结构设计-卡扣设计
详细讲解塑胶卡扣结构设计要点
組裝壓力 p可以用以下公式計算出
由組裝壓力 p可以計算出拔出力
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球形塑膠卡勾結構的基本原理
球形卡勾的配合方式可以考慮為圓環形卡勾的一種特殊結構，圓環形卡勾的公式適應於球形卡勾 所以這裡不做特別的介紹
卡勾的設計對模具制造的成本有很大的影響
A
B
卡勾B的設計要比卡勾A的設計節約模具制造的費用，因為A需要制做滑塊而B不需要，只要做一個 鑲針即可。
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縣臂式變截面塑膠卡勾結構的基本原理
以下是寬度為變截面的卡勾的示意圖，它的截面由w1向w2 變化.
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縣臂式變截面塑膠卡勾結構的基本原理
Es=相交系數 L=臂的長度 w1=臂的根部寬度 c=增值率 t=臂的高度 ε=是材料充許最大的變形度 此公式裡面包含一個變量c，c是w2/w1的比率，見下表
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塑膠卡扣應用的缺點
◆ 由如倒扣需要較高的模具費用 ◆ 易出現一些常見的的不良，如卡扣組裝不到位或習慣性的空裝 ◆ 卡扣成型很難做到完全密合，組裝後在重力的作用下經常會有一些蠕動 ◆ 如果卡扣設計不合理或較弱會影響到產品的質量與銷售
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塑膠扣形狀的設計多樣性
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塑膠扣形狀的設計多樣性
卡扣形狀千變萬化，具體如何設計處決於很多復雜的因素 ◆ 從產品對卡扣要求的機械強度上考慮 ◆ 從產品內部的有效空間上考慮 ◆ 從模具與成型上考慮
應力痕強
另一家電池廠產品
我司電池產品
應力痕弱 5
我們公司塑膠卡勾統一設計要求
Gap:0.05mm
Gap: 0.1mm
保持觸面的深度為 0.5~0.6mm
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塑膠卡扣應用的優點
◆ 無需其它材料，降低產品成本 ◆ 操作簡單 ◆ 有替代螺絲，螺母，華司等昂貴金屬件的功能 ◆ 適應如一般塑膠件的組裝 ◆ 沒有像焊接與點膠的復雜操作技術要求 ◆ 一些塑膠產品能重復撤裝利用
洗发水弹簧卡扣结构设计
洗发水弹簧卡扣结构设计
洗发水弹簧卡扣结构设计主要包括以下几个步骤：
1.确定卡扣的形状和尺寸：根据洗发水瓶盖的大小和形状，设计出
合适的卡扣形状和尺寸，以满足使用要求。
2.确定卡扣的材料和弹性：选择适当的材料和弹性，以保证卡扣具
有一定的紧固力和耐久性，同时也要保证卡扣容易打开和关闭。
3.设计卡扣的安装位置：根据洗发水瓶盖的整体结构和美观度，确
定卡扣的安装位置，以确保卡扣在正常使用过程中不会脱落或松动。
4.确定卡扣的开启方式：设计合适的开启方式，使消费者在使用过
程中能够轻松打开卡扣，同时也要保证卡扣在关闭状态下不易被打开，以防止洗发水泄漏。
5.进行结构设计：根据以上设计要求，进行具体的结构设计，包括
卡扣的形状、尺寸、安装位置、开启方式等，并绘制图纸。
6.进行强度和耐久性测试：对设计好的卡扣进行强度和耐久性测试，
以确保卡扣在使用过程中能够满足要求。
7.进行外观和实用性评估：对设计好的卡扣进行外观和实用性评估，
以确保卡扣不仅外观美观，同时也符合实际使用要求。
