料产品的材料和工艺特性特别有利于集成式卡扣的开发，所以卡扣连接是一种普遍应用于汽车塑料产品的连接形式。然而塑料件卡扣连接的可靠性特别依赖设计，本指南旨在对卡扣设计进行介绍，使读者了解相关知识并能应用在本公司塑料产品的设计开发中。本指南由公司产品管理部提出并归口。本指南起草单位：车身工程研究院。本指南主要起草人：黄闿鸣本指南由车身工程研究院负责解释。

塑料件卡扣连接设计指南 1.范围本指南主要从约束布置、定位功能件及锁紧功能件设计等方面对集成在塑料件上的卡扣连接进行介绍，也可为其他未集成在塑料件上的卡扣连接形式提供设计参考。本指南用于指导本公司汽车塑料件卡扣连接的设计开发。 2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 JB/T 6544-1993塑料拉伸和弯曲弹性模量试验方法 3.定义塑料件的连接通过机械、焊接、粘接等连接手段对塑料件形成特定约束的连接方式。卡扣连接卡扣连接是通过集成在零件上或分离的定位功能件和锁紧功能件共同作用对零件形成特定约束的连接方式，其中锁紧功能件在装配过程中发生形变，随后又恢复到它原始位置从而形成锁紧并提供保持力。定位功能件定位功能件是相对非柔性的约束功能件，它们保证装配件和基本件之间的精确定位，提供锁紧力以外的分离抵抗力，承受约束行为中主要的载荷。锁紧功能件锁紧功能件是在装配过程中弹性变形，并在装配到位后恢复到原始位置从而形成锁紧并提供保持力的约束功能件。基体件基体件是在连接过程中相对较大，在装配运动中可以视为静止不动的零件或总成，可以视为连接的基准。以汽车为例，对大部分需要装配的饰件来说，车身就是基体件。装配件装配件是需要通过约束连接到基体件上的零件或总成。

塑胶产品结构设计--卡扣

2.4,扣位 2.4.1,扣位也称卡扣,是塑胶件连接固定的常用结构,在强度要求不高的情况下可以用于代替螺丝固定.扣位设计在于“扣”,需要结合紧密,保证测试强度,达到安装目的即可.卡扣常做在装饰件固定,面底壳组装,屏固定,按键限位,盖体扣合,方向球等结构处. 2.4.2,卡扣分公扣,母扣,公扣为凸,母扣为凹.卡扣原理: 扣合前:有导向斜角引导扣合方向,公母扣均做导入角,一般取60°,45°. 扣合中:公扣弹性臂变形压入,弹性臂要保证变形,强度要足够,一般变形量≧扣合量. 扣合后:公扣凸与母扣凹贴合,分离方向不易取出,要求扣合面或扣合角小于导向斜角. 2.4.3,卡扣常见形式及尺寸 a.装饰件扣合,一般为一端插入,另一端扣合,扣合量0.3-0.7mm,插入0.6-1.5mm,如装饰片,电池盖,屏固定及充电器面底壳扣合等,也有全扣位结构,扣位较多,还会增加辅助导向骨.如手机盖,在此不做介绍. 图2.4.3a b.下图结构常见内部隐藏扣,不易拆卸,死扣结构;在公扣部件上做插穿结构,可通过插穿孔方便拆卸. 如路由器将公扣结构作在面壳壁厚内侧,母扣做在底壳内部,很难拆卸.液晶显示屏外壳也做类似死扣. 图2.4.3b c.下图结构常见面底壳组装,第一组图在组合后常会在公扣端加管位骨限制错开,第二组则可以不用特别要求.母扣与公止口组合,公扣与母止口组合;和母扣与母止口组合,公扣与公止口组合的两种情况可以按下面两组图结构进行相应修改即可,安装方式类似.

图2.4.3c d.强脱扣位,由材质,韧性决定,材质越软可以强脱越多.一般单边强脱ABS:0.3mm,PC:0.5,PP:0.8, TPE:1.5等,强脱同所承载的壁厚韧性有关,韧性足可以稍微加大强脱深度.具体依结构实际情况定. 图2.4.3d e.手感扣,通常作在滑动结构上,如电池盖,旋转环等结构.一端为弹扣状,另一端为齿或圆柱. 另一种不作弹扣,直接强扣强出,扣合量一般在0.3-0.8之间.

