塑料件卡扣连接设计指南

塑料制品悬臂卡扣连接件设计方法的研究
悬臂卡扣连接件是塑料制品中常用的连接方法之一。

其设计方法主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：悬臂卡扣连接件通常采用ABS、PC、PP等塑料材料制作。

在选择材料时，需考虑连接件的使用环境、承受的力度等因素。

2. 结构设计：悬臂卡扣连接件的结构分为插孔和卡环两种。

其中，插孔结构适用于连接两个平面或较薄的板材，卡环结构适用于连接涉及到弯曲的部位。

在设计时，需考虑连接件与被连接部件的几何形状、厚度等因素。

3. 尺寸设计：悬臂卡扣连接件的尺寸设计需考虑连接强度、安装容易程度等因素。

一般来说，卡扣的长度和宽度应根据使用场合确定，卡环的内径应略大于被连接部件的直径或宽度。

4. 加工工艺：悬臂卡扣连接件通常采用注塑成型或模具加工的方式制作。

在加工时，需要严格控制加工精度和表面质量，以确保连接件的实用性和美观度。

总的来说，悬臂卡扣连接件的设计需要考虑多个因素，包括材料选择、结构设计、尺寸设计和加工工艺等方面。

在设计过程中，需要充分考虑使用环境和要求，以确保连接件的质量和使用寿命。

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。

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（Tb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Tb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（Lt ）由梁的长度（Lb）和保持功能件长度（Lr）构成，如图6.12所示。

梁的长度（Lb ）应该至少为5倍的壁厚（5Tb）但首选为10倍的壁厚（10Tb）.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（5Tb）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。