总的来说，洗发水弹簧卡扣结构设计需要考虑多个因素，包括卡扣的形状、尺寸、材料、弹性、安装位置、开启方式等，并进行相应的测试和评估，以确保设计的卡扣能够满足实际使用要求。
卡扣设计——精选推荐
卡扣：1.1简介类似压配合，卡扣也是一种不使用多余零件或紧固件将两个零件装配的简单装配方式。
卡扣结构运用了锁臂原理，由卡钩和卡槽组成。
装配过程中，卡钩配合件使之变形或部分变形。
一旦卡入卡槽，卡钩回弹到其原来位置。
卡钩和卡槽相互作用使卡扣具有卡紧力。
卡扣结构可以用于联接不相似的两个聚合物材料零件或完全不同材料的零件，如金属件和塑料件。
卡扣被广泛用于安装工具，机箱，电子元件，包装盒，玩具，汽车零部件，医疗器械等成千上万种产品上。
现在存在一种简化制造成本的趋势，而卡扣通过本身具有的结构起到坚固作用正好符合此趋势。
卡扣不需要额外的装配工具简化了紧固安装。
依靠良好的设计，在最终产品中卡扣结构可以隐藏于不能直接看到的地方。
成功的卡扣结构依赖于精确的工程技术，尽管此结构已经被使用多年，但直到近些年制造上的需要才促成更多的可靠的卡扣设计问世。
卡扣有两个主要的大类。
永久卡扣或一次装配的卡扣，经常使用在一次性消费产品上，此类卡扣在产品制造工序中安装且永不会拆开。
多次卡扣使用在多次使用产品上，如笔帽和瓶盖，会多次打开合上，还比如维修时需要拆开的汽车零部件。
两类卡扣结构都包括一些设计原理。
一个悬臂梁，卡扣结构使用该结构轴向插入与之配合零件的卡槽中。
一个弯曲梁，悬臂梁的变体，即悬臂梁弯曲。
环形卡扣是一种圆形或椭圆形的连接被用在如笔帽和瓶盖中。
球形卡扣卡入一个具有缺口的配合件。
扭转梁用剪切力保证其位置固定。
卡扣结构于制造工艺大有裨益。
通过减少零件数，能够节省仓储费用，节省人力成本，减少库存，减少供应商数量，削减运输处理及所有由额外零件带来的费用。
同时也能够节省装配时间。
但卡扣结构也比其他工艺更依赖于前期的设计。
不正确的卡扣结构在装配中甚至装配前可能会出现断裂的情况。
本章将深入讨论三种不同的卡扣结构，材料选择的原则，几何及性能等设计细节分析。
1.2 材料考虑因素材料对于卡扣结构影响极大。
聚合物通常能分为刚性或柔性两种。
不同的使用场合两种特性都适合卡扣使用。
塑胶产品结构设计--卡扣
塑胶产品结构设计--卡扣塑胶产品结构设计卡扣在塑胶产品的结构设计中，卡扣是一种常见且重要的连接方式。
它不仅能够实现产品的快速装配和拆卸，还能在一定程度上保证产品的结构稳定性和密封性。
接下来，让我们深入了解一下塑胶产品结构设计中的卡扣。
一、卡扣的定义与作用卡扣，简单来说，是通过塑胶部件自身的弹性变形，实现两个或多个部件之间的连接或固定。
其作用主要体现在以下几个方面：1、装配便捷性：相较于传统的螺丝连接或胶水粘接，卡扣能够大大提高装配效率，减少装配时间和成本。
2、可拆卸性：在需要维修、更换部件或回收产品时，卡扣连接允许部件轻松分离，而不会对产品造成损坏。
3、增强结构稳定性：合理设计的卡扣可以在产品使用过程中提供一定的支撑和固定，增强整体结构的稳定性。
4、降低成本：减少了螺丝、胶水等附加连接件的使用，降低了材料和生产成本。
二、卡扣的分类根据不同的结构和工作原理，卡扣可以分为多种类型，常见的有以下几种：1、悬臂卡扣这是最常见的一种卡扣类型。
它通常由一个悬臂梁和一个卡钩组成。
在装配时，悬臂梁发生弹性变形，卡钩卡入对应的卡槽中，实现连接。
2、环形卡扣环形卡扣呈环状结构，通过自身的弹性收缩或扩张来实现与其他部件的连接。
3、扭转卡扣这种卡扣通过部件的扭转来实现连接和固定，具有较好的抗振动和抗松动性能。
4、插销式卡扣类似于插销的工作原理，通过插入和拔出动作实现连接和分离。
三、卡扣设计的要点1、材料选择塑胶材料的特性对卡扣的性能有着重要影响。
一般来说，应选择具有较高弹性模量和良好韧性的材料，如 ABS、PC 等。