塑料件卡扣连接设计指南

塑料件卡扣连接设计指南目次 1. 范围 (1) 2. 规范性引用文件 (1) 3. 定义 (1) 4. 塑料件卡扣连接概述 (2) 4.1 卡扣连接的关键要求 (2) 4.2 卡扣连接的要素 (4) 5. 约束概述 (11) 5.1 约束原理 (12) 5.2 约束原则 (16) 5.3 约束布置 (16) 6. 定位功能件设计 (21) 6.1 定位功能件类型 (21) 6.2 定位副的组合及其适配性 (29) 6.3 定位副与装配 (30) 6.4 定位副与保持 (33)

7. 锁紧功能件设计 (36) 7.1 锁紧功能件类型 (36) 7.2 锁紧功能件的结构设计与计算 (52) 7.3 对锁紧功能件装配与保持行为的分离 (76)

为指导本公司塑料件卡扣连接的开发，特制定了本设计指南。集成在产品上的卡扣连接与散件紧固或焊、粘接相比功能产品单一，无需配套；不要求焊接、点胶等复杂的操作；锁紧功能件由模具成型，一致性好，互换性强，尤其适合汽车行业的大批量生产；装配及拆卸往往不需要工具，便利性强；省去或减少了螺钉、螺母等散件的使用数量，降低了生产成本；可用于对外观有要求而不能使用散件紧固的产品。且由于塑料产品的材料和工艺特性特别有利于集成式卡扣的开发，所以卡扣连接是一种普遍应用于汽车塑料产品的连接形式。然而塑料件卡扣连接的可靠性特别依赖设计，本指南旨在对卡扣设计进行介绍，使读者了解相关知识并能应用在本公司塑料产品的设计开发中。本指南由公司产品管理部提出并归口。本指南起草单位：车身工程研究院。本指南主要起草人：黄闿鸣本指南由车身工程研究院负责解释。塑料件卡扣连接设计指南 1.范围本指南主要从约束布置、定位功能件及锁紧功能件设计等方面对集成在塑料件上的卡扣连接进行介绍，也可为其他未集成在塑料件上的卡扣连接形式提供设计参考。本指南用于指导本公司汽车塑料件卡扣连接的设计开发。 2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 JB/T 6544-1993塑料拉伸和弯曲弹性模量试验方法 3.定义塑料件的连接通过机械、焊接、粘接等连接手段对塑料件形成特定约束的连接方式。卡扣连接

卡扣连接设计计算

卡扣连接设计的计算（整理）卡扣连接不适应密封场合，模具结构复杂。卡扣连接的基本原理是利用塑料受力时产生的弹性变形。由于受力只在卡扣时的一瞬间，因此卡扣连接的设计就是要保证在这一瞬间塑料的受力在其弹性范围之内；并且保证卡入后，卡扣处于不受力状态。一.重要参数 1.正割模数卡扣连接在卡扣瞬时承受很高的应力，此时应力—应变曲线已不是直线，而是一条近似的正割曲线，为了和通常的弯曲模数有所区别，此时的弯曲弹性模数称为正割模数。正割模数不是一常数，它是应力—应变曲线的弹性范围内任一给定点的应力对应变的比率。在卡扣连接的计算时运用正割模数能够较准确地反映塑料抵抗弯曲变形的能力。 2.许用应变根据胡克定律 ε=σE 式中，σ为应力，E为弹性模数，ε为应变。在卡扣连接中弯曲弹性模数应由正割模数（Es）来代替，故许用应变， εmp=σE S 式中，εmp为许用应变；σ为屈服应力；E S为正割模数。对需经常拆装的连接，许用应变值选取应留有余量，可将实际使用值取其许用应变的12，同时应该指出，这里讨论的许用应变式瞬时许用应变。表6-1给出了拜耳公司的几种塑料的正割模数。表6-2给出了常用塑料瞬时许用应变。

表6-1 拜耳公司几种塑料的正割模数（E ）表6-2 常用塑料瞬时许用应变（ε） 3.摩擦系数卡扣连接的卡入力与卡扣时的接触面的摩擦力大小有关。表6-3给出了塑料的摩擦系数（μ）值。表6-3 塑料摩擦系数（μ）注 1.表中数值是指塑料对钢的摩擦系数（不包括括号内的数字时） 2.取表中的最大值或最小值，视配对零件的装配时相对速度、压力、表面光洁度和精度等条件而定。 3.对两种不同塑料组成的配对零件可取略低于表中的数值 4.对两种相同的塑料组成的配对零件，其值应等于表中数值乘括号内数字之积

