卡扣設計的案例
塑膠件的結構設計：卡扣篇（下）
卡扣設計的原則
卡扣設計的最終目標是要實現兩個零件之間的成功連接固定，要達到連接固定的效果，卡扣設計時需要從以下幾方面進行考慮：連接可靠性、約束完整性和裝配協調性，它們是卡扣連接成功的關鍵要求，其他要求還應該包括制造工藝的可行性、成本的高低等。
1. 連接可靠性
連接可靠性最核心的一點就是卡扣需要保證有足夠的保持強度，以下為懸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有關；其中
Wb：卡扣的寬度；
E：卡扣的彈性模量；
Tb：卡扣的厚度；
Lb：卡扣的長度；
Y：卡扣保持面的深度；
μs：卡扣的摩擦系數；
βe：卡扣的保持面角度。
上面參數，除了彈性模量E、摩擦系數μs跟卡扣所用的材料有關外，其他參數跟卡扣的結構設計相關；通過增大Wb、Tb/Lb的比值、Y、βe都可以增強卡扣的保持強度。
1）增大Wb
增大卡扣的寬度W
b
，可以增大梁的剛度以及卡扣保持面與配合件的面積，理論上卡扣寬度越大，卡扣的保持強度就越大，但是實際設計中，考慮到制造與裝配，常常通過設計多個小卡扣代替一個大卡扣。
卡扣的排布：卡扣應均勻設置在零件的四周，以均勻承受載荷，對于容易變形的地方（如零件的角落），可以考慮盡量讓卡扣靠近這些地方。
整圈卡扣一般用在卡合量不大的零件或設計在較軟材料上的零件上，常常采用強脫出模，比如常見的一些日化產品的瓶蓋。
對于一些寬度較大的卡扣，為了提高母扣的強度，可以在大卡扣中設計兩個小卡扣，如下圖。
展開 仿真APP助力卡扣結構設計
一、背景介紹
連接結構是產品中的重要部件，構成產品的各個功能部件需要以各種方式連接固定在一起形成整體，以完成產品的設計功能。常見的連接形式有螺栓連接、焊接連接、鉚接連接、粘合連接、磁力連接、卡扣連接等。而卡扣連接是一種能夠降低制造成本，提高裝置效率及便利性的連接方式，特別適合在塑料件上進行開發，廣泛應用在塑料與塑料之間及塑料與金屬件的裝配連接上。
卡扣的類型有很多，按其形狀可劃分為：懸臂式卡扣、圓環式卡扣和球型式卡扣。
1、懸臂式卡扣：這種卡扣最常見，用途最廣泛，很多形式是以此種卡扣演變而成，如安全帶卡扣、書包扣等。
圖 1 懸臂式卡扣
2、圓環式卡扣：常見于圓環型的產品，如筆筒蓋，食品盒等。
圖 2 圓環式卡扣
3、球型式卡扣：常見于一些類關節轉動的結構，如兒童玩具、手機支架等。
圖 3 球型式卡扣
卡扣的結構通常由兩個部分組成：一個是卡扣頭，另一個是卡扣槽。卡扣設計的最基本要求是實現兩個零件之間的連接固定，要達到連接固定的效果，卡扣頭和卡扣槽的尺寸匹配顯得尤為重要。過于緊密的裝配尺寸會讓連接過程變得十分困難且易造成卡扣損壞，而過于松弛的裝配尺寸則會導致卡扣連接晃動，甚至產生脫扣失效。
為了確保卡扣性能能夠滿足實際應用要求，需要進行詳細的計算分析和終端應用試驗。一般會計算卡扣插入過程中的裝配力、最大變形量、最大內部應力等。采用傳統的設計-分析流程，需要在卡扣設計定型之前進行反復的尺寸調整和分析計算迭代，不僅費時，而且費力。而基于Simdroid多物理場仿真平臺開發的仿真APP，可以實現卡扣結構的快速設計與分析，提高產品研發效率。
展開 塑膠件的結構設計：卡扣篇（中）
接上篇：塑膠件的結構設計：卡扣篇（上）。
卡扣設計的原則
卡扣設計的最終目標是要實現兩個零件之間的成功連接固定，要達到連接固定的效果，卡扣設計時需要從以下幾方面進行考慮：連接可靠性、約束完整性和裝配協調性，它們是卡扣連接成功的關鍵要求，其他要求還應該包括制造工藝的可行性、成本的高低等。
連接可靠性，是卡扣設計中最重要的一個設計指標，一般會從以下幾個方面去考慮：
l
連接符合功能預期；
l 連接強度；
l 在用戶使用過程中不發生分離、松動、破損、噪聲；