七夜设计论坛本资料由七夜设计论坛从网上整理所得，资料版权归作者所有，仅供大家内部交流学习使用，不得用于商业用途，由此引起的法律纠纷，与网站无关，ContentsPage 2 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design Guide3Common featuresSnap joints are a very simple,economicaland rapid way of join-ing two different com-ponents.All types of snap joints have incommon the principle that a protruding partof one component,e.g.,a hook,stud or beadis deflected briefly during the joining opera-tion and catches in a depres-sion (undercut)in the mating component.After the joining operation,the snap-fit fea-tures should return to a stress-free condition.The joint may be separable or inseparabledepending on the shape of the undercut;theforce required to separate the compo-nentsvaries greatly according to the design.It isparticularly im-portant to bear the followingfactors in mind when designing snap joints:•Mechanical load during the assemblyoperation.•Force required for assembly.4S nap Joints General A Page 3 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design Guide5ATypes of snap jointsA wide range of design possi-bilities existsfor snap joints.In view of their high level of flexibility,plastics are usually very suitable materialsfor this joining technique.In the following, the many design possibili-ties have been reduced to a few basic shapes.Calculation principles have been derived forthese basic designs.The most important are:• Cantilever snap jointsThe load here is mainly flexural.• U-shaped snap jointsA variation of the cantilever type.•Torsion snap jointsShear stresses carry the load.•Annular snap jointsThese are rotationally sym-metricaland involve multiaxial stresses.Page 4 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design Guide6Snap Joints/General A Page 5 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design GuideA Torsion snap jointsThe tor-sion snap joint of the design shown foran instrument housing in Fig.5is still uncom-mon in thermoplastics,despite the fact that it,too,amounts to a sophisticated and economical join-ing method.The design of a rocker arm whosedeflection force is given largely by torsion of itsshaft permits easy opening of the cover under aforce P;the torsion bar and snap-fitting rockerarm are integrally molded with the lower part ofthe housing in a single shot.Annular snap jointsA typical application for annular snap joints isin lamp housings(Fig.6).Here,quite smallundercuts give joints of considerable strength.Fig5:Torsion snap joint on a housing made of Makrolon polycarbonateFig6:A continuous annular snap jointoffers a semi-hermetic seal and is betterfor single assembly applicationsPage 6 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design GuideSnap Joints/General AFig.7:Cross-sectional sketch(above)and photo(below)of a traffic light made ofPage 7 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design Guide8Cantilever Snap Joints BFig. 9:Effects of a fillet radius on stress concentrationPage 8 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design Guide9Table 1:Equations for dimensioning cantileversSymbols= (permissible) deflection (=undercut)= (permissible) strain in the outer fiberthe root; in formulae: E as absolutevalue = percentage/100 (see Table 2)= length of arm= thickness at root Notes1)These formulae apply when the tensilestress is in the small surface area b.If itoccurs in the larger surface area a,how-ever,a and b must be interchanged.2)If the tensile stress occurs in the convexsurface,use K2,in Fig.10;if it occurs4)The section modulus should bedetermined for the surface subjecttensile stress.Section moduli for cross-section shape type C are given inSection moduli for other basic geometricalshapes are to be found in mechanicalPermissible stresses are usually moreCantilever Snap Joints B Page 9 of 26Snap-Fit Joints for Plastics - A Design Guide10Geometric factors K and Z for ring segmentFig 10:Diagrams for determining K1 and K2 for cross-sectional shape type C in Table 1.Cantilever Snap Joints B Fig 12:Undercut for snap jointsB Fig. 14:Determination of the secant modulusstrain limits at 23˚CCantilever Snap Joints BBFig. 17:Relationship between deflection force and mating forceMating ForceCantilever Snap Joints BBCantilever Snap Joints BAnnular Snap JointsDFig.24:Annular snap joint—symbols usedFig.22:Annular snap jointPermissible undercutThe annular snap joint is a con-venient form of joint between two rotationally symmetric parts.Here,too,a largely stress-free,positive joint is normally ob-tained.The joint can be either detachable (Figs.22a,23),difficult to disassemble or inseparable (Fig.22b)depending on the di-mension of the bead and the re-turn angle.Inseparable designs should be avoided in view of the complex tooling required (split cavity mold).The allowable deformation should not be exceeded either during the ejection of the part from the mold or during the joining operation.The permissible undercut as shown in Fig.24is limited by the maxi-mum permissible strainY pm =⑀pm .dNote:⑀pm is absolute value.This is based on the assumption that one of the mating parts re-mains rigid.If this is not the case,then the actual load on the material is correspondingly smaller.(With compo-nents of equal flexibility,the strain is halved,i.e.,the undercut can be twice as large.)W =mating force y =undercut ␣=lead angle ␣'=return angle t =wall thicknessd =diameter at the jointFig. 23:Annular snap joint on a lamp housingAnnular Snap Joints D Fig. 26:Beam resting on a resilient foundationIf the tube is rigid and the hollow shaft elastic, thenX w = 0.62(d/d i – 1)/(d/d i + 1)[(d/d i )2+ 1]/[(d/d i )2– 1] – ␯whered = diameter at the jointd i = internal diameter of the hollow shaft The geometric factors X N and X w can be found in Fig. 27.The snap joint is considered "remote" if the distance from the end of the tube is at least ␦ 1.8 d • t whered = joint diameter t = wall thicknessIn this case, the transverse force P and mating force W are theoretically four times as great as when the joint is near the end of the tube.However, tests have shown that the actual mating forces rarely exceed the factor 3P remote 3P near W remote 3W nearThis means that if the joint lies be-tween O and ␦minimum, then the factor is between 1and 3.The secant modulus E s must be determined as a function of the strain e from Fig. 16. For the sake of simplicity, it may be assumed here that the strain ⑀=y. 100%d where y = undercut d = diameter,over the entire wall thickness. (In fact, it varies at different points and in different directions on the wall cross section).Fig. 27:Diagrams for determining the geometric factor X for annular snap jointsDAnnular Snap Joints D Fig.28:Lamp housing with coverBoth Mating Parts Elastic ESymbols FThe manner in which you use and the purpose to which you put and utilize our products, technical assistance and information (whether verbal, written or by way of production evaluations), including any suggested formulations and recommendations are beyond our control.Therefore, it is imperative that you test our products, technical assistance and information to determine to your own satisfaction whether they are suitable for your intended uses and applications.This application-specific analysis must at least include testing to determine suitability from a technical as well as health, safety, and environmental standpoint.Such testing has not necessarily been done by us.Unless we otherwise agree in writing, all products are sold strictly pursuant to the terms of our standard condi-tions of sale.All information and technical assistance is given without warranty or guarantee and is subject to change without notice.It is expressly understood and agreed that you assume and hereby expressly release us from all liability, in tort, contract or otherwise, incurred in connection with the use of our prod-ucts, technical assistance, and information.Any statement or recommendation not contained herein is unauthorized and shall not bind us.Nothing herein shall be construed as a recommendation to use any product in conflict with patents covering any material or its use.No license is implied or in fact granted under。