塑料件卡扣设计

塑胶件卡口设计 1.3 设计考虑因素在设计卡扣时许多问题需要考虑。包装在卡扣连接周围需要足够的空间。其周围需要足够的空间让卡钩卡槽运动及达到功能需要，同时也要足够的空间在装配或拆装时让手和工具能够接触到零件。零件也需要有一个图标来指导维修或从装配件中拆除零件。另外一个早期需要考虑的因素是卡扣结构装配在使用和从供应商到装配线运输过程中的工作载荷。工作载荷包括重力载荷，操作载荷及冲击载荷等。在一些应用场合需要卡扣具有除卡紧固定功能外的其他一些功能。卡扣能够设计具有防水功能，防尘功能甚至是对空气密封等。在这些案例中，需要使用合适的O形密封圈或其他类似的零件达到密封的效果。当需要卡扣结构传递载荷时必须确保零件嵌套在一起即有一定的机械干涉量。卡扣此时仅维持两零件间此种嵌套关系。在有些时候，两个刚性塑料或金属材料的零件需要连接但其变形不适合使用卡钩卡槽结构，为解决此问题，可以设计第三个件来卡住或包住两个零件，将两零件紧紧卡住。确定装配件载荷需要在卡扣设计中是重要的一环。无论是手工还是自动装配，都必须考虑在装配过程中的载荷。在设计阶段必须确定零件在装配过程中的位置。对于手工和自动装配，位置指示都应设计在零件上。而在自动装配定位销应当在装配夹具中设计。图1-5 双向卡扣，等截面梁：(a)矩形截面 (b)方形截面 (c)圆形截面 (d)梯形截面 (e)三角形截面 (f)环形截面 (g)上凸扇形截面 (h)内凹扇形截面磨擦系数是影响到在安装和拆装零件时的卡紧力和脱开力的重要因素。人体工程学研究表明在连续的手工操作中，手受到27N(6 lbf)的力,大拇指受到11N(2.4 lbf)力，手指受到9N(2 lbf)的力时，人身伤害就会发生。重复的手工装配操作动作应当是线性的，推比拉更好，对于竖直方向上的装配应当将零件件从上往下装配进去。与此动作相关的位置应该与操作人员站立或坐着的位置垂直。

塑料件卡扣连接设计指南

塑料件卡扣连接设计指南 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

塑料件卡扣连接设计指南

塑料卡扣常用连接设计

卡扣连接的设计原则和技巧曹渡 07-07-14 汽车工程研究院

塑料卡扣连接设计 1、连接类型卡扣可以是最终连接，或者也可以是其他连接出现之前的临时连接。临时连接时，卡扣仅将连接保持到其他连接出现。仅要求它们是足够坚固而有效的，能够将装配件与基本件定位保持到最终连接的出现。永久锁紧件是不打算拆开的，如图 2.15所示。没有锁紧真正是永久的，但这种锁紧一旦结合便难以分开。如图 2.15 （a）为止逆锁紧件，其中锁紧倒刺装在不带拆卸通道的结合面中。图2.15（b）是钩爪与壁上的带状功能件的结合。所需要的装配力很大。非永久锁紧件是打算拆开的。非永久锁紧用两种锁紧类型加以区别。可拆卸锁紧件被设计成，当预定分离力施加到零件上时，允许零件分离，如图2.16（a）所示。非拆卸锁紧件需要人工使锁紧件偏斜，如图2.16（b）所示。

2、悬臂钩的简明设计规则以下规则总体上是正确的，但对于具体产品，材料、零件以及加工的变化都会影响其适用性。 2.1梁根部厚度）应该约如果梁是从壁面突出来的，如图6.11（a）所示，那么梁根部的厚度（T b

为壁的厚度的50％－60％。壁厚大于60％壁厚的梁的根部可能会因厚截面而存在冷却问题，进而会导致大的残余应力、缩孔和缩痕，缩孔会削弱功能件（最大应力点），外观表面上的缩痕是不能接受的。如果梁是壁面的延伸，如图6.11（b）所示，那么T b 应等于壁的厚度。如果梁的厚度必须小于壁厚的话，那么梁的厚度应该从壁面到所需厚度的部位沿梁的长度方向逐渐变化（斜率1：3），这样可以避免应力集中和充模问题。 2.2 梁的长度悬臂钩的总长（L t ）由梁的长度（L b ）和保持功能件长度（L r ）构成，如图6.12 所示。