l 能夠適應使用過程中因環境因素引起的產品變形或蠕變；
l 保證維修拆卸的功能與設計預期一致。
實際上，在產品設計過程中，會根據產品的定位、部件的功能以及成本去選擇需要滿足的連接可靠性要求，并不是每個設計都需要完全滿足以上要求，比如有些設計不需要經常拆卸或維修，那么設計符合前三點就可以，如果需要經常拆卸，那么就需要考慮拆后卡扣的功能與設計預期一致，此時卡扣設計的類型選擇或具體設計參數上就會有所改變，比如下圖中同樣是電池蓋，但是應用在充電寶和遙控器上卡扣的設計就會不同。
下面針對懸臂梁卡扣的連接強度計算進行分析介紹：
一、常見的懸臂梁卡扣的主要有以下參數：
1、梁根部的厚度Tb
T
b
一般為壁厚T
w
的50%~60%，太小可能會存在充模和流動問題，太大可能會存在冷卻問題，進而會導致大的殘余應力、縮孔和縮痕。當梁是從壁面延伸出來時，T
b
可等于T
w
。
展開 塑膠件的結構設計：卡扣篇（上）
一、卡扣的含義
卡扣：也稱卡鉤、卡口、扣位，是產品結構上常用的一種連接固定結構，一般需要另一與之配合的零件實現連接效果，尤其在塑膠件上較為常見，兩個零件的連接方式有很多種。
二、卡扣連接的優缺點：
相對于其他連接方式，卡扣是一種比較經濟、有效、簡單便捷的塑膠連接方式，具體表現為：
經濟性：塑膠卡扣可以在塑膠件上直接成型，裝配時無需其他緊鎖配件，如螺絲、螺母等，節約成本。
有效性：卡扣的連接強度可以滿足大部分產品設計，在一些需要更高連接強度的產品中，卡扣可以作為一種輔助連接，如螺絲+卡扣。
簡單便捷性：通過合理設計，卡扣連接可以實現快速裝配和拆卸，拆裝過程甚至可以無需輔助工具。
同時，卡扣連接也是一種可以對產品外觀的完整性保持良好的連接方式之一，特別是對外觀有高要求的消費電子產品領域，卡扣連接是應用最廣泛的連接方式。
但，卡扣連接同樣也有些缺點：
模具成本高：除特別設計外（碰穿），卡扣在模具上成型一般需要設計斜頂或行位，這些模具結構的數量會影響到整個模具的成本。
精度要求高：卡扣的配合精度要求高，模具上一般難保證一次性做到位，需兩到三次試模調配。
連接質量不易評估：某些卡扣裝配連接后由于從外部看不到，無法有效判斷最終的連接狀態和效果，容易造成人為裝配不到位而使連接質量打折扣。
連接強度不足：除非卡合量足夠，否則卡扣容易由于塑膠件變形而松脫，特別是在一些需要過跌落測試的產品，只設計卡扣連接一般滿足不了測試要求。
可拆卸次數有限：除一些采用韌性較好的材料或經過特殊結構設計的卡扣外，一般大部分卡扣的拆卸次數都有限，卡扣由于多次拆卸變形，導致卡合量減小，連接效果降低。
不可復原性：卡扣一旦斷裂，即失效，無法再補救，整個零件可能因此報廢。
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塑膠懸臂式卡扣設計分析-非線性靜力學 ￥50
本實例講解 （懸臂梁防脫式卡扣設計及CAE仿真）
講解內容如下：
卡扣相關尺寸設計理論計算（參考設計手冊）；
實際案例中運用計算；
CAE（仿真）計算裝配力、脫離力、應力分析；
CAE仿真步驟說明；
理論計算及仿真數據校對；
專業齊全的塑膠卡扣設計指導
塑膠卡扣的優點：
◆ 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，組裝后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
專業齊全的塑膠卡扣設計指導
塑膠卡扣的優點：
◆ 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，組裝后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
