塑料件卡扣设计
塑料卡扣密封设计原则和方法
塑料卡扣密封设计原则和方法在各个行业中,塑料卡扣密封广泛应用于各种容器、包装和设备上,以确保密封性能,防止液体或气体泄漏。
在设计塑料卡扣密封时,需要遵循一些原则和方法,以确保其密封效果和使用寿命。
一、原则1.材料选择:选择合适的塑料材料,具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能,以适应不同工作环境的要求。
同时,材料的硬度和弹性也应该符合密封的需求。
2.结构设计:根据密封部位的特点和要求,设计合理的结构形式。
常见的结构形式包括槽式密封、O型密封圈、V型密封圈等。
结构设计要考虑到安装和拆卸的便捷性,以及密封件的可靠性和密封性能。
3.尺寸精度:密封件的尺寸精度直接影响其密封效果。
要根据实际需要确定密封件的尺寸公差,以确保其与配套零件的配合精度,并保证密封间隙的控制在合理范围内。
4.表面处理:对于密封件的表面进行适当的处理,如抛光、喷涂等,以提高其密封性能和耐磨性。
同时,也可以通过表面处理来增加密封件与配套零件之间的摩擦力,提高密封效果。
二、方法1.密封材料的选择:根据工作环境的要求,选择合适的密封材料。
常见的密封材料有聚氨酯、聚四氟乙烯、丁晴橡胶等。
不同的材料具有不同的性能,如耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等,需要根据具体情况进行选择。
2.密封结构的设计:根据具体应用场景和要求,设计合理的密封结构。
可以根据密封部位的形状和尺寸,选择合适的密封结构形式,如槽式密封、O型密封圈、V型密封圈等。
同时,还要考虑到密封件的安装和拆卸方便性,以及密封效果和使用寿命。
3.密封件的加工和装配:密封件的加工和装配过程对密封效果和使用寿命有重要影响。
在加工过程中,需要保证密封件的尺寸精度和表面质量。
在装配过程中,要注意密封件的正确安装位置和装配力度,避免过紧或过松。
4.密封性能的测试:在设计完成后,需要对密封件的密封性能进行测试。
可以通过压力测试、真空测试、温度测试等方式,检测密封件在不同工况下的密封效果。
根据测试结果,对设计进行优化和改进,以提高密封性能。
塑料件卡扣连接设计指南
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塑料件卡扣连接设计指南
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
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。
塑料卡扣连接设计
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。
塑料卡扣设计标准
塑料卡扣设计标准塑料卡扣是一种用于固定、连接、悬挂或装饰的小型零部件,广泛应用于服装、鞋带、箱包、户外装备、汽车配件等领域。
因其轻便、耐用、透明、彩色等特点,成为了众多产品的重要组成部分。
为保证塑料卡扣质量和功能的稳定,设计、制造和使用过程中需要遵守一定的标准,本篇文章就为大家介绍具体内容。
一、卡扣尺寸标准塑料卡扣的尺寸和形状应符合国家标准或行业标准,以保证不同产品间的互换性和通用性。
此外,为满足不同材料、工艺及使用场合的需求,卡扣的尺寸也可根据具体情况进行调整。
下面是一些常见的卡扣尺寸标准:1. 表面形状及规格:圆形、方形、长方形、三角形等,常用的规格为10mm、15mm、20mm、25mm等。
2. 高度和厚度:高度一般为2mm-5mm不等,厚度一般为0.8mm-1.5mm不等。
3. 弯曲度和间距:弯曲度应具有一定的弹性,不应出现劣变或开裂现象,间距应保持一致,以方便使用。
4. 材质和颜色:主要有POM、ABS、PA等材质,颜色可按需定制。
二、卡扣结构标准卡扣的结构主要包括扣身、扣头、钩子等部分。
为保证卡扣的牢固度和使用寿命,结构设计应符合以下标准:1. 扣身结构:扣身应具有一定的弹性和抗拉强度,不应有明显的变形和损伤现象。
扣身和扣头的结合处应该光滑、坚固,不应有刮擦和毛刺现象。
如果有防滑设计,应具有一定的防滑效果。
2. 扣头结构:扣头应具有良好的互换性和固定性,不应出现松动或卡扣不弹回的情况。
扣头的插入深度应符合规定,插入角度应符合人体工程学,以便于使用。
3. 钩子结构:钩子应具有适当的长度和宽度,不能过于尖锐,以免损伤和挂坏物品。
钩口也应光滑坚固,不应出现损伤和变形。
三、卡扣制造标准卡扣的制造应符合以下标准:1. 材料选用:应选用符合国家标准或行业标准的优质原材料,确保产品质量和可靠性。
2. 生产工艺:应采用专业的卡扣制造设备和工艺,保证产品的精度和一致性。
3. 检验要求:每批次生产完成后需进行严格的检验,保证产品的质量和性能符合标准规定。
塑料件卡扣连接设计指南
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。
塑胶件卡扣设计1
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。
塑料卡扣设计标准(一)
塑料卡扣设计标准(一)塑料卡扣设计标准塑料卡扣是一款广泛应用于服装、箱包、鞋类等行业的配件,其设计标准对于产品的成型、使用寿命、外观效果等方面都具有至关重要的影响。
塑料材料选择选择合适的塑料材料对于塑料卡扣的成型和性能至关重要。
常用的材料有PP、POM、PC等,其特性及应用范围如下:•PP(聚丙烯):韧性好、成本低,适用于一些低要求的轻型产品。
•POM(聚甲醛):刚性强、硬度高,适用于高要求的外观效果和使用寿命的产品。
•PC(聚碳酸酯):韧性好、抗冲击性能好,适用于各类高要求场合。
