螺钉和卡扣孔位设计
筋在手机结构中的应用
结构设计中的应用
1、筋在手机结构设计中的四大作用 2、加强筋的设计原则
3、不同材料的设计要点
4、筋在手机设计中的具体应用：
结构设计中的应用
一、筋在手机结构设计中的四大作用：
1、 筋是一种经济实用的加强壳体强度（Strength）和 刚度（Stiffness）的 特征，故又叫做加强筋；即增加强度和刚度的作用，如用在转轴凸台根部； 2、加强筋还起到对装配中元器 件定位的作用，如定位motor、speaker、 camera等； 3、对相互配合的部件起对齐的作用，如用于粘贴双面胶或泡绵设计的筋； 4、对机 构起止位和导向的作用，如用在滑块结构中，上下壳体的限位筋。 图（一）表示要达到 2 倍的刚性， 通过设计加强筋仅需增加 7%的材料，而 通过加厚壁厚却 需要增加25％的材料。 加强筋的设计涉及到厚度(Thickness)，高度（Height）， 等五个方面。厚 度（rib thickness）很关键，太厚会引 起对面的表面上有缩水（Sink）和外 观（Cosmetic）的问题。
结构设计中的应用
两个壳体配合设计时，一方面通过螺钉和卡扣把两个壳体扣紧，另一方面 两个壳体要有相互止动的功能，防止两个壳体在受外力时互相错动甚至由 此引起一些吱只的噪音，这时就需要有限位筋的设计才能避免此问题。一 般卡扣和限位筋是交叉进行设计，即要么是壳体扣的两侧是对方壳体的限 位筋，要么是限位筋的两侧是对方壳体的卡扣和限位筋。这 样交叉设计的 好处是两个壳体能牢固地卡紧，上下左右不会错动，且手机的整体刚性会 加强。
力(bending stress)随着增加，此时须计算并肯定此部份的屈服应力不
会超出可接受的范围。 从生产的角度考虑，使用大量短而窄的加强筋比较使用数个深而宽 的加强筋优胜。模具生产时：加强筋的宽度(也有可能深度)和数量应尽 量留有馀额，当试模时发觉产品的刚性及强度有所不足时可适当地增加， 因为在模具上去除钢料比使用烧焊或加上插入件等增加钢料的方法来得 简单及便宜。
旋转卡扣多工位级进模设计
旋转卡扣多工位级进模设计范鹏飞;杨俊杰【摘要】在分析旋转卡扣成形工艺的基础上,比较了3种排样方案的可行性,确定了级进模具设计方案.该模具的凸模和凹模全部采用镶块形式,采用了整体式压料板和抬料板,在U形弯曲时采用了浮动块顶料机构,使得模具具有生产效率高、自动化程度高、生产周期短、安全性高、更换方便等特点,可用于实际生产.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2017(017)011【总页数】6页(P28-33)【关键词】旋转卡扣;排样设计;弯曲;多工位级进模;凸模;凹模【作者】范鹏飞;杨俊杰【作者单位】江汉大学机电与建筑工程学院湖北武汉430056;江汉大学机电与建筑工程学院湖北武汉430056【正文语种】中文【中图分类】TG385.2模具是工业生产的基础装备，通过模具生产出来的制件遍布生活的方方面面。
在经济全球化的背景下，国际商品市场竞争十分激烈，各企业为了提升自己的竞争力，纷纷寻求在提升制件的同时还能控制制件成本的生产方法，而采用先进的多工位级进模生产技术则恰好能满足企业这方面的需求。
所以，发展多工位级进模是现代制造业的一个必然发展趋势。
随着冲压技术的发展，一些按传统冲压工艺要多副模具冲压成形的中小型复杂零件也越来越多的采用多工位级进模成形[1]。
其能提高生产效率、制件质量、生产自动化程度和安全性。
图1、图2所示为旋转卡扣零件，材料为Q235，料厚为2mm，制件总体尺寸为52.3×34.5×24mm。
制件的最小孔径A为φ2mm，有1个L形弯曲和1个U形弯曲，在U形弯曲的两弯曲边上有孔，由于两孔有功能需要，故在弯曲时需保证两孔的同轴度。
制件B处是直径为φ3mm、高度为1mm的小凸包，制件C处圆弧与直边连接处无圆弧过度，形成一个小尖点。
该制件由冲孔、切边、弯曲、压冲、分离等工序组成。
由于其工序较多且为大批量生产，宜采用级进模进行生产。
首先将制件展平，采用Pro/E钣金件环境下的规则方式展平操作，得到展平的制件，如图3所示。
扣位设计
二、扣位纵向配合尺寸如下图
