卡扣设计技巧.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,塑膠卡扣設計,2,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,.,3,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,4,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,5,塑膠扣形狀的設計多樣性,6,塑膠扣形狀的設計多樣性,7,塑膠扣的種類,縣臂式卡勾,圓環形卡勾,球形卡勾,在生活中常用的塑膠卡扣大致上可分為三大類,8,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。,9,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,=,是材料充許最大的變形度,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,Es,交叉系數圖,10,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,=,是材料充許最大的變形度,11,縣臂式不規則恆截面,塑膠,卡勾,結構的基本原理,12,縣臂式變截面,塑膠,卡勾,結構的基本原理,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,.,13,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,=,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,14,縣臂式變截面,塑膠,卡勾,結構的基本原理,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,.,15,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,=,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,16,圓環形,塑膠,卡勾,結構的基本原理,圓環形卡勾是由外凸勾體的圓筒與內凹勾體的圓筒組合而成，見下圖，一般我們把凸體,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,A,B,D,hub=,卡槽體的內徑,Y=,整周圓的變形量,=,材料的變形量,D,shaft=,凸起勾體的外徑,17,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,.,18,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,圓筒形,塑膠,卡勾,結構的基本原理,19,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,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。,20,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。,21,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。,22,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,23,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,24,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,25,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,卡勾的設計對成品結構的影響,26,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,27,卡勾的設計對成品外觀的影響,另一家電池廠產品,我司電池產品,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,應力痕弱,應力痕強,28,我們公司卡勾設計的變更與統一,After,Before,4,U-CASE,L-CASE,6,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,.,29,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,0.50.6mm,30,Thanks!,