卡扣设计技巧全解.ppt

* 塑膠卡扣設計 * 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. * 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 * 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 * 塑膠扣形狀的設計多樣性 * 塑膠扣形狀的設計多樣性 * 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 * 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。 * 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 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 * 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 * 縣臂式不規則恆截面塑膠卡勾結構的基本原理 * 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. * 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 * 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. * 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 * 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 ε=材料的變形量 D shaft = 凸起勾體的外徑 * 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. * 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 * 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。 * 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