目录悬臂钩的分类及其简明设计规则； 常见的装配方式及约束功能件； 卡扣设计的分离等级；装配方式的选择；问题。

一、卡扣连接的分类永久性连接可拆卸连接非可拆卸连接非永久性连接连接当预定分离力加到零件上时，零件即可分离。

需要人工使紧固件偏斜。

二、简明设计规则1、梁的根部厚度-Tb如果梁是从壁面突出来的，梁根部的厚度Tb应约为壁厚的50-60%；如果梁式壁面的延伸，Tb应等于壁厚或按照1:3的斜率逐渐减薄。

二、简明设计规则2、梁的长度-Lt梁(悬臂钩)的总长Lt由梁的长度Lb和保持功能件长度Lr构成。

Lb至少为壁厚Tb的5倍、首选10倍：若大于10倍会发生翘曲和充模问题；若小于5倍、梁根部易失效。

二、简明设计规则3、插入面角度-α最大插入面角度应尽可能小，一般25-30度；大于45度、装配会困难。

二、简明设计规则4、保持面深度-Y及保持面角度βY决定了结合和分离时梁偏斜的程度；保持面角度β影响保持和分离行为，角度越陡，保持强度和分离力就越大。

二、简明设计规则5、保持面处梁的厚度Tr一般情况下Tr等于梁根部厚度Tb；当梁根部的应变较高时，梁可采用一定的锥度、将应变均匀分布在梁上、从而减少根部产生过应变的概率，常用的锥度比（Tb：Tr）为1.25:1~2:1 。