同时，还需要考虑材料的耐疲劳性和耐环境性。
2、尺寸设计卡扣的尺寸包括悬臂长度、厚度、卡钩尺寸等。
这些尺寸的设计需要综合考虑材料的力学性能、装配力的大小以及连接的可靠性。
过长或过短的悬臂、过大或过小的卡钩都可能导致卡扣失效。
3、脱模斜度在模具设计中，要为卡扣设计合适的脱模斜度，以保证产品能够顺利脱模，同时不影响卡扣的功能。
卡扣结构设计的几种形式
卡扣在产品结构中作用是什么？卡扣主要作用是连接前后壳，稳定间隙，方便组装，节约单价成本。
缺点是没有螺钉强度好，可靠性高。
当然，只要卡扣分布与强度设讣好，再结合合理的螺钉位置布局，就可以打造岀一套完美的产品结构。
即满足了结构强度，也满足了成本需求，更满足了装配要求，是不二选择的最佳方式，卡扣在整个产品结构当中主要起辅助作用。
以下说说常用的几种卡扣结构方式【一】卡扣设计在止口上，母扣为穿孔用途：常用于手机，智能设备，充电宝，电脑显示器，电视机等电子产品主体前后壳上。
优点：巧省内部结构空间，外观不易缩水缺点：母扣强度太弱，反复拆卸易断【二】卡扣设计在止口上，母扣下方走斜顶用途：常用于手机，智能设备，充电宝，电脑显示器，电视机等电子产品主体前后壳上。
优点：卡扣结构强度好，外观不易缩水缺点：需要足够的内部结构空间，模具设计需多做一件斜顶。
【三】卡扣设计在止口上，母扣封胶做筋位加强用途：常用于手机，智能设备，充电宝，电脑显示器，电视机等电子产品主体前后壳上。
优点：巧省内部结构空间，外观不易缩水缺点：母扣强度太弱，反复拆卸易断，另外加强筋位厚度设计不能太厚，防止缩水【四】弹力卡扣用途：常用于电子产品支架配件固圧上。
优点：弹力好，强度好，方便拆卸缺点：弹力壁设计需要有一定的高度，太低会造成弹力失效，拆卸力度加大，另外加强筋位厚度设计不能太厚，防止缩水【五】活动推勾卡扣用途：常用于电子产品活动盖上。
优点：强度好，配合紧密，方便拆卸缺点：需要一泄的后退行程空间来活动装配，对于空间狭小的产品不适合【六】拨动弹力卡扣A用途：常用于电子产品活动盖上，早年的功能手机电池盖常用。
优点：弹力好，配合紧密，方便拆卸缺点：需要一泄的后退行程空间来活动装配，对于空间狭小的产品不适合，另外扣合屋不能太大，否则不易拆卸。
【七】拨动弹力卡扣B用途：常用于电子产品活动盖上，遥控器，智能配件电池盖上。
优点：弹力好，配合紧密，方便拆卸缺点：外观不美观，有缺口，另外需要一妃的弹力后退空间来活动拆卸，对于空间狭小的产品不适合，另外扣合疑不能太大，否则不易拆卸.【结语】1,所有卡扣扣合量需要根据实际产品所需要的设计要求去设计，常规设计卡合量在0. 3-0. 6mm之间，然后会预留0.2mm的改模加胶空间。
结构设计-卡扣设计说明
直臂卡扣设计---参数计算
直臂卡扣设计---参数计算
卡扣 1.通常上盖设置跑滑块的卡勾，下盖设置跑斜顶卡勾。 因为上盖的筋比较多，而且上盖的壁通常比下盖深，为避免斜顶无空间脱出。
2.上下盖装饰线的选择
3.卡勾不可以间隔太远， 否则容易开缝。
卡扣
卡扣
小定位PIN
许用应变：根据胡克定律: E
式中：σ为应力，ε为应变 ， E为弹性模 量。
在卡扣连接弯曲弹性模量用正割模数来代替 故而：
对需要经常拆装的连接，许用应变之选取应该留有余量，可将实际使用值取需用应变的0.5倍，
直臂卡扣设计---参数计算
直臂卡扣设计---参数计算
直臂卡扣设计---参数计算
许用过盈量(y)：许用过盈量(y)即许用挠度（Y）,也就是卡入时悬臂前端产生的弹性变形 的尺寸。 挠曲力（P）：挠曲力即当卡入时施加在悬臂前端的垂直力，当悬臂产生弹性变形( 不是塑性 变形)，此时的变形李被称之为许用挠曲力。 （计算挠曲力是计算卡入力的需要，实际上有的悬臂卡扣连接的装配和拆开就是施加卡入力而 完成的挠曲力。)