塑料卡扣

塑料弹簧的设计与制造作者：华中科技大学张宜生梁书云李德群摘要本文介绍了塑料弹簧的优势、特定的应用空间和材料选择原则及计算校核方法。在结构设计上创造性地使用塑料弹簧，可以实现其独特的功能，而先进的CAD/CAE 计算手段有助于塑料弹簧的设计制造。关键词塑料注塑成型弹簧设计 CAD/CAE 在设计中改用塑料制作塑料弹簧能够简化结构、节省费用，但不能简单地套用金属弹簧的设计方法。一般来说，塑料只能用于不需瞬时恢复的弹簧。塑料弹簧最好是间歇工作，即弹簧产生一个短时间规定的力，而其他时间处于松弛状态。塑料弹簧的弹性恢复时间应至少等于处于载荷下的时间。塑料弹簧的应用并未因此而受到限制，因为大多数弹簧都是非连续使用的。在着手塑料产品设计时，必须考虑这个问题。虽然如此，塑料弹簧在某些产品设计中的应用是非常成功的，例如，转锁中的弹簧只用于调节转动应力。图1 所示的锁扣，仅靠弹簧实现锁紧和松开，在这种情况下采用塑料弹簧是十分合理的。 1 塑料弹簧的优势金属的特性对塑料来说是不可比拟的。例如，钢的弯曲模数是常用注塑成型塑料弹簧的30到100倍。可是，塑料弹簧有其特定的应用空间，它与金属弹簧相比其优点如下：

＊零件整体化：在这一点上可与金属弹簧竞争，金属弹簧与塑料弹簧存在着整合性差别。也就是说，设计师可以创造性地使用塑料弹簧。零件整体化意味着结构简化，易于安装、成本更低，重量更轻。＊可回收性：带有金属弹簧的零件，如果质量、规格不合格，常常会报废。塑料弹簧允许全部零件回收利用。＊耐腐蚀，“不生锈”。＊自然光顺，具有模塑上色的便利。＊相对机械加工来说制造成本降低。 1.1 弹簧及其蠕变对于塑料制造的弹簧，要注意金属和塑料的弯曲模数的差异。可供选择的树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚脂、ABS、尼龙和硫化聚乙烯。材料的回弹性是重要的选择因素。比起金属来，用最好的树脂做的弹簧在持续载荷下会很快老化失效。乙酰基聚合物在1000小时（大约6周）后失去原有弹力的50%，10,000小时后（大约1年），失去原有弹力的60%，而100,000小时后（大约11年）失去原有弹力的三分之二[2]。通常，结晶乙酰基和硫化聚苯撑比聚乙烯和ABS有更好的抗蠕变性。如果模具温度过低的话，在注塑成型过程的最后阶段，结晶材料的蠕变率将显著上升。 1.2 材料的选择弹簧的材料选择取决于所需要的特性。需考虑的因素有抗蠕变性、载荷、疲劳极限和耐化学侵蚀性。乙酰基聚合物是最常用的材料。其它可用材料及它们的特性如下： l 聚乙烯和聚丙烯便宜，但拉伸恢复性差，抗蠕变性差。它们只能用于短期负荷，其疲劳响应中等，但抗化学侵蚀性好。

塑胶件卡扣设计1

塑胶件卡扣设计1 塑胶卡扣是连接两个零件的一种非常简单、经济且快速的连接锁定方式；所有类型的卡扣接头都有一个共同的原理，即一个部件的突出部分，如卡钩、螺柱或珠，在连接操作过程中会短暂地偏转，并在配合部件的凹陷(咬边)处卡住。在连接操作后，卡合功能应该恢复到无应力状态。根据卡扣扣合面的形状，卡扣可以是可分离的或不可分离的;根据不同的设计，分离卡扣所需的力有很大的不同。在设计卡扣时，特别需要考虑以下几个因素： ?装配过程中的操作力 ?拆除过程中的拆除力卡扣设计有很大的灵活性，由于在配合过程中需要一定的弹性，故卡扣连接结构常用在塑胶零件上。卡扣主要有如下几种基本形式： ?悬臂卡扣悬臂卡扣装配时主要承受弯曲力 ?U型卡扣U型卡扣是由悬臂卡扣衍生的卡扣结构 ?扭力卡扣装配时卡扣主要承受扭力（剪切力） ?环形卡扣轴对称结构，卡扣装配时承受多方向应力 ?球形卡扣一整圈连续的卡扣，实现两个零件的连接悬臂卡扣：图1面板模块上的四个悬臂卡扣可将模块牢牢地固定在底座上，同时扣合面带有一定斜度，在需要时仍可将模块移除。