專業齊全的塑膠卡扣設計指導
塑膠卡扣的優點：
◆ 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，組裝后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
【產品設計】塑膠件關于扣位（卡扣）的設計分享---好文必藏
總結卡扣設計考慮要素：
卡扣需要考慮布局數量位置,安裝形式,安裝強度，注意事項：
a.規則外形,布局按右圖方形圓形卡扣分布,方形殼體寬度≤20,寬度不做扣位;20<殼體寬度≤50,作1至2個扣位;圓形殼體一般扣位會均布,如做防呆,可以將扣位稍微移動,保證扣位分布均勻。
b.不規則外形,按裝配方向選擇安裝形式,曲線邊凸凹處易出現翹曲,受力錯位脫開問題,常做扣位+管位骨結構。
c.扣位位置盡量靠近轉角,防止翹曲,并與螺釘配合組裝;卡扣一般在保證強度情況下盡量作少。
d.卡扣安裝形式與正反扣,要考慮組裝,拆卸的方便,考慮模具的制作。
e.卡扣處注意防止縮水與熔接痕。
f.卡扣斜頂運動空間不小于5,一般取值8,退位不能有干涉,最好為平面。
g.在卡扣上非安裝邊做R角,不要干涉扣合過程。
h.扣位導正,特征:止口,管位骨等,止口。
展開 超強資料：產品結構設計之卡扣設計技巧匯總
一篇對產品卡扣結構設計講得比較詳實的資料，好東西！
005塑膠產品結構設計--卡扣.pdf
產品有復雜的卡扣倒扣，如何設計模具結構?
在一些消費類產品中，為了滿足產品功能的需要，經常會在產品上設計一些卡扣、倒扣。有的產品不但外部與內部都有倒扣，而且產品內部存在一些特殊的倒扣和很深的加強筋，前模型腔也很深，產品外部結構復雜，倒扣很多，遇到這樣的的產品我們如何設計模具結構呢?今天給大家分享一套汽車蓋子模具結構，希望能給大家一些啟發。
產品進膠方式：
產品進膠方式有很多種，有搭底進膠，潛水進膠，直接澆口，牛角進膠，點進膠等，此產品外觀要求嚴格，效率要求高，本套模具采用大水口直接進膠，如下圖所示。
通過斜率分析可以看出產品前模存在很深的加強筋，還有一處80mm深的柱位，為了防止產品粘前模，前模的柱位考慮設計成前模鑲件，由于前模筋位很深，考慮在前模設計頂出結構，此產品存圓形狀，產品一周都存在倒扣，而且有的倒扣方向也不完全相同， 如下圖所示。
前模結構解析：
由于產品在前模的型腔很深，產品內部存在很深的的骨位與柱位，柱位設計成前模鑲針，深腔考慮設計成前模鑲件，產品的加強筋為了防止產品粘前模，在開模時我們利用扣機機構在前模設計頂出機構，如下圖所示。
產品在后模有五處倒扣，其中只有一處是正常出模的行位，其它四處行位都為斜行位， 由于第一處的行位形程很長，此處采用油缸抽芯結構設計， 如下圖所示。
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產品有復雜的卡扣倒扣，我們如何設計模具結構?
在一些消費類產品中，為了滿足產品功能的需要，經常會在產品上設計一些卡扣、倒扣。有的產品不但外部與內部都有倒扣，而且產品內部存在一些特殊的倒扣和很深的加強筋，前模型腔也很深，產品外部結構復雜，倒扣很多，遇到這樣的的產品我們如何設計模具結構呢?今天給大家分享一套汽車蓋子模具結構，希望能給大家一些啟發。
產品進膠方式：
產品進膠方式有很多種，有搭底進膠，潛水進膠，直接澆口，牛角進膠，點進膠等，此產品外觀要求嚴格，效率要求高，本套模具采用大水口直接進膠，如下圖所示。
通過斜率分析可以看出產品前模存在很深的加強筋，還有一處80mm深的柱位，為了防止產品粘前模，前模的柱位考慮設計成前模鑲件，由于前模筋位很深，考慮在前模設計頂出結構，此產品存圓形狀，產品一周都存在倒扣，而且有的倒扣方向也不完全相同， 如下圖所示。
前模結構解析：