对于梁时壁面的延伸：Tb应该等于壁厚，若不等于应该逐渐过度。
Tt-保持功能件处的粱厚度
一般来说Tt=Tb ，但是当粱的根部的应变较高时，全长带锥度的粱可以将应变均匀的分布在粱上，减少根部产生过应变的概率，常见的锥度为Tb ： Tt=1.25~2。(2倍是常用的数据)当粱的长度与厚度比小于5时，可采用锥度粱设计，当然这样会保持强度降低。不要将悬臂梁从保持面到根部都做 成锥形，这样机会所有的应变都移动到根部，反而容易损坏。根部用圆角。
插入面角度会影响装配力，实际上，最大插入角应该尽可能的小，以减小装配力，合理的角度为25°~35°之间，大于等于45°会使装配困难
结构设计-卡扣设计PPT课件
Tt-保持功能件处的粱厚度
一般来说Tt=Tb ，但是当粱的根部的应变较高时，全长带锥度的粱可以将应变均匀的分布在粱上，减少根部产生过应变的概率，常见的锥度为Tb ： Tt=1.25~2。(2倍是常用的数据)当粱的长度与厚度比小于5时，可采用锥度粱设计，当然这样会保持强度降低。不要将悬臂梁从保持面到根部都做成锥形 ，这样机会所有的应变都移动到根部，反而容易损坏。根部用圆角。
Y-根切深度； α-所设计的插入面角度（自由状态时） β-保持面角度（自由状态）； δ-装配偏斜（一般与Y相等）
由于材料性质和加工工艺的不同，本规则不具备通用性，仅仅帮助进行技术分析，悬臂卡扣设计是一个不断 反复的过程，需要不断调整才能做出合格的产品。
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卡扣设计--直臂卡扣
Tb-壁面处的粱厚度
对于梁与壁面垂直的情况；梁根部厚度约为壁厚的0.5~0.6T,厚度太大可能出现冷却问题，造成较大的残余应力、收缩、凹陷等。太小可能存在对充模和 流动性问题。
Lb-梁的长度
Lb梁的长度至少为5倍壁厚（5Tb），首选10倍的壁厚（10Tb）。如是大于10倍的壁厚的话，可能会发生翘曲 和充模问题。小宇5倍壁厚的话，梁将承受很大的剪切作用以及梁根部的弯曲，在装配过程中损坏的可能性 变大，根部会产生很大的应变。
Wb-壁面处的粱宽度
应变不是宽度的函数，粱的强度可以通过增加粱的宽度得到改善，而不会造成应变的增大，这可以作为需要更大保持强度而增加粱厚度的替代 方案， 粱的宽度也可以带锥度，这样可以减少粱根部应变，但是不如厚度带锥度那么有效。粱的宽度必须带4：1的锥度时，才能起到厚度2：1的效果
许用应变：根据胡克定律: E
式中：σ为应力，ε为应变 ， E为弹性模 量。
结构设计卡扣设计
结构设计卡扣设计卡扣设计是指在纺织品、箱包、皮具、鞋类等各种产品中使用的一种结构设计。
卡扣的作用是实现产品的开合、固定或连接。
卡扣的设计包括材料选择、结构设计和生产工艺等方面。
在设计卡扣时，需要考虑使用功能、形状美观、使用寿命以及成本等因素。
首先，卡扣的材料选择是卡扣设计中的关键。
常见的卡扣材料有塑料、金属、橡胶等。
塑料卡扣价格低廉，适合大规模生产，颜色也更容易丰富。
金属卡扣具有更高的强度和耐磨性，适用于要求更高的产品。
橡胶卡扣具有良好的弹性和抗疲劳性能，可以长时间使用而不易变形。
在选择材料时，需要根据产品的使用环境和要求来确定合适的材料。
其次，卡扣的结构设计也是非常重要的。
不同的产品需要不同类型的卡扣，如拉链卡扣、按扣卡扣、钮扣等。
拉链卡扣通常使用在箱包、衣物等产品中，可以实现快速开合，具有较高的使用方便性。
按扣卡扣适用于衣物、帽子等需要固定的产品，形状多样，可以根据具体需求来选择。
钮扣常用于衬衫、裙子等衣物中，可根据产品设计，选择不同形状和材质的钮扣。
结构设计需要考虑到产品的使用功能和外观美观度。
最后，卡扣的生产工艺也需要考虑。
卡扣可以通过注塑、压铸、模压等方式进行制造。