（图1）图2面板通过一侧的刚性卡扣与另一侧的弹性悬臂卡扣结合，也可以实现经济可靠的卡扣连接。（图2）

图3所示的卡扣连接方式具有很大的保持力。同时从箭头处缺口按压弹臂卡扣，也可以实现轻松拆卸。

（图3）图4所示非连续环形卡扣设计，与后面所说环形卡扣近似；在环形卡扣上增加一些切口，使卡扣具有更好的弹性，同时安装时卡扣受力也变为主要承受弯曲力；所以这种卡扣我们也归类为悬臂弹性卡扣。

（图4） U 型卡扣属于悬臂弹性卡扣的一种，在简单悬臂卡扣基础上，增加U 型结构，进一步增加卡扣弹性。U 型卡扣可以具有很大的扣合保持力，同时，U 型槽的存在，使得拆卸时可以手动拨动卡扣，方便拆卸。这种卡扣结构常见于电池盖及一些需要多次拆卸的卡扣结构。

塑料件卡扣连接设计指南修订稿

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塑料件卡扣连接设计指南

塑料卡扣连接设计

塑料卡扣连接设计研究

10.16638/https://www.360docs.net/doc/815267276.html,ki.1671-7988.2018.12.028 塑料卡扣连接设计研究杨春园，周新红（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：汽车内外饰零件上有很多堵盖零件，作为遮挡安装点或其他可拆卸维修用，多采用塑料件，通过卡脚卡接固定。卡脚连接相比其他方式相比简化了结构，减小了零件数量和装配工序，具有很高的成本优势。文章着重于从简单的理论设计计算确定关键参数值，避免使用复杂的有限元分析软件，缩短设计周期和门槛，通过实践验证反馈调整设计参数取得最优结果，最终总结相应的设计规则，形成一些普适的设计规范，给予其他设计者一些参考，避免采用经验主义或盲目的对标设计。关键词：堵盖；卡扣中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)12-81-04 Design of plastic buckle connection Yang Chunyuan, Zhou Xinhong ( Anhui jianghuai automobile group co., Ltd., Anhui Hefei 230601 ) Abstract: There are a lot of cover parts on the interior and exterior parts of car as a shelter or other detachable maintenance, the cover is mostly plastic and is fixed by claw, the clasp simplifies the structure, reduces the number of parts and assembly processes and has a cost advantage. This paper focuses on the simple theoretical calculation to determine the key parameter values, avoiding the use of complex finite element analysis software and shortening the design cycle and threshold, through the practice, it is proved that the optimal results are obtained by the feedback adjustment design parameters, and the corresponding design rules are finally summed up, and some universal norms are formed for reference. Keywords: Cover parts; Clasp CLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)12-81-04 前言堵盖零件形状较小，往往不被重视，设计水平也良莠不齐，存在很多问题。有的难装配，有的难拆卸，有的容易损坏等等，规范设计显得很重要。本文以保险杠拖钩盖板为例，结合参考文献和实际设计经验对这类零件的设计流程和设计方法进行了阐述，形成相应的参考标准，希望能给其他设计人员提供一些参考和帮助，避免重蹈覆辙。这些方法和标准也可以推广到其他的塑料件卡扣连接位置使用，不仅限于堵盖类零件。 1 设计流程流程如下图1所示，首先定义零件的功能，确认功能以及是否需要经常拆卸；其次根据零件所处位置确定装配所采用方式、与本体配合的形状组合方式，接下来估算卡扣的相关参数值，完善零件的三维结构，系统性的检查各项功能设计，冻结设计并开发模具，最终通过实物零件装配验证设计准确性，对存在的问题进行微调，形成总结文件。其中最重要的是第二和第三环节，他决定了设计的基础方向。作者简介：杨春园，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。 81