（1）尺寸A为公扣最薄处厚度， 如是外观面，厚度至少留0.8mm以上。 （2）尺寸B为配合间隙，一般不 小于0.2mm。 （3）尺寸C为扣合面配合间隙 0.05mm，不能过大，以免扣位起不 到作用。 （4）尺寸D为扣合量（扣位配合 量）。尺寸过大会难拆，过小起不到 作用，建议在0.35-0.6mm范围内， 常用扣合尺寸0.5mm。 （5） 公扣及母扣顶部的厚度一般 取1.0mm，最小也需要0.8mm。
4、使用定位柱辅助 零件装配和保证装配尺寸精度 零件之间如果完全通过卡扣配合，由于卡扣 尺寸精度较低很难保证零件之间的装配精度要求，这是卡扣装配的缺点。此 时可以通过增加定位柱和定位孔来保证零件之间的装配尺寸和提高装配精度。
卡扣设计注意事项
使用定位柱和定位孔还有另外两个好处。其一，在两个零件装配过程中，适 当高度的定位柱和定位孔先与卡扣装配特征之间接触（也就是说，塑胶件上 的定位柱高度高于卡扣的高度），可以为零件的装配过程提供导向，提高装 配效率，此时定位柱的作用就起着导向的作用；其二，使用定位柱可以有效 避免由于粗暴装配动作而发生的卡扣损坏。
请参考永久式及可拆卸式扣位的原理图。
2、 扣位按形状的分类
扣位的形状大致上可分为环型扣、单边扣、球形扣等等，如下图
• 二、扣位的动态编辑如下图所示：
（止口）
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位纵向配合）
（扣位整体配合）
扣位的工程图
一、扣位横向配合尺寸如下图 （1）尺寸A为公扣宽度（扣位宽 度），一般在2-6mm,常用4mm。 （2） 尺寸B为母扣宽度，由公扣宽 度加间隙决定。 （3）尺寸C为扣位面配合间隙 0.2mm。 （4）尺寸D为母扣面封胶厚度 0.3mm。
5、卡扣设计避免增加 模具复杂度 不合理的卡扣设计很容易增加注射模具的复杂度，零件需要侧 向抽芯机构，增加模具成本。适当的卡扣设计优化就能简化模具结构。在卡 扣要部就可以避免倒扣，注射模具不需要侧向抽芯机构。
显卡卡扣在哪
显卡卡扣在哪显卡卡扣是指显卡与主板相连的金属卡槽。
显卡是电脑中非常重要的组件之一，它能够提供高质量的图形和视频输出，对于视觉效果要求较高的应用和游戏来说至关重要。
而显卡卡扣的质量和稳固度也直接影响着显卡的工作稳定性和性能。
显卡通常采用PCI Express（简称PCIe）插槽进行安装，PCIe插槽位于主板上。
每个主板上通常都有一个或多个PCIe插槽，用于安装显卡和其他扩展卡。
在PCIe插槽附近的位置，通常会有一个螺钉孔，用于固定显卡。
而显卡卡扣就是用来固定显卡的，通常由金属制成，具有一定的弹性，可以通过卡扣将显卡与主板紧密相连。
安装显卡时，首先需要找到合适的PCIe插槽，插槽的位置通常比较靠近主板的边缘。
然后，将显卡插入插槽中，确保插入的位置正确，插卡的金属接口能够与插槽的金属触点完全贴合。
接着，用手轻轻按下显卡，使其底部的卡扣与螺钉孔对齐。
最后，使用螺丝刀将螺丝旋入螺钉孔中，固定显卡。
固定过程中需要注意力度，不要过紧或者过松，要保持适中的力度。
安装完成后，可以通过轻轻摇晃显卡，检查卡扣和螺钉是否固定牢固。
显卡卡扣的作用主要有两个方面。
首先，卡扣能够稳固地固定显卡，使其与主板之间的连接更加稳定可靠，减少因震动或者移动而导致的接触不良，从而提升显卡的工作稳定性。
其次，固定显卡后，可以防止显卡在工作中因外力导致的脱落，从而保护显卡不受损坏。
虽然显卡卡扣的作用很重要，但是并不是所有的主板都有卡扣孔。
有些主板的显卡插槽设计为卡扣直接卡入槽中，而无需额外的卡扣固定。
对于这种情况，安装显卡时只需要确保插卡的位置正确，金属接口与插槽触点贴合即可。
总之，显卡卡扣在安装显卡时起到了固定显卡的作用，保证显卡在工作过程中稳定可靠。
安装显卡时需要注意力度，确保卡扣与螺钉固定牢固，插卡位置正确，金属接口贴合。
显卡的正常工作与卡扣的正确安装是密切相关的，只有正确安装显卡，才能保证显卡的最佳性能。
塑料产品结构设计资料
塑料产品结构设计资料目录一、零件壁厚 (1)二、脱模斜度 (4)三、圆角设计 (5)四、加强筋的设计 (7)五、支柱的设计 (8)六、螺丝柱的设计 (9)七、孔的设计 (10)八、止口的设计 (11)九、卡扣的设计 (13)十、反止口的设计 (18)零件设计必须满足来自于零件制造端的要求，对通过注射加工工艺而获得的塑胶件也是如此。
