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产品结构设计·卡合量|产品结构设计中卡勾卡合量怎么留?

2018/09/0678 作者:佚名
导读:扣位也称卡扣,卡勾等,是塑胶件连接固定的常用结构,卡扣常用在装饰件固定、面底壳组装、屏固定、按键限位、盖体扣合、方向球等结构处。关于卡勾的设计网络上资料也不在少数,只是按照设计标准设计扣合量,有时候还是会出问题,要么扣的太松,要么就拆都拆不

扣位也称卡扣,卡勾等,是塑胶件连接固定的常用结构,卡扣常用在装饰件固定、面底壳组装、屏固定、按键限位、盖体扣合、方向球等结构处。关于卡勾的设计网络上资料也不在少数,只是按照设计标准设计扣合量,有时候还是会出问题,要么扣的太松,要么就拆都拆不开。

刚入行或者正在从事结构设计的的朋友,在结构设计时或多或少会有这样的疑惑:

卡扣的卡合量,到底怎么留?

✎塑胶件与塑胶件扣合

塑胶件与塑胶件扣合,扣合量如何留?

这个得分常规的弹力扣,潜装扣与推力扣,以及特殊不考虑拆装的扣。

弹力扣

弹力扣是指具备自身形变让其勾合的方式。

通常这种扣,都是属于双向形变的,一般扣合量设计在0.4-0.6之间,然后预留0.4的增加余量

问:为什么需要预留0.4的增加余量?

答:因为双向形变的扣在反止口离的太远的时候,或者扣的塑性形变量更大的时候会松动,而且在跌落测试时张口,达不到理想的状态,所以需要预留0.4的余量来增加扣合量,做到想要的状态

问:卡扣的形变量如何计算?

答:大部分情况都是根据经验去设计的,比如扣的壁厚都是设计在1.0以内,扣的厚度在1.2-2.0之间的厚度,这个看设计空间。可见以下参考图。

潜装扣

潜装扣是指需要一定的倾斜角度才能完全装配进去勾合的方式。

潜装扣一般用在不锁螺丝的一头,所以一般需要大量的扣合理来保证跌落时不会张口,扣合量一般在1.0-1.5之间,预留0.4的增加余量。

问:潜装扣的勾合平面为什么要设计一个斜角?

答:从上图看,斜角在扣的前端一小部分,主要用于在潜装的时候能够更好的装配,否则很难潜装进去,另外,潜装扣的斜角设计有多种方式,除了上图,还有下图这种。

勾合面均设计成15-45度的斜角去装配,能够更好的方便拆装,如果想扣的更紧,则采用上面的方式。

推力扣

推力扣是指通过外力推进壳子勾合的方式。

这种方式最早用在功能手机的电池盖上,一推电池盖就打开了。由于这类扣都是属于经常活动的,所以扣合量一般设计在0.2-0.4之间,常规取0.3设计值。而且扣的8-15mm左右就要设置一个反止口,用于更好的调节手感与防止断差。

除了上面这种,还有电池盖2侧的卡勾,或者需要推动扣合的卡勾。

这种推扣扣合量一般在1.5-5.0之间,主要取决于结构强度与空间及后推行程。常规设计扣合量在2.0左右即可,扣与扣之间的距离在30-40之间,基本上去扣它是很难扣开的,除非用蛮力。

死扣

死扣,扣死后不考虑拆开壳子

这种扣常用在移动电源,USB插头,电源适配器,U盘等不需要拆卸的产品上。由于不考虑拆卸,扣的旁边距离1mm左右就要设计反止口了,扣合量一般在0.3-1.0左右,预留0.4的增加余量

问:为何死扣还设计成0.3的扣合量?

答:由于反止口离扣非常近,会阻碍扣的形变量,所以扣合量先设计的少一点,后续根据装配力度再增加余量。

✎ 塑胶件与无形变的材料扣合

塑胶件与无形变的材料扣,扣合量如何留?

这个也得分几种可能,塑胶与压铸金属扣,塑胶与钣金可形变的金属扣,塑胶与PCB主板扣或者无形变的器件扣。

塑胶与压铸金属扣

塑胶件为可形变的卡勾,五金则为不形变的卡勾,两者在扣合的时候具备C角(斜面)导向卡合的方式。

再回过头来看这个图,这就是说其中有一个扣是不形变的,所以,在这种情况下,扣合量应该设计减半,常规设计在0.4-0.6之间,那么在这种情况应该设计成0.2-0.3之间,另外在预留0.4增加余量。

问:既然扣合量这么少就够了,为何还要设计预留0.4的增加余量

答:产品在模具制造过程中,有许多不稳定因素,而且压铸金属比塑胶更加不稳定,而且还需要后处理去除毛刺,那么在这个过程中,有可能会造成扣合理减少,所以,需要一定的余量空间来弥补扣合量。

塑胶与钣金可形变的金属扣

塑胶与钣金都具备形变可能,而且钣金的形变弹力可根据材料的特性可做调整,进行双向形变扣合的方式。

由于又是双向可形变的卡合结构方式,那么他们的扣合量则变成了0.4-1.0之间,预留0.4的增加余量。而且后期还可以根据钣金材料的硬度进行调整来完善产品的配合。

还有另外一种情况,如上图,这种也是早期功能机电池盖上面用的,目前这种结构方式用在USB的插合上或者需要经常插拔的结构产品上,那么这种扣需要根据钣金产品的形变空间来决定扣合量,形变空间大,则扣合理增加,形变空间小,扣合量则少。

塑胶与PCB主板扣或者无形变的器件扣

由于又只有塑胶件一方才可形变,所以,扣合量需要根据塑胶件反弹长度来定义扣合理。

卡扣的反弹臂力越短,扣合理则越少,一般在0.2-0.6之间,臂力越长,则扣合理越大,一般在0.4-1.5之间,而且还要取决于是否要拆卸。

如上图所示,具备拆卸扣的弹力壁卡扣,则扣合理设计在0.4-1.5之间。前期设计的少一点,后期跟具手感再增加余量。

✎ 弹性材料与硬性材料扣合

弹性材料指的是软性材料,可自由弯曲的材料,通常为硅胶,TPU,TPE,PP,PVC等,此种结构常用在表带的扣上面。

由于材料的特殊性,所以,扣合的时候都是根据材料压塑回弹进行卡合的。

材料硬度在45-55度之间时,则硬胶或金属与它扣合时的扣合量设计为0.8-1.5之间,预留0.5的增加余量。

材料硬度在55-65度之间时,则硬胶或金属与它扣合时的扣合量设计为0.7-1.2之间,预留0.5的增加余量。材料硬度在65-75度之间时,则硬胶或金属与它扣合时的扣合量设计为0.5-0.9之间,预留0.4的增加余量。材料硬度在75-85度之间时,则硬胶或金属与它扣合时的扣合量设计为0.3-0.6之间,预留0.4的增加余量。

注意:

圆钉的扣是正圆的,也就是扣合量为2侧的合计,不可按单边计算。

说明:

以上所有设计参数由个人经验累积总结得出,并非由材料力学,软件模拟计算得出,以上参数仅供参考,不能用作设计权威数据。

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