卡扣结构设计

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卡扣结构设计

卡接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,出于安装简便和成本上的考虑,现在他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,粘贴等其他的连接方法。这些卡接结构是采用模具成型的,不需要额外把他们连接起来。另外,如果设计得当,还可以达到重复安装和拆卸而不损伤零件。卡接结构可以设计成一次性的和多次使用的。一次性的卡接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和昂贵。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,球和球座也是一种环形卡接结构

上面这三种都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

悬臂卡接是应用最广的卡接结构。有相当多的计算公式和

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看下一章。

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 是采用90°的挂钩和90°的凹槽连接。这种结构无法拆卸。图四b是在挂钩和凹槽的部分都设计了一定的角度,便于安装和拆卸。这个上盖取下和扣上的力是相同的。图四c和图四a一样有90°的直角,不同的是设计者加了一个“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(仅仅是考虑采用推力)。

图五展示了悬臂卡接的机械原理,是如何通过采用倾斜的表面结构来达到便于安装和拆卸的目的的。

U形的悬臂卡接结构通常用在像电池盒和盖子中。图六表示了这种结构是如何工作的。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。

连接两个塑料件的关键在于要有高精度以便使他们连接紧密。采用悬臂卡接结构,象图七这样将两个零件连接在一起,没有办法使其有一定的预紧力。和螺纹连接相比,这是卡捷结构的主要缺点。一个解决办法就是在两个配合的零件之间夹上一个弹性垫片。就像图七所示。这两片塑料压在一起压缩这个弹性体从而卡紧。这个弹性体就像一个弹簧一样提供了一个预紧力,可以达到紧固连接的效果。而且,这个弹性体还可以防止灰尘,水,或者其他污染物。