卡扣结构设计卡扣结构设计是保证卡扣成型效果和使用寿命的重要环节。
一般来说,标准的卡扣结构应具备以下特点:•滑爪长度:滑爪长度应合适,过长容易影响成型,过短则容易导致失效。
•开口长度:开口长度应根据实际需要合理控制,过长过短都不利于产品使用。
•螺旋弹力片:螺旋弹力片设计应合理,过薄则容易损坏,过厚影响灵活性。
•卡扣厚度:厚度应根据产品实际使用要求确定,过薄影响承载能力,过厚则增加成本。
成型工艺要求成型工艺是保证产品稳定性及外观效果的关键环节。
一般来说,标准的成型工艺应具备以下特点:•温度控制:温度控制应准确可靠,过高则容易导致产品变形,过低则影响成型效果。
•压力控制:压力应适中,过大易导致产品表面出现压痕,过小则影响成型外观和性能。
•时间控制:时间控制应准确可靠,过久则容易导致产品缺陷,过短则影响成型效果。
检测标准及要求检测标准是确保卡扣质量及稳定性的重要保障。
一般来说,标准的检测要求应具备以下特点:•强度测试:卡扣承受一定的拉伸、剪切和扭转时的强度应符合相关规定。
•耐用性测试:卡扣应进行一定次数的开合测试,以检测其耐用性。
•环保要求:卡扣应符合相关的环保要求,不含有害物质。
结论设计合理、成型精细、检测标准,是确保塑料卡扣质量和外观的关键环节。
只有遵循上述标准,才能生产出优质的塑料卡扣。
塑料卡扣的应用由于塑料卡扣的性能稳定、成本较低,其应用范围非常广泛。
塑胶件的结构设计:卡扣篇(中)
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。
连接可靠性,是卡扣设计中最重要的一个设计指标,一般会从以下几个方面去考虑:l 连接符合功能预期;l 连接强度;l 在用户使用过程中不发生分离、松动、破损、噪声;l 能够适应使用过程中因环境因素引起的产品变形或蠕变;l 保证维修拆卸的功能与设计预期一致。
实际上,在产品设计过程中,会根据产品的定位、部件的功能以及成本去选择需要满足的连接可靠性要求,并不是每个设计都需要完全满足以上要求,比如有些设计不需要经常拆卸或维修,那么设计符合前三点就可以,如果需要经常拆卸,那么就需要考虑拆后卡扣的功能与设计预期一致,此时卡扣设计的类型选择或具体设计参数上就会有所改变,比如下图中同样是电池盖,但是应用在充电宝和遥控器上卡扣的设计就会不同。
下面针对悬臂梁卡扣的连接强度计算进行分析介绍:一、常见的悬臂梁卡扣的主要有以下参数:1、梁根部的厚度TbTb一般为壁厚Tw的50%~60%,太小可能会存在充模和流动问题,太大可能会存在冷却问题,进而会导致大的残余应力、缩孔和缩痕。
当梁是从壁面延伸出来时,Tb可等于Tw。
2、梁的长度Lb悬臂梁卡扣的总长(Lt)由梁的长度(Lb)和保持元件长度(Lr)组成,Lb取值范围一般为5Tb~10Tb,大于10Tb时,可能会存在翘曲和充填问题,小于5Tb时,梁的柔性较差,梁的根部承受较大的弯曲,从而增大损坏的可能性。
(对于较硬或较脆的塑料,应采用较大的长度与厚度的比值)。
3、插入面角度α插入面角度会影响装配力,角度越大,装配力就越大,一般合理的角度在25°~35°之间,如果因空间问题(即α越小,保持元件的长度Lr越长),最大不要超过45°。
塑胶产品结构设计卡扣
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.。
塑料件卡扣连接设计指南
塑料件卡扣连接设计指南2.规范性引用文件 .................................................................................................................................................3.定义 .....................................................................................................................................................................4.塑料件卡扣连接概述 .........................................................................................................................................4.1卡扣连接的关键要求4.2卡扣连接的要素5.约束概述 .............................................................................................................................................................5.1约束原理5.2约束原则5.3约束布置6.定位功能件设计 .................................................................................................................................................6.1定位功能件类型6.2定位副的组合及其适配性6.3定位副与装配6.4定位副与保持7.锁紧功能件设计 .................................................................................................................................................7.1锁紧功能件类型7.2锁紧功能件的结构设计与计算7.3对锁紧功能件装配与保持行为的分离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。