注塑工艺适用于塑料卡扣的生产，可以实现大批量生产快捷、成本低廉。
压铸工艺适用于金属卡扣的生产，可以实现高精度、高质量的制造。
模压工艺适用于橡胶卡扣的生产，可以实现良好的弹性和耐磨性能。
生产工艺需要根据具体材料和产品要求来选择，确保生产出符合要求的卡扣产品。
综上所述，卡扣设计是一项综合性的任务，需要综合考虑材料选择、结构设计和生产工艺等方面。
只有在这些方面的全面考虑下，才能设计出功能优良、美观实用的卡扣产品。
卡扣设计的成功与否直接影响到产品的品质和市场竞争力，因此，卡扣设计在产品开发中具有重要的地位和作用。
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卡扣
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卡扣
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小定位PIN
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小定位PIN
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Y-根切深度
保持面深度也叫根切深度。他决定结合和分离时梁偏斜的程度，当梁的长度是厚度的5倍时，初始保持面深度应该小Tb 长度接近壁厚的10倍时，初始保持面深度应该等于Tb
用材料的已知应变极限进行分析计算时，可以确定最大的需用偏斜，然后将保持面的最大深度设定为等于最大 许用偏斜。
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α-所设计的插入面角度
已知摩擦系数时，保持角极限角度的计算公式
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直臂卡扣设计---参数计算
概念介绍
正割模数：卡扣连接在卡扣瞬间承受很高的应力，此时应力--应变曲线已经不是直线，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应该称为正割模数。 正割模数不是一个常数，他是应力---应变曲线的弹性范围内任一给定点的应力对应变的比率。在卡扣的连接计算时，应用正割模数 能够比较准确的反映出塑料的抵抗弯曲的变形能力。
塑料件的连接
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Tb-壁面处的粱厚度； TW-粱处的壁厚 ； Tt-保持功能件处的粱厚度 ； Lb-梁的长度； Lt-锁紧件的总长度； Lr -保持功能件的长度 Le-粱的有效长度（粱的根部到配合功能键与插入或保持面接 触点的距离）
Wb-壁面处的粱宽度； Wt-保持功能键的处的粱宽度； Ru-梁与壁交汇处的半径；
对于梁时壁面的延伸：Tb应该等于壁厚，若不等于应该逐渐过度。
Tt-保持功能件处的粱厚度
一般来说Tt=Tb ，但是当粱的根部的应变较高时，全长带锥度的粱可以将应变均匀的分布在粱上，减少根部产生过应变的概率，常见的锥度为Tb ： Tt=1.25~2。(2倍是常用的数据)当粱的长度与厚度比小于5时，可采用锥度粱设计，当然这样会保持强度降低。不要将悬臂梁从保持面到根部都做 成锥形，这样机会所有的应变都移动到根部，反而容易损坏。根部用圆角。
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直臂卡扣设计---参数计算
许用过盈量(y)：许用过盈量(y)即许用挠度（Y）,也就是卡入时悬臂前端产生的弹性变形 的尺寸。 挠曲力（P）：挠曲力即当卡入时施加在悬臂前端的垂直力，当悬臂产生弹性变形( 不是塑性 变形)，此时的变形李被称之为许用挠曲力。 （计算挠曲力是计算卡入力的需要，实际上有的悬臂卡扣连接的装配和拆开就是施加卡入力而 完成的挠曲力。)