在满足产品功能、质量以及外观等要求下，塑胶件设计必须使得注射模具加工简单、成本低，同时零件注射时间短、效率高、零件缺陷少、质量高，这就是面向注射加工的设计。
现将详细介绍塑胶件设计指南，使得塑胶件设计是面向注射加工的设计。
一、零件壁厚在塑胶件的设计中，零件壁厚是首先考虑的参数，零件壁厚决定了零件的力学性能、零件的外观、零件的可注射性以及零件的成本等。
可以说，零件壁厚的选择和设计决定了零件设计的成功与失败。
1、零件壁厚必须适中由于塑胶材料的特性和注射工艺的特殊性，塑胶件的壁厚必须在一个合适的范围内，不能太薄，也不能太厚。
壁厚太小，零件注射时流动阻力大，塑胶熔料很难充满整个型腔，不得不通过性能更高的注射设备来获得更高的充填速度和注射压力。
壁厚太大，零件冷却时间增加，零件成型周期增加，零件生产效率低;同时过大的壁厚很容易造成零件产生缩水、气孔、翘曲等质量问题。
零件壁厚可根据材料的不同及产品外形尺寸的大小来选择，其范围一般为0.6~6.0mm，常用的厚度一般在1.5~3.0mm之间。
表1是常用塑料件料厚推荐值，小型产品是指最大外形尺寸L<80.0mm，中型产品是指最大外形尺寸为80.0mm<L<200.0mm，大型产品是指最大外形尺寸L>200.0mm。
表1 常用塑料件料厚推荐值(单位mm)2、尽量减少零件壁厚决定塑胶件壁厚的关键因素包括:1)零件的结构强度是否足够。
一般来说，壁厚越大，零件强度越好。
但零件壁厚超过一定范围时，由于缩水和气孔等质量问题的产生，增加零件壁厚反而会降低零件强度。
扣位设计参考
扣位设计参考扣位也称卡扣,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.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.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.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..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..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.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.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.f.其他常见扣：卡扣设计考虑要素卡扣需要考虑布局数量位置,安装形式,安装强度，注意事项：a. 规则外形,布局按右图方形圆形卡扣分布,方形壳体宽度≤20,宽度不做扣位;20<壳体宽度≤50,作1至2个扣位;圆形壳体一般扣位会均布,如做防呆,可以将扣位稍微移动,保证扣位分布均匀.b. b. 不规则外形,按装配方向选择安装形式,曲线边凸凹处易出现翘曲,受力错位脱开问题,常做扣位+管位骨结构;c. c. 扣位位置尽量靠近转角,防止翘曲,并与螺钉配合组装;卡扣一般在保证强度情况下尽量作少.d. d. 卡扣安装形式与正反扣,要考虑组装,拆卸的方便,考虑模具的制作；e. e. 卡扣处注意防止缩水与熔接痕；f. f. 卡扣斜顶运动空间不小于5,一般取值8,退位不能有干涉,最好为平面,；g. g. 在卡扣上非安装边做R角,不要干涉扣合过程.h. h. 扣位导正,特征:止口,管位骨等,止口,管位骨在上述有说明..。
设计防错案例
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产品(chǎnpǐn)防错设计
标题：金桥延锋.SGM E16门扶手(fú shou)骨架低配与高配 防错原理与工具：警示设计
前/后左（右）门扶手
骨架低配
产品设计，高低配件采用不同的防 错筋区分，便于生产装配目视管理 操作。
原则：左右件或不同规格的近 似件设计，首先考虑是否能采 用共用件，减少种类数量。其 次考虑如何区分管理。
运用机器人技术或自动化 生产技术
合并生产步骤, 实施工业 工程改善
使用电脑软件, 在操作失 误时予以报警.