由于產品在前模的型腔很深，產品內部存在很深的的骨位與柱位，柱位設計成前模鑲針，深腔考慮設計成前模鑲件，產品的加強筋為了防止產品粘前模，在開模時我們利用扣機機構在前模設計頂出機構，如下圖所示。
產品在后模有五處倒扣，其中只有一處是正常出模的行位，其它四處行位都為斜行位， 由于第一處的行位形程很長，此處采用油缸抽芯結構設計， 如下圖所示。
展開 塑料件(卡扣等)設計標準
塑料件(卡扣等)設計標準
塑料件卡扣連接設計大全
卡扣連接
卡扣連接是通過集成在零件上或分離的定位功能件和鎖緊功能件共同作用對零件形成特定約束的連接方式，其中鎖緊功能件在裝配過程中發生形變，隨后又恢復到它原始位置從而形成鎖緊并提供保持力。
定位功能件
定位功能件是相對非柔性的約束功能件，它們保證裝配件和基本件之間的精確定位，提供鎖緊力以外的分離抵抗力，承受約束行為中主要的載荷。
鎖緊功能件
鎖緊功能件是在裝配過程中彈性變形，并在裝配到位后恢復到原始位置從而形成鎖緊并提供保持力的約束功能件。
基體件
基體件是在連接過程中相對較大，在裝配運動中可以視為靜止不動的零件或總成，可以視為連接的基準。以汽車為例，對大部分需要裝配的飾件來說，車身就是基體件。
裝配件
裝配件是需要通過約束連接到基體件上的零件或總成。
4.2.1.1 連接類型
卡扣連接可以是最終連接也可以是其他連接出現之前的臨時連接。
當在產品的使用壽命中始終使用卡扣形式進行連接，則卡扣連接為最終連接；當卡扣僅將連接保持到其他連接出現，則卡扣連接為臨時連接，臨時連接也僅要求在該周期內保證連接可靠。
4.2.1.2 連接后的保持
保持涉及鎖緊副的特性：永久鎖緊和非永久鎖緊。保持特性由產品功能進行定義。
l 永久鎖緊是設計為連接后不再分離的，這種鎖緊一旦接合必須借助工具才能分離，并且往往會造成零件的損壞，這樣的連接是不能進行維修的。
l 非永久性鎖緊是設計為可在連接后進行分離的，這種連接的鎖緊功能件可依靠分離力變形或人為施加變形力而與對手件脫開，非永久鎖緊連接的鎖緊功能件的脫開方式應在設計時進行定義。
展開 米家車載空氣凈化器拆機分析
兩側面的進風口板除了8個卡扣（單側面）的配合，在一端，將卡扣設計的比較小，在連接裝配的同時還提供了安裝的位置信息。
將濾芯處外殼兩側的6個扣與內部支架拆開，將其卸下。完成主機4個側面殼體的拆卸。
兩出風口處的塑料邊框，通過熱熔方式（紅圈標出）安裝在出風口處的對應孔位，起到美化外觀作用。
4個側面殼體之間除了卡扣配合外，還設計有止口反止口，用來限位。考慮到長度比較長，母止口（紅圈標出）采用分段式設計。
支架內側兩端也即濾芯兩端設計了一個濾芯連接板，濾芯連接板通過沉頭螺釘固定。凸臺1與濾芯的外口徑相配合，凸臺2與濾芯的泡棉凹槽相配合，提高風道的密封性。外界的空氣從主機三個側面的進風口進入，經過濾芯過濾后，再由離心渦輪風機將潔凈的空氣輸送至外界。
將沉頭螺釘（6顆）用十字螺絲刀拆下，將兩端的濾芯連接板卸下。濾芯連接板的背面與離心渦輪風機處的支架支撐板上凸臺配合處，設計了一圈密封泡棉，保證過濾完的潔凈空氣能夠高效地被輸送出去。濾芯連接板的背面對稱位置還設計了兩個正方形的空心立柱（紅圈標出）與支架支撐板上的兩個正方形空心立柱（紅圈標出）位置錯位裝配，提供一個裝配的位置信息。
拔下支架上的接插件。排線通過支架上的凹槽固定。此處可以借鑒學習一下。
擰下用于將內部支架固定在支架支撐板上的16顆螺釘，將支架拆卸下來。支架橫梁部位與進風口的設計一樣也采用圓形孔設計，為空氣流入減小阻力。支架由兩部分組成，通過卡扣方式連接。卡扣兩側設計了兩個凹凸結構，該結構配合以后再將卡扣扣上，兩側增加的凹凸結構主要用來限位并輔助卡扣進行裝配，增加機械強度。
將左風機部分的3顆螺釘擰下，即可將支架支撐板1與風機1拆開。
展開 