塑料件卡扣连接设计指南

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。

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。

下面的概述部分主要从卡扣连接的关键要求和要素两个方面对卡扣连接的设计要点进行介绍，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

卡扣连接的关键要求主要包括连接可靠性、约束完整性和装配协调性，它们是卡扣连接的基本目标。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：

●连接符合功能预期；

●连接强度；

●在用户操作过程中不发生分离、松动、破损、噪声；

●尤其是汽车塑料件的连接应能够适应使用过程中因环境因素引起的产品变形或蠕变；

●保证装配和维修拆卸的操作与设计预期一致。

其中接合强度是约束功能件（定位功能件及锁紧功能件）在产品使用寿命中承受装配、分离、载荷及变形力的能力，是连接可靠性最重要的要求，也是对约束功能件结构强度的要求。

4.1.2约束完整性

空间物体有6个自由度，并可沿每个自由度的正反两向运动，如图4.1。约束是对零件之间相对自由度的控制，是由装配件和基体件上的约束功能件实现的。通过约束恰好限制零件之间的全部12向运动是完全约束，这是大多数连接中需要的约束；也可能因为产品功能需要而不进行完全约束，保留产品的一部分相对运动，但该运动也是通过约束功能件进行限制和保证的。约束刚好满足产品功能并与约束的运动方向数量恰好相对应是恰当约束。

图4.1 装配件相对于基体件的6个自由度及12项运动

在连接中相对于恰当约束还存在过约束和欠约束，约束点多于需要约束的运动方向为过约束，少于需要约束的运动方向为欠约束。其中过约束在一些较大的汽车塑料件中用于保证局部重点区域的配合，但极易由于精度、变形、应力等原因造成装配困难、约束失效、甚至产品损坏，使用时需要慎重。欠约束应区别于为适应产品功能而保留的相对运动，通常是由于设计不合理或约束功能件薄弱而引起的约束

问题，是卡扣连接必须避免的。列举部分约束对于产品连接的影响如表4.1。

表4.1 约束对产品连接的影响举例

受影响因素

约束完整性

恰当约束过约束欠约束装配便利性可按设计状态装配装配困难无影响

可靠性可靠性依赖约束功能件的强

度

因应力较大导致连接失效

1、因零件间相对运动导致

锁紧失效

2、因缺少约束影响零件功

能

噪声无异响无直接影响因零件间相对运动存在异响成本需要的精度适当需要较高精度无直接影响

4.1.3装配协调性

装配协调要求装配（拆卸）过程中零件各要素与装配（拆卸）运动相适宜，以便装配操作。图 4.2及图4.3的两个例子都违反了装配协调性。

图4.2 锁紧功能件与定位功能件的接合方向互相干涉

（a）设计未给悬臂钩在装配中的变形保留足够空间

（b）装配为推运动，然而拆解为翻转运动，翻转过程中一端卡扣可能因过度形变而损坏

图4.3 装配和拆卸运动中违反装配协调性

为了满足装配协调性，在卡扣连接设计中应遵循以下原则：

●定义的装配运动应该与装配件和基体件的基本形状相适应（在本指南4.2.2中进行介绍）；

●装配件和基体件上所有有形要素应与装配运动相适宜；

●保留锁紧功能件形变所需的空间；

●转配和拆卸运动的方向应平行而反向。

4.2卡扣连接的要素

连接的某一方面属性，设计者在方案初期就要进行规划。

4.2.1功能

功能是首先要规划的描述性要素，它是连接的基本目的，主要包括以下几方面：

4.2.1.1连接后两件的相对运动

装配件和基体件连接后的相对运动关系直接决定约束的布置，与 4.1.2中提到的约束向匹配。在完全固定的连接中，零件之间不存在相对运动，在12个运动方向上受到完全约束；在可动连接中，装配件和基体件存在受控相对运动，但在运动中不允许分离，在存在运动的方向上不设置约束。

连接后的相对运动由产品功能进行定义。

4.2.1.2连接精度

连接精度是对连接后装配件和基体件之间相对位置的精度要求，是约束准确性的体现，如汽车装饰件安装后与周边的间隙和段差要求。

4.2.1.3连接类型

卡扣连接可以是最终连接也可以是其他连接出现之前的临时连接。

当在产品的使用寿命中始终使用卡扣形式进行连接，则卡扣连接为最终连接；当卡扣仅将连接保持到其他连接出现，则卡扣连接为临时连接，临时连接也仅要求在该周期内保证连接可靠。