Y-根切深度； α-所设计的插入面角度（自由状态时） β-保持面角度（自由状态）； δ-装配偏斜（一般与Y相等）
由于材料性质和加工工艺的不同，本规则不具备通用性，仅仅帮助进行技术分析，悬臂卡扣设计是一个不断 反复的过程，需要不断调整才能做出合格的产品。
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Tb-壁面处的粱厚度
对于梁与壁面垂直的情况；梁根部厚度约为壁厚的0.5~0.6T,厚度太大可能出现冷却问题，造成较大的残余应力、收缩、凹陷等。太小可能存在对 充模和流动性问题。
Lb-梁的长度
Lb梁的长度至少为5倍壁厚（5Tb），首选10倍的壁厚（10Tb）。如是大于10倍的壁厚的话，可能会发生翘曲 和充模问题。小宇5倍壁厚的话，梁将承受很大的剪切作用以及梁根部的弯曲，在装配过程中损坏的可能性 变大，根部会产生很大的应变。
Wb-壁面处的粱宽度
应变不是宽度的函数，粱的强度可以通过增加粱的宽度得到改善，而不会造成应变的增大，这可以作为需要更大保持强度而增加粱厚度 的替代方案， 粱的宽度也可以带锥度，这样可以减少粱根部应变，但是不如厚度带锥度那么有效。粱的宽度必须带4：1的锥度时，才能起到厚度2：1 的效果
插入面角度会影响装配力，实际上，最大插入角应该尽可能的小，以减小装配力，合理的角度为25°~35°之间，大于等于45°会使装配困难
β-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。确切的角度取决于材料间的摩擦系数和锁紧件材料的实际刚度，极限角度适用 于不用拆卸的安装方式。极限值以上的角度为极限角。 由于摩擦作用，极限角小于90°，但作用是一样的。摩擦系数为0.3时，极限角度近似80°。采用一个极限角与90°之间的角度是可取的，这样具备更大的 尺寸柔量和坚固性。
许用应变：根据胡克定律: E
式中：σ为应力，ε为应变 ， E为弹性模 量。
在卡扣连接弯曲弹性模量用正割模数来代替 故而：
对需要经常拆装的连接，许用应变之选取应该留有余量，可将实际使用值取需用应变的0.5倍，
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直臂卡扣设计---参数计算
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直臂卡扣设计---参数计算
卡入力（W）：与装配方向相同的力
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直臂卡扣设计---参数计算
许用过盈量(y)：许用过盈量(y)即许用挠度（Y）,也就是卡入时悬臂前端产生的弹性变形 的尺寸。 挠曲力（P）：挠曲力即当卡入时施加在悬臂前端的垂直力，当悬臂产生弹性变形( 不是塑性 变形)，此时的变形李被称之为许用挠曲力。 （计算挠曲力是计算卡入力的需要，实际上有的悬臂卡扣连接的装配和拆开就是施加卡入力而 完成的挠曲力。)
卡入力（W）：与装配方向相同的力
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直臂卡扣设计---算
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卡扣 1.通常上盖设置跑滑块的卡勾，下盖设置跑斜顶卡勾。 因为上盖的筋比较多，而且上盖的壁通常比下盖深，为避免斜顶无空间脱出。
2.上下盖装饰线的选择
3.卡勾不可以间隔太远， 否则容易开缝。