采用保险丝进行过载保护 等
评价 最好 较好 较好 较好
好
三、防错技术与工具。对设计开发过程而言, 防错工具有 ：
失效模式及其影响分析 防误操作设计 过载保护装置 定向装配结构
• 联锁设计 • 警示设计
图示是镜像件，产品注塑出来 之后，为了防止包装等程序出 错，在零件上添加“RH”和
“LH”标识。
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产品(chǎnpǐn)防错设计案例 （2）
标题：423/118项目挡风板左右件设计(shèjì)共用 防错原理与工具：复制原理
共用件设计 ，减少种 类数量，便于生产管理， 降低成本
第十七页，共53页。
标题： VW373螺钉盖板(ɡài bǎn)安装到中央通道本体上的唯 防错一原性理与工具：相符原理
螺钉盖板设计成一侧卡扣,另一侧延伸脚,相 应的,在本体上设计成一高一低,使安装时 只能有一个方向才能装上
第十五页，共53页。
产品防错设计案例（1） 标题：121挡泥板饰条左右(zuǒyòu)标识 防错原理(yuánlǐ)与工具：警示原理(yuánlǐ)
原因：档标牌与球头安装时， 需要有方向限制。因为A面的原
机械制图 16 螺栓
5.钻孔应画成120°
6.槽孔应倾斜45
7.螺纹终止线应高 于两接触面形成 的线。
螺钉连接改错
4.螺纹联接的防松
• 防松原因 • 防松方法
– 摩擦防松：弹簧垫圈、双螺母、金属锁紧螺母 – 机械防松：开口销与槽性螺母，止动垫圈，串
联金属丝 – 破坏螺纹副关系：焊住、冲击、粘合
例：已知被联接件： 上板厚δ＝8 板宽Ｂ＝16 材料：Ｑ235A（普通碳
素钢） 用沉头螺钉联接 螺钉 GB 68—85 Ｍ
6×L（螺钉长度）
螺钉联接的简化画法
1.1d
2d
d
0.25d
L1 L
0.25d
90º
0.1d 0.5d
0.5d
(
0.5d
45º
L1
L
沉头螺钉的长度选取
L L1 L1 — 螺钉的旋入长度
二.螺纹联接件
一字螺钉 十字螺钉
六角螺栓 内六角螺栓
螺钉
紧定螺钉
自攻螺钉
翼形螺钉
圆头螺钉
螺母
六角螺母
盖形螺母
开槽六角螺母
翼形螺母
带环螺母
垫圈
平垫圈
弹簧垫圈
轴上锁紧垫圈
轴上锁紧螺母
螺纹联接件的应用
飞机机翼
汽车轮胎
化工管道
常用螺纹联接件联接的类型
1. 螺栓联接 2. 螺钉联接 3. 双头螺柱联接 4. 紧定螺钉联接
钢或青铜：L1=d 铸铁: L1=1.25d-1.5d
L1=1.5-2d
— 上板厚
L L1 8 8 16
将L圆整为标准螺钉系列长度 16
螺钉联接的画法
16
M6
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1：在设计安装螺钉和卡扣的孔位周边的预留安装平面的面积时，考虑如下几点
（1）：螺钉和卡扣与零件的接触面积的大小
（2）：安装是否方便
（3）：结构强度是否合适
（4）：当孔深大于孔直径的4倍时，出模困难（注射成型）
2：塑料制品上的孔，应尽量设在不减弱制品强度的位置，孔与孔之间，孔与边壁之间应留有足够的距离，以免造成边壁太小而破裂。
不同孔径的孔与边壁的最小距离见下表：
孔径 2 3.2 5.6 12.7
孔与边壁的最小距离 1.6 2.4 3.2 4.8
塑料制品上的孔的四周应采用凸边或凸台来加强。
3：通常注塑成型时孔深不超过孔径的4倍，压塑成型时压制方向的孔深不差过孔径的2倍。
2.6孔
2.6.1孔的形状应尽量简单，一般取圆形。
2.6.2孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。
2.6.3当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度。
此时孔的直径应按小径尺
寸（最大实体尺寸）计算。
2.6.4盲孔的长径比一般不超过4。
2.6.5孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
现在我们来看一下凸台设计.凸台可起到的作用有对准和连接部件等
这是一些经典数据.
首先外径是内径的两倍.其次凸台的高度应是壁厚的 2 到 5 倍.W 的尺寸不可以超过壁厚的60%.最后在过度处加上壁厚25% 的半径.
有一个减少缩印的技巧是把芯部壁厚减薄.使尺寸t约为壁厚的50% 至70% 之间.
角撑板也可增加凸台和交叉处的刚度. 如前面提到的其壁厚约为产品壁厚的60%.
尽管加强筋、凸台、角撑板的壁厚的经念数据为产品壁厚的60%. 但随着薄壁设计的流行, 也可以做到和产品壁厚一样.。