【培训教材】塑胶卡扣设计PPT.pptx

1 塑料卡扣设计 2 塑料卡扣的一般性问题 塑料卡扣现在被广泛的应用在玩具及汽车配件和家电等各个领域 一般卡扣都有一个共同的特点 由锁紧件与定位件组合而成 卡扣的形状各式各样不管是县臂式还是圆环形 它们的功能都是相同的 约束与分离功能 卡扣设计的好坏直截影响产品的装配和功能 如装配难 功能件失效 零件有吱吱的响声零件扭曲或松动等 3 塑料卡扣应用的优点 无需其它材料 降低产品成本 操作简单 有替代螺丝 螺母 华司等昂贵金属件的功能 适应如一般塑料件的组装 没有像焊接与点胶的复杂操作技术要求 一些塑料产品能重复撤装利用 塑料卡扣应用的缺点 由如倒扣需要较高的模具费用 易出现一些常见的的不良 如卡扣组装不到位或习惯性的空装 卡扣成型很难做到完全密合 组装后在重力的作用下经常会有一些蠕动 如果卡扣设计不合理或较弱会影响到产品的质量与销售 4 塑料扣形状的设计多样性 卡扣形状千变万化 具体如何设计处决于很多复杂的因素 从产品对卡扣要求的机械强度上考虑 从产品内部的有效空间上考虑 从模具与成型上考虑 5 塑料扣形状的设计多样性 6 塑料扣形状的设计多样性 7 塑料扣的种类 县臂式卡勾 圆环形卡勾 球形卡勾 在生活中常用的塑料卡扣大致上可分为三大类 8 县臂式塑胶卡勾又可分为两大类 恒截面与变截面卡勾 以下是第一种恒截面的卡勾的示意图 它的截面是无变化的规则矩形 如果在此卡勾的材料物理特性知道的情况下 最大允许变形量y和被迫变形力fb可以用以下公式计算出来的 9 县臂式恒截面塑胶卡勾结构的基本原理 es 相交系数l 臂的长度t 臂的高度w 臂的宽度 是材料充许最大的变形度 以下四个参数是可以自由控制的 h 卡勾扣住部份的高度 此高度影响卡勾的保护性 防止卡勾脱落t 卡勾的厚度 此厚度影响卡勾的强度及压力的传播 其中最省力的臂是锥形臂l 卡勾臂的长度 臂的长度以次方的形式影响臂的变形度w 卡勾的宽度 它是与变形阻力成正比的 增强卡勾的强度 es交叉系数图 10 县臂式不规则恒截面塑胶卡勾结构的基本原理 其它各式截面的臂以下公式是适应于臂为不规则截面 但为不变化的 的悬臂式卡勾的计算方式 es 相交系数l 臂的长度i 当前截面的惯性e 中心到外形的距离 是材料充许最大的变形度 11 县臂式不规则恒截面塑胶卡勾结构的基本原理 12 县臂式变截面塑胶卡勾结构的基本原理 以下是厚度为变截面的卡勾的示意图 它的截面由t1向t2变化 13 县臂式变截面塑胶卡勾结构的基本原理 es 相交系数l 臂的长度w 臂的宽度c 增值率t1 臂截面根部的高度 是材料充许最大的变形度 此公式里面包含一个变量c c是t2 t1的比率 见下表 14 县臂式变截面塑胶卡勾结构的基本原理 以下是宽度为变截面的卡勾的示意图 它的截面由w1向w2变化 15 县臂式变截面塑胶卡勾结构的基本原理 es 相交系数l 臂的长度w1 臂的根部宽度c 增值率t 臂的高度 是材料充许最大的变形度 此公式里面包含一个变量c c是w2 w1的比率 见下表 16 圆环形塑胶卡勾结构的基本原理 圆环形卡勾是由外凸勾体的圆筒与内凹勾体的圆筒组合而成 见下图 一般我们把凸体a部份假设成不变形体 而b部份考虑成变形体 当施加压力做卡合动作的时候 卡勾将会发生变形量y a b dhub 卡槽体的内径y 整周圆的变形量 材料的变形量dshaft 凸起勾体的外径 17 圆筒形塑胶卡勾结构的基本原理 圆筒形卡勾的压力只能粗略计算的 因为在组装过程中hub的a部份 见下图 会产生变形 这种变形很难预测 它主要受hub的壁厚与长度a的影响 18 要粗步计算圆筒形卡勾的组装压力 我们首先需要计算出几何参数k 见如下公式 它是假设shaft是不变的 所有的变形由hub产生 组装压力p可以用以下公式计算出 由组装压力p可以计算出拔出力 圆筒形塑胶卡勾结构的基本原理 19 球形塑料卡勾结构的基本原理 球形卡勾的配合方式可以考虑为圆环形卡勾的一种特殊结构 圆环形卡勾的公式适应于球形卡勾所以这里不做特别的介绍 卡勾的设计对模具制造的成本有很大的影响 a b 卡勾b的设计要比卡勾a的设计节约模具制造的费用 因为a需要制做滑块而b不需要 只要做一个镶针即可 20 卡勾的设计对成型的影响 此种卡扣设计一般在空间较充足的情况下使用 因为此种卡扣的尺寸做得较大才能达到强度要求这种卡扣的不足点是 要求成型的注射压力大才能充胶充满 21 卡勾的设计对成型的影响 此种卡扣是在上一种卡扣的基础上演变而来 它的优点是强度很大 充型较上面容易它的不足点是 厚度增厚 容易缩水导致外观不良 22 卡勾的设计对成型的影响 此种卡扣较上面一种 可解决上面结构缩水问题 但强度与充胶问题没有上面卡扣结构好 23 卡勾的设计对结构的影响 此种卡扣的改良方式是在卡勾位加了两条肋 这样卡勾的抗疲劳强度大大的增加 24 卡勾的设计对成品结构的影响 因为斜顶退位的原因 挨近角落的卡勾孔不可能都挨近拐角 但尽可能把其中一处卡扣靠近拐角处 另一边卡勾孔避开斜顶孔退位即可 这样才能避免组装间隙和落摔不过等问题 斜顶的退位 斜顶的退位 25 卡槽避空的位置尽量不要做在两个电池相接的地方 这样容易造成直边凸起 卡勾的设计对成品结构的影响 26 卡勾的设计与空间的关系 上下盖的夹角较小 卡勾需在较高的位置上长出来 这样卡扣后面要长一个檔墙将卡勾档住 防止受力或做落摔测试时上下盖裂开 27 卡勾的设计对成品外观的影响 右边的卡槽胶的流动性较好 而左边的较差成t字型所以 右边的卡槽应力痕较左边的会小些 应力痕弱 应力痕强 28 我们公司卡勾设计的变更与统一 after befo