结构设计中的卡扣知识
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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
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。
扭力卡扣
一端往下按一端往上走的卡扣结构
摘要:
1.卡扣结构的定义和特点
2.卡扣结构的应用领域
3.卡扣结构的优势和局限
4.卡扣结构的发展趋势和前景
正文:
卡扣结构是一种特殊的机械连接方式,它主要通过一端向下按压,另一端向上拉伸的方式来实现连接。这种结构简单、实用,可以应用于各种不同的场景和领域。
卡扣结构的应用领域非常广泛,可以用于家具、建筑、汽车、航空、电子等领域。例如,在家具制造中,卡扣结构可以用于连接家具部件,提高家具的稳定性和耐用性;在建筑行业,卡扣结构可以用于搭建脚手架,提高施工效率和安全性;在汽车制造中,卡扣结构可以用于连接汽车零部件,减轻汽车重量,提高燃油效率。
卡扣结构的优势在于它的结构简单,安装方便,连接牢固。同时,卡扣结构还具有很好的可拆卸性,方便维护和更换。但是,卡扣结构也存在一些局限,比如它的承载能力有限,不适合用于大型设备的连接。
随着科技的发展,卡扣结构也在不断地改进和发展。例如,通过改变卡扣的材料和形状,可以提高卡扣的承载能力和耐用性;通过引入电子设备,可以实现卡扣的智能控制,提高卡扣的使用效率。
产品结构设计注意事项
第一章 塑胶结构设计规范
一、结构设计材料及壁厚
1、材料选择
2、壳体厚度
3、零件厚度设计实例
二、产品结构设计脱模斜度
1、脱模斜度要点
三、产品结构设计加强筋
1、加强筋与壁厚的关系
2、加强筋设计实例
四、产品结构设计螺丝柱和螺丝孔
1、柱子的问题
2、孔的问题
3、“减胶”的问题
五、螺丝柱的设计
六、产品结构设计止口应用
1、止口的作用
2、壳体止口的设计需要注意的事项
3、面壳与底壳断差的要求
七、产品结构设计卡扣应用
1、卡扣设计的关键点
2、常见卡扣设计
第一章 塑胶结构设计规范
1、材料及厚度
1.1、材料的选取
a.ABS塑料:高流动性,便宜,适用于对强度要求不太高的部件(不直接受冲击,不承受可靠性测试中结构耐久性的部件),如内部支撑架(键板支架、LCD支架)等。ABS电镀附着性能好,普遍用在产品电镀的零部件上(如按钮、侧键、装饰件)
导航键、电镀装饰件等)。
b.PC+ABS塑料:流动性好,强度不错,价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧性的制件,如框架、壳体等。常用材料代号:拜尔T85、T65。
c.PC塑料:高强度,价格贵,流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如:帝人L1250Y、PC2405、PC2605。
d.POM塑料:具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等,常用材料代号如:M90-44。
e.PA塑料:坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、滑轮等。受冲击力较大的关键齿轮,需添加填充物。材料代号如:CM3003G-30。
f.PMMA塑料:有极好的透光性,在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达78.5% 。机械强度较高,有一定的耐寒性、耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定,易于成型,质较脆,常用于有一定强度要求的透明结构件,如镜片、遥控窗、导光件等。常用材料代号如:三菱VH001。