二、简明设计规则6、梁的宽度-W一般情况下从根部到保持面的宽度不变、即Wb=Wr，梁的强度可通过增加梁的宽度得到改善，而不会造成应力的增大。

梁的宽度应小于或等于其长度，当大于其长度的1/2时、其功能件更像平板。

梁的宽度也可以带锥度；从薄壁面延伸出的梁，其宽度带锥度是唯一的选择。

目录悬臂钩的分类及其简明设计规则； 常见的装配方式及约束功能件； 卡扣设计的分离等级；装配方式的选择。

常见的装配方式及约束功能件一、常见的装配方式一般分为推、滑、翻、扭和转。

推：板与孔，实体与空腔；滑：实体与平面；翻：实体与孔；扭：实体与空腔；转：实体与平面。

二、约束功能件1、定位功能件分为定位功能件和缩进功能件。

塑料卡扣设计原则和方法嘿，塑料卡扣这东西，设计起来可有不少讲究呢。

先说设计原则吧。

得结实耐用啊，不能轻轻一弄就坏了。

就像你买个鞋子，得结实点，不能走两步就开胶了。

卡扣得能承受一定的拉力和压力，不然用不了多久就报废了。

还得方便使用。

不能设计得太复杂，让人半天都扣不上或者打不开。

就像你开门，不能弄个特别难开的锁，那多费劲啊。

卡扣要让人一按或者一拉就能轻松操作。

尺寸得合适。

不能太大也不能太小，得和要连接的东西匹配好。

就像你买帽子，得买个大小合适的，不能太大戴不住，也不能太小戴不进去。

颜色也不能随便选。

得和整体的设计搭配协调，不能太突兀。

就像你穿衣服，颜色得搭配好，不能红配绿赛狗屁。

再说说设计方法。

可以先确定要连接的东西的形状和尺寸，然后根据这个来设计卡扣的形状。

要是连接的是两个平板，那就可以设计个插扣，像拼图一样插在一起。

要是连接的是圆形的东西，那就可以设计个抱箍式的卡扣，把圆东西抱住。

材料也很重要哦。

得选质量好的塑料，不能太脆也不能太软。

太脆了容易断，太软了又扣不紧。

可以多试试不同的塑料材料，看看哪个最合适。

设计的时候还要考虑生产工艺。

不能设计得太复杂，让生产厂家做不出来。

就像你画个画，不能画得太复杂，让画家都画不出来。

我给你讲个事儿吧。

有一次我买了个塑料盒子，上面的卡扣设计得特别不好用。

要么扣不上，要么一扣就断了。

后来我自己想了个办法，用一些小零件改装了一下卡扣，这下好用多了。

从那以后，我就知道了塑料卡扣设计得好很重要。

下次你要是设计塑料卡扣，就知道该怎么做了吧。

塑料卡扣连接设计塑料卡扣连接是一种常见的连接方式，广泛应用于各种塑料制品中。

它具有结构简单、成本低廉、安装方便等优点，因此深受制造商和消费者的青睐。

本文将介绍塑料卡扣连接的设计原理、常见应用领域以及相关的材料选择和制造工艺等。

首先，我们需要了解塑料卡扣连接的设计原理。

塑料卡扣连接通常由两部分组成：一部分是卡扣头部，用于连接两个塑料制品；另一部分是卡扣底座，用于固定卡扣头部。

卡扣头部通常具有一个凹口和一对凸起，而卡扣底座则有相应的凸口和凹陷。

当卡扣头部插入卡扣底座时，凹口和凸起会相互咬合，形成牢固的连接。

为了确保连接的牢固性，设计者通常会在卡扣底座上设置几个锁定点或锁定槽，以增加连接的稳定性。

在设计塑料卡扣连接时，材料的选择非常重要。

一般来说，塑料卡扣连接的材料需要具有一定的韧性和耐磨性。

常见的材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)等。

这些材料具有低成本、易加工和良好的物理性能等特点，非常适合塑料卡扣的制造。

塑料卡扣连接的制造工艺通常包括注塑和压延两种方法。

注塑是将熔化的塑料材料注入到模具中，使其快速冷却和固化成型。

注塑的优点是生产效率高，制品质量稳定。

而压延则是将熔化的塑料材料通过一个滚轮或压延机进行挤压，使其成型。

压延的优点是成本低，适用于大批量生产。

除了常见的设计原理、应用领域、材料选择和制造工艺外，塑料卡扣连接的设计还需要考虑一些其他因素。

例如，连接的牢固性、连接面积的大小、卡口的形状和尺寸、材料的颜色和表面处理等。

这些因素将直接影响到连接的质量和外观。

综上所述，塑料卡扣连接是一种常见的连接方式，具有结构简单、成本低廉、安装方便等优点，在服装、箱包、家具、汽车零部件等领域有广泛的应用。

通过合理的设计原理、材料选择和制造工艺，我们可以生产出质量稳定、牢固可靠的塑料卡扣连接产品。

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。

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。

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。

理论上，两种材料之间的磨擦系数在0到1之间，并达不到0或1的情况。

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）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。

扭力卡扣常用于需要多次拆卸的卡扣结构,如连接器扣合。

不同于U型卡扣，扭力弹性卡扣，主要是通过一个转轴（或扭转支点）传递力矩实现卡扣的扣合与拆卸。

环形卡扣通过一整圈连续的卡扣,实现两个零件的连接。

这种卡扣常用于笔筒、灯罩等产品，由于卡扣是连续一整圈，本身不具有弹性，扣合与拆卸过程，主要通过零件材料本身变形，故卡扣扣合量一般做的比较小。

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2.4.3ab.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2.4.3bc.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2.4.3cd.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2.4.3de.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：2.4.4,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.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.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.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.卡扣处注意防止缩水与熔接痕；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.在卡扣上非安装边做R角,不要干涉扣合过程．h.扣位导正,特征:止口,管位骨等,止口,管位骨在上述有说明．。

塑胶件的结构设计：卡扣篇（下）接上篇：塑胶件的结构设计：卡扣篇（上）；塑胶件的结构设计：卡扣篇（中）卡扣设计的原则卡扣设计的最终目标是要实现两个零件之间的成功连接固定，要达到连接固定的效果，卡扣设计时需要从以下几方面进行考虑：连接可靠性、约束完整性和装配协调性，它们是卡扣连接成功的关键要求，其他要求还应该包括制造工艺的可行性、成本的高低等。

1. 连接可靠性连接可靠性最核心的一点就是卡扣需要保证有足够的保持强度，以下为悬臂梁卡扣保持力的一般公式：由以上公式可知，保持力Fr 跟Wb、E、Tb、Lb、μs、βe有关；其中Wb：卡扣的宽度；E：卡扣的弹性模量；Tb：卡扣的厚度；Lb：卡扣的长度；Y：卡扣保持面的深度；μs：卡扣的摩擦系数；βe：卡扣的保持面角度。

上面参数，除了弹性模量E、摩擦系数μs跟卡扣所用的材料有关外，其他参数跟卡扣的结构设计相关；通过增大Wb、Tb/Lb的比值、Y、βe都可以增强卡扣的保持强度。

1）增大Wb增大卡扣的宽度Wb，可以增大梁的刚度以及卡扣保持面与配合件的面积，理论上卡扣宽度越大，卡扣的保持强度就越大，但是实际设计中，考虑到制造与装配，常常通过设计多个小卡扣代替一个大卡扣。