塑料件卡扣连接设计指南

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. ... . 1.围 (1) 2.规性引用文件 (1) 3.定义 (1) 4.塑料件卡扣连接概述 (1) 4.1卡扣连接的关键要求 (2) 4.2卡扣连接的要素 (4) 5.约束概述 (11) 5.1约束原理 (12) 5.2约束原则 (15) 5.3约束布置 (16) 6.定位功能件设计 (20) 6.1定位功能件类型 (21) 6.2定位副的组合及其适配性 (29) 6.3定位副与装配 (30) 6.4定位副与保持 (33) 7.锁紧功能件设计 (36) 7.1锁紧功能件类型 (36) 7.2锁紧功能件的结构设计与计算 (51) 7.3对锁紧功能件装配与保持行为的分离 (75)

. ... . 为指导本公司塑料件卡扣连接的开发，特制定了本设计指南。集成在产品上的卡扣连接与散件紧固或焊、粘接相比功能产品单一，无需配套；不要求焊接、点胶等复杂的操作；锁紧功能件由模具成型，一致性好，互换性强，尤其适合汽车行业的大批量生产；装配及拆卸往往不需要工具，便利性强；省去或减少了螺钉、螺母等散件的使用数量，降低了生产成本；可用于对外观有要求而不能使用散件紧固的产品。且由于塑料产品的材料和工艺特性特别有利于集成式卡扣的开发，所以卡扣连接是一种普遍应用于汽车塑料产品的连接形式。然而塑料件卡扣连接的可靠性特别依赖设计，本指南旨在对卡扣设计进行介绍，使读者了解相关知识并能应用在本公司塑料产品的设计开发中。本指南由公司产品管理部提出并归口。本指南起草单位：车身工程研究院。本指南主要起草人：黄闿鸣本指南由车身工程研究院负责解释。

卡扣结构设计

卡扣结构设计卡接就是射出零件常用的安装方法。这种方式在很多年以前就已经开始使用了,出于安装简便与成本上的考虑,现在她们变得越来越重要了。卡接的优势在于避免了螺纹连接,夹紧,粘贴等其她的连接方法。这些卡接结构就是采用模具成型的,不需要额外把她们连接起来。另外,如果设计得当,还可以达到重复安装与拆卸而不损伤零件。卡接结构可以设计成一次性的与多次使用的。一次性的卡接就是指零件安装以后不需要再拆下来。多次使用的卡接结构则多用在需要便于拆卸的场合。卡接结构的设计需要考虑很多问题。设计一个卡接的结构需要考虑的远比设计螺纹连接要多。卡接结构所需要的模具也比较复杂与昂贵。一般说来,在装配时节省的资金要比制作工艺上增加的成本多。通常有三种主要的卡接结构:环形,悬臂,扭转 1. 环形卡接图一,有时钢笔会用到这种环形卡接结构来固定笔帽图二,瓶盖也会采用环形卡接结构图三,球与球座也就是一种环形卡接结构上面这三种都就是采用环形卡接结构的例子。由于这些零件在装配时整个圆周都有很大的应力,所以,只有那些在屈服点有很大延展性的材料才能应用。关于计算最大变形量的问题请参见下一章的计算公式。(计算公式的一章,需要时间翻译----笔者)。 2. 悬臂卡接结构

悬臂卡接就是应用最广的卡接结构。有相当多的计算公式与工程经验确保我们能设计出一个出色的卡接机构。这一小节介绍不同的设计方法。关于悬臂卡接具体尺寸的计算可以参瞧下一章。图四展示了为了拆卸而设计的四种不同的设计方法。图四a 就是采用90°的挂钩与90°的凹槽连接。这种结构无法拆卸。图四b就是在挂钩与凹槽的部分都设计了一定的角度,便于安装与拆卸。这个上盖取下与扣上的力就是相同的。图四ｃ与图四ａ一样有90°的直角,不同的就是设计者加了一个“窗户”在下面的零件上。这样就可以方便的进行拆卸了。图四d采用了“U”字形的结构来使上盖可以自由变形而方便拆卸。图四c中有一个潜在的问题就就是这个卡接结构有可能被推的很远;没有止推的结构。如果这个结构被推的过大而断裂了就再也无法修复了。所以设计者通常会考虑设计一个止推的结构来防止悬臂超过应力。图四d的设计就有这样的停止(止推)结构(仅仅就是考虑采用推力)。图五展示了悬臂卡接的机械原理,就是如何通过采用倾斜的表面结构来达到便于安装与拆卸的目的的。 U形的悬臂卡接结构通常用在像电池盒与盖子中。图六表示了这种结构就是如何工作的。采用这种结构,塑料不会有太大的应力,所以,这样的塑料有多次的弯曲就是可能的。而且,它有一个止推结构,这样就不会由于变形太大而破裂。