塑料件卡扣连接设计指南
塑料件卡扣连接设计指南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 (1)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 (15)5.3约束布置 (16)6.定位功能件设计 (20)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 (51)7.3对锁紧功能件装配与保持行为的分离 (75)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。
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产品开发:塑料件卡扣、倒钩设计及相关计算
一、《塑料卡扣设计原则和方法》基本原则:1.厚度2.梁的长度3.插入角度4.保持面深度5.保持面角度6.保持面极限角度7.保持面功能处的厚度8.梁的宽度9.摩擦系数10.最大许用应变11.壁面偏斜放大系数12.装配力,分离力,拆卸力装配力:按压卡口时,施加的力;分离力:与装配力相反方向的力。
拆卸力:按压挂钩时,施加的力。
拆卸力,将挂钩产生弹性形变,形变位移至少大于保持面的深度。
材料弹性模量、偏移量、距离旋转中心距离已知,则,可根据《材料力学》悬臂梁受力分析,从而得出最小拆卸力。
二、试纸条渗液架根据结构限制以及挂钩基本简要设计要求,可以得到基本‘设计挂钩’。
挂钩的使用结构尺寸1.初步设计计算1厚度:该件使用ABS开模具所得,厚度一般为1.5~4.5mm,根据挂钩厚度设计,可得3*50%~60%=1.5~1.8mm,初步设定厚度为1.6mm。
2长度:首选十倍厚度,但至少5倍。
因此长度16mm。
按照16mm设计的结构,与下方相距离1.84mm,间隙太小,按经验应该留有5mm左右的空隙(5mm空隙也可用来设计挂钩插入面长度等尺寸),因此长度设定为12mm,12/1.6=7.5大于5。
满足设计需求。
3插入角度:常用合理范围25~30度,取中间值,首选设计角度28度(允许比25度还要小,根绝结构而定)。
4保持面深度:梁的长度/厚度在5~10之间,所以保持面深度等于厚度,等于1.6mm。
5保持面角度:保持面的极限角度=,ABS的摩擦系数0.5~0.6,因此得到角度等于59.0~63.4度,则极限角度平均值等于61.2度。
注:59~90度任意角度效果相同,都需要大力去拆卸。
本产品使用拆卸力进行拆卸,因此,推荐最小角度45度,所以保持面的角度在45~61.2度间,脱离力可以取下;61.2~90度之间,脱离力不能取下,就算取下,也有损坏风险。
该件运动件,考虑运动震动因素导致脱钩。
角度越大,脱离力就越大,挂钩配合越牢靠。
塑胶件的结构设计:卡扣篇(下)
塑胶件的结构设计:卡扣篇(下)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。
3)增大YY这里指的是卡扣保持面的深度,实际上卡扣的保持强度应该是跟卡合量有关,理论上Y值可以等于卡合量,但是在实际结构设计中,为了便于装配以及后续的调整,一般预留一定的间隙或余量,比如以下某卡扣的设计,前后都预留了0.2-0.5的间隙,预留空间方便后续通过改模增大Y值。
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
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。
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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。
在实际中,系数大约在0.1到0.6之间的范围。
静态磨擦系数在静态下测试大于在动态下测试。
除了材料本身的特性外,磨擦系数也与相配合的表面其表面粗糙度有关系。
越粗糙的表面间磨擦系数越大。
在特定的场合下,如浸入不同类型油中的件,静态与动态磨擦系数的不同可以忽略不计。
在进行卡扣分析详细程序之前,应按卡扣设计简单指南来设计卡扣初步轮廓。
卡钩
图1-6 双向卡扣,竖直方向锥度:图1-7 双向卡扣,水平方向锥度:
(a)矩形截面(b)梯形截面(a)矩形截面(b)梯形截面
臂宽度约小于臂长的一半。
对于一个有锥度的臂而,其底部高度大约为顶部高度的1.25到1.4倍。
当卡钩臂伸进卡槽时(卡槽同时也会发生变形当卡钩插入时)需要做有限元分析。
卡钩臂根部圆角应当取根部高度的1/3。
下面的1.4会详细讲到这些。
卡钩设计应避开尖锐角区域,缩水区域,浇口或熔接线区域。
零件中这些区域可能会存在内应力集中。
1.3.1安全系数
在做应力校核时推荐使用安全系数。
卡扣结构只使用一次的零件材料如果有明显的屈服点,其安全系数可为1.5,强度采用屈服强度作校核基础。
对于多次安装拆卸的零件且有明显屈服点的其安全系数应选2.5。
零件材料为没有明显屈服点的,如玻纤增强的聚合物,且仅有一次装配的其安全系数可选2。
类似的材料在卡扣多次使用的场合,推荐安全系数选3.25。
图1-8 双向卡扣,两边锥度:(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。