卡扣的排布：卡扣应均匀设置在零件的四周，以均匀承受载荷，对于容易变形的地方（如零件的角落），可以考虑尽量让卡扣靠近这些地方。

整圈卡扣一般用在卡合量不大的零件或设计在较软材料上的零件上，常常采用强脱出模，比如常见的一些日化产品的瓶盖。

对于一些宽度较大的卡扣，为了提高母扣的强度，可以在大卡扣中设计两个小卡扣，如下图。

2）增大Tb/Lb的比值增大Tb或减小Lb都可以增大Tb/Lb的比值，实际上也是增大梁的刚度，但是Tb不宜过大，否则会引起外观不良，合理的方式是通过增加加强筋或者局部淘胶，如下图。

Lb也不宜过小，否则难于装配（虽然保持强度增大了），如果因空间限制，Lb过小的情况下，需适当减小Tb，但为了兼顾卡扣的强度，可以考虑在卡扣根部添加加强筋，如下图。

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。

它不仅能够实现部件的快速装配和拆卸，还能在一定程度上节省成本、提高生产效率。

接下来，让我们深入了解一下塑胶产品结构设计中的卡扣。

卡扣设计的基本原理是利用塑胶材料的弹性变形来实现连接和固定。

通常，卡扣由卡勾和卡槽两部分组成。

当卡勾插入卡槽时，塑胶材料发生弹性变形，产生一定的扣合力，从而将两个部件牢固地连接在一起。

在设计卡扣时，首先要考虑的是材料的选择。

常用的塑胶材料如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）等都具有一定的弹性和强度，适合用于卡扣设计。

但不同材料的性能差异较大，例如 PP 的柔韧性较好，但强度相对较低；ABS 的强度较高，但成本也相对较高。

因此，需要根据产品的具体要求和使用环境来选择合适的材料。

卡扣的形状和尺寸设计也至关重要。

卡勾的形状可以是直勾、斜勾或者弯勾等，不同的形状会影响扣合力的大小和稳定性。

卡槽的形状和深度则需要与卡勾相匹配，以确保良好的连接效果。

同时，卡扣的尺寸要合理设计，过大可能导致装配困难，过小则扣合力不足，容易松脱。

在设计过程中，还需要考虑卡扣的装配方向和拆卸方向。

一般来说，装配方向应该尽量简单、直接，避免复杂的操作。

拆卸方向则要考虑是否需要特殊的工具或者操作方式，以防止在使用过程中意外松脱。

另外，卡扣的分布位置也需要精心规划。

如果卡扣分布不均匀，可能会导致部件受力不均，影响连接的稳定性和产品的整体性能。

通常，在受力较大的部位应该适当增加卡扣的数量和密度，以增强连接强度。

为了确保卡扣的可靠性，还需要进行力学分析和测试。

通过有限元分析等方法，可以模拟卡扣在装配和使用过程中的受力情况，预测可能出现的问题，并进行优化设计。

在实际生产中，还需要进行样品测试，验证卡扣的扣合力、耐久性等性能是否满足要求。

在塑胶产品结构设计中，卡扣的设计还需要考虑模具制造的可行性。

产品结构设计塑胶件卡扣设计1.卡扣的定义2.卡扣工作原理3.卡扣常见形式及尺寸4.卡扣设计需考虑的要素5.卡扣的优缺点1.卡扣的定义卡扣，也称扣位，是塑胶件连接固定的常用结构，在结构要求不高的情况下可以用于代替螺丝固定。

卡扣设计在于“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.卡扣的工作原理卡扣由公扣和母扣组成。

公扣为凸，母扣为凹。

卡扣原理为：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，分离方向不易去除，要求扣合面或扣合角小于导向斜角。

3.卡扣常见形式及尺寸（1）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。

3.卡扣常见形式及尺寸（2）内部隐藏扣不易拆卸，死扣结构；在公扣部件上做穿插结构，可通过穿插孔方便拆卸。

如路由器将公扣结构设计在面壳壁厚内侧，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。

3.卡扣常见形式及尺寸（3）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；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量组图结构进行相应修改即可，安装方式类似。

第一组图第二组图（4）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：0.5mm，PP：0.8mm，TPE：1.5mm。

强脱与所承载的壁厚韧性有关，韧性足可以稍微加大强脱深度。

3.卡扣常见形式及尺寸3.卡扣常见形式及尺寸（5）手感扣，通常做在滑动结构上，如电池盖，旋转环等结构。