塑胶卡扣设计

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卡勾的設計對成品結構的影響
因為斜頂退位的原因，挨近角落的卡勾孔不可能都挨近拐角，但盡 可能把其中一處卡扣靠近拐角處，另一邊卡勾孔避開斜頂孔退位即 可，這樣才能避免組裝間隙和落摔不過等問題
斜頂的退位 斜頂的退位
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卡勾的設計對成品結構的影響
卡槽避空的位置盡量不要做在兩個電池相 接的地方，這樣容易造成直邊凸起
塑膠卡扣設計
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塑膠卡扣的一般性問題
◆ 塑膠卡扣現在被廣泛的應用在玩具及汽車配件和家電等各個領域
◆ 一般卡扣都有一個共同的特點，由鎖緊件與定位件組合而成。卡扣的形 狀各式各樣不管是縣臂式還是圓環形，它們的功能都是相同的，約束與 分離功能
◆ 卡扣設計的好壞直截影響產品的裝配和功能，如裝配難，功能件失效， 零件有吱吱的響聲零件扭曲或松動等.
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卡勾的設計與空間的關系
上下蓋的夾角較小，卡勾需在較高的 位置上長出來，這樣卡扣後面要長一
個檔牆將卡勾檔住，防止受力或做落
摔測試時上下蓋裂開
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卡勾的設計對成品外觀的影響
右邊的卡槽膠的 流動性較好，而 左邊的較差成T字 型所以，右邊的 卡槽應力痕較左 邊的會小些
應力痕強
應力痕弱
另一家電池廠產品
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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圓環形塑膠卡勾結構的基本原理
圓環形卡勾是由外击勾體的圓筒與內凹勾體的圓筒組合而成，見下圖，一般我們把击體A部份假設 成不變形體，而B部份考慮成變形體，當施加壓力做卡合動作的時候，卡勾將會發生變形量Y
卡勾的設計對成型的影響
此種卡扣是在上一種卡扣的基礎上演變而來，它的優點是強度很大，充型較上面容易 它的不足點是，厚度增厚，容易縮水導致外觀不良。 21
卡勾的設計對成型的影響
此種卡扣較上面一種，可解決上面結構縮水問題，但強度與充膠問題沒有上面卡扣結構好
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卡勾的設計對結構的影響
此種卡扣的改良方式是在卡勾位加了兩條肋，這樣卡勾的抗疲勞強度大大的增加
球形卡勾
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縣臂式塑膠卡勾又可分為兩大類，恆截面與變截面卡勾
以下是第一種恆截面的卡勾的示意圖，它的截面是無變化的規則矩形。
如果在此卡勾的材料物理特性知道的情況下，最大允許變形量 y 和被迫變形力Fb 可 以用以下公式計算出來的。
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縣臂式恆截面塑膠卡勾結構的基本原理
Es=相交系數
L=臂的長度 t=臂的高度 W=臂的寬度
ε=是材料充許最大的變形度
Es 交叉系數圖
以下四個參數是可以自由控制的：
h 卡勾扣住部份的高度; 此高度影響卡勾的保護性,防止卡勾脫落 t 卡勾的厚度; 此厚度影響卡勾的強度及壓力的傳播，其中最省力的臂是錐形臂 L 卡勾臂的長度; 臂的長度以次方的形式影響臂的變形度 w 卡勾的寬度; 它是與變形阻力成正比的 ，增強卡勾的強度 9
Leabharlann Baidu
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縣臂式不規則恆截面塑膠卡勾結構的基本原理
其它各式截面的臂
以下公式是適應於臂為不規則截面(但為不變化的)的懸臂式卡勾的計算方式 Es=相交系數 L=臂的長度 I=當前截面的慣性 e=中心到外形的距離 ε=是材料充許最大的變形度
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縣臂式不規則恆截面塑膠卡勾結構的基本原理
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縣臂式變截面塑膠卡勾結構的基本原理
A
B
D hub = 卡槽體的內徑
Y = 整周圓的變形量
ε=材料的變形量
D
shaft = 凸起勾體的外徑
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圓筒形塑膠卡勾結構的基本原理
圓筒形卡勾的壓力只能粗略計算的，因為在組裝過程中hub的A部份，(見下圖)會產生變形，這種變 形很難預測，它主要受hub的壁厚與長度A的影響.
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圓筒形塑膠卡勾結構的基本原理
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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卡勾的設計對成型的影響
此種卡扣設計一般在空間較充足的情況下使用，因為此種卡扣的尺寸做得較大才能達到強度要求 這種卡扣的不足點是，要求成型的注射壓力大才能充膠充滿。 20
以下是厚度為變截面的卡勾的示意圖，它的截面由t1向t2 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 w=臂的寬度 c=增值率 t1=臂截面根部的高度 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t2/t1的比率，見下表
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縣臂式變截面塑膠卡勾結構的基本原理
我司電池產品
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我們公司卡勾設計的變更與統一 U-CASE 雙卡鉤變更為單卡鉤設計. L-CASE 雙卡槽變更為單卡槽設計. Before 4
After
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U-CASE
L-CASE
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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 29
Thanks!
要粗步計算圓筒形卡勾的組裝壓力，我們首先需要計算出幾何參數K,(見如下公式)它是假設shaft 是不變的，所有的變形由hub產生.
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
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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
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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
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塑膠扣的種類 在生活中常用的塑膠卡扣大致上可分為三大類 縣臂式卡勾 圓環形卡勾
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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
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