4.2.1.4连接后的保持

保持涉及锁紧副的特性：永久锁紧和非永久锁紧。保持特性由产品功能进行定义。

●永久锁紧是设计为连接后不再分离的，这种锁紧一旦接合必须借助工具才能分离，并且往往会造

成零件的损坏，这样的连接是不能进行维修的。

●非永久性锁紧是设计为可在连接后进行分离的，这种连接的锁紧功能件可依靠分离力变形或人为

施加变形力而与对手件脱开，非永久锁紧连接的锁紧功能件的脱开方式应在设计时进行定义。

图4.3和图4.4是对保持特性及锁紧功能件脱开形式的举例说明。

（a）永久性止逆锁紧（b）永久性悬臂钩锁紧

图4.4 永久性锁紧示例

（a）依靠分离力脱开的非永久性锁紧（b）依靠人为施加变形力脱开的非永久性锁紧

图4.5 非永久性锁紧示例

保持特性由产品功能进行定义。

4.2.2装配件和基体件的基本形状

基本形状描述的是装配件的整体及基体件的装配局部区域。使用基本形状描述装配件和基体件可以使设计规划更形象，针对不同基本形状零件的连接对应不同的约束方案、装配运动和接合方向。零件基本形状主要包括：实体、板、壳体、面、开口、深孔，下面进行说明。

●实体

形状封闭为体、刚度较好的零件，如图4.6的开关，对实体的约束应该完整。

图4.6 开关

●板

相对薄的零件，往往有弯曲和扭转的趋势，板只被定义为装配件的一种。如图 4.7的盖板，对板类零件的约束常在零件周边。

图4.7 盖板

●壳体

壳体类零件有一到多个方向的开口，开口导致此类零件侧壁刚性较差，需要约束。如图 4.8的组合开关下包壳。

图4.8 组合开关下包壳

●面

面只出现在基体件上，是与装配件配合的连接表面，面本身就产生约束作用。图4.9，组合开关上包壳的面用于安装防尘皮套的卡板。

图4.9 防尘皮套的卡板卡入组合开关上包壳的安装面

●开口

开口一般附着在面或与面近似的形状上，也是基体件的一部分，定位功能件常在开口的周边。如图4.10，饰板上的开口与板类零件配合。

图4.10 上图中的饰板卡入较大饰板的孔中

深孔

深孔是开口的延续，出现在实体类基体件上，深孔对装配件的约束较为完整。如图4.11开关支架。

图4.11 开关卡入开关支架

对零件基本形状的定义不是绝对的，他们之间的关系也可视具体设计情况相互转化，如外壳的侧壁可在局部视为板。

这里给出最常见装配件和基体件基本形状的组合如表4.2，每种组合都有一些有助于确保卡扣连接可靠性的首选最终装配运动。

表4.2 最常见的基本形状组合

基体件形状

装配件形状

实体壳体面开口深孔实体●○●●●

板○○●●○

壳体○○●●○

备注：●——较常见组合；○——较少见组合。

4.2.3最终装配运动

装配件在与基体件通过卡扣连接时，完整的装配动作可能由多种装配运动组成，本要素描述的是这其中最后一种运动，在此运动过程中锁紧功能件发生作用。最终装配运动与前述的关键要求以及功能、基本形状都密切相关，合理的最终装配运动定义有助于提高连接的可靠性，满足装配协调性，也可将装配力控制在合理的范围内。

●推

直线运动，装配件和基体件在锁紧前接触时间相对较短，某些具有导向作用的定位功能件应在锁紧件接触前先接触。如图4.12。

图4.12 推——板与孔

●滑

直线运动，但定位副先接触，装配件在锁紧前始终与基体件接触。如图4.13。

图4.13 滑——板与面

●翻转

旋转运动，装配件上的定位功能件首先与基体件接合，接合后绕定位副形成的轴作旋转直至锁紧。如图4.14。

图4.14 翻转——板与孔

转动

旋转运动，装配件首先以推的方式与基体件定位副接合，再绕定位副形成的轴旋转直至锁紧。转动与翻转的区别在于转动的定位副会定义较明确的轴线，且大部分转动比翻转旋转更大的角度。如图4.15。

图4.15 转动——实体与深孔

表4.3给出与常见基本形状组合相匹配的装配运动，作为定义装配运动时的设计参考。

表4.3 与常见基本形状组合相匹配的装配运动

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

(仅供参考)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/cd10046815.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

. ... . 塑料件卡扣连接设计指南 . . .c

. ... . 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。