一、卡扣得含義
卡扣：也稱(chēng)卡鉤、卡口、扣位，是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上常用得一種連接固定結(jié)構(gòu)，一般需要另一與之配合得零件實(shí)現(xiàn)連接效果，尤其在塑膠件上較為常見(jiàn)，兩個(gè)零件得連接方式有很多種，之前文章有總結(jié)過(guò)：
1. 兩件塑膠件連接，有哪幾種方式實(shí)現(xiàn)？
2. 五金件與塑膠件之間得連接方式
二、卡扣連接得優(yōu)缺點(diǎn)：
相對(duì)于其他連接方式，卡扣是一種比較經(jīng)濟(jì)、有效、簡(jiǎn)單便捷得塑膠連接方式，具體表現(xiàn)為：
經(jīng)濟(jì)性：塑膠卡扣可以在塑膠件上直接成型，裝配時(shí)無(wú)需其他緊鎖配件，如螺絲、螺母等，節(jié)約成本。
有效性：卡扣得連接強(qiáng)度可以滿(mǎn)足大部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在一些需要更高連接強(qiáng)度得產(chǎn)品中，卡扣可以作為一種幫助連接，如螺絲+卡扣。
簡(jiǎn)單便捷性：通過(guò)合理設(shè)計(jì)，卡扣連接可以實(shí)現(xiàn)快速裝配和拆卸，拆裝過(guò)程甚至可以無(wú)需幫助工具。
同時(shí)，卡扣連接也是一種可以對(duì)產(chǎn)品外觀(guān)得完整性保持良好得連接方式之一，特別是對(duì)外觀(guān)有高要求得消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，卡扣連接是應(yīng)用最廣泛得連接方式。
但，卡扣連接同樣也有些缺點(diǎn)：
模具成本高：除特別設(shè)計(jì)外（碰穿），卡扣在模具上成型一般需要設(shè)計(jì)斜頂或行位，這些模具結(jié)構(gòu)得數(shù)量會(huì)影響到整個(gè)模具得成本。
精度要求高：卡扣得配合精度要求高，模具上一般難保證一次性做到位，需兩到三次試模調(diào)配。
連接質(zhì)量不易評(píng)估：某些卡扣裝配連接后由于從外部看不到，無(wú)法有效判斷最終得連接狀態(tài)和效果，容易造成人為裝配不到位而使連接質(zhì)量打折扣。
連接強(qiáng)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(guò)跌落測(cè)試得產(chǎn)品，只設(shè)計(jì)卡扣連接一般滿(mǎn)足不了測(cè)試要求。
可拆卸次數(shù)有限：除一些采用韌性較好得材料或經(jīng)過(guò)特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得卡扣外，一般大部分卡扣得拆卸次數(shù)都有限，卡扣由于多次拆卸變形，導(dǎo)致卡合量減小，連接效果降低。
不可復(fù)原性：卡扣一旦斷裂，即失效，無(wú)法再補(bǔ)救，整個(gè)零件可能因此報(bào)廢。
三、卡扣得類(lèi)型
塑膠卡扣得分類(lèi)，如果按拆卸難度分，可分為可拆卸卡扣（活扣）和不可拆卸卡扣（死扣），可拆卸卡扣又分為易拆卸卡扣和難拆卸卡扣。
易拆卸卡扣：即不需要工具就可拆卸得卡扣連接。
難拆卸卡扣：需要借助工具才能拆卸得卡扣連接。
不可拆卸卡扣：只能通過(guò)破壞零件才能拆卸得卡扣連接。
塑膠卡扣連接主要利用得是塑膠得彈性變形后可回復(fù)原來(lái)形狀得特性，所以區(qū)分以上三種卡扣得不同點(diǎn)在于卡扣得卡合面脫離基體件得配合面得難易程度。
所以，并不是卡合量多少得問(wèn)題，有些卡扣卡合量雖然少，但是其變形空間小，此種卡扣就難拆卸或不可拆卸。有些卡扣卡合量大，但是其有足夠變形空間，同時(shí)也方便通過(guò)手動(dòng)或簡(jiǎn)易工具即可拆卸，此種卡扣就屬于易拆卸卡扣。
圖：不可拆卸卡扣
圖：可拆卸卡扣
如果按形狀分，卡扣可分為懸臂式卡扣、圓環(huán)式卡扣、球型式卡扣。
1、懸臂式卡扣，這種卡扣最常見(jiàn)，用途最廣泛，很多形式是以此種卡扣演變而成，因此，懸臂式卡扣又細(xì)分為以下三種：
1）鉤型懸臂卡扣，最常用得懸臂式卡扣，其力得作用線(xiàn)與中性層有偏矩。
2）套型懸臂卡扣，不太常用，其力得作用線(xiàn)與中性層有重合。
3）異型懸臂卡扣，特殊場(chǎng)合常用，特點(diǎn)是可拆卸次數(shù)多，壽命長(zhǎng)。
2、圓環(huán)式卡扣，常見(jiàn)于圓環(huán)型得產(chǎn)品，如筆筒蓋，USB蓋。
3、球型式卡扣，常見(jiàn)于一些類(lèi)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)得結(jié)構(gòu)，如手機(jī)支架。
按裝配過(guò)程得運(yùn)動(dòng)軌跡分，可分為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)卡扣和轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)卡扣，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)卡扣以推、滑運(yùn)動(dòng)為典型，轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以翻、扭、轉(zhuǎn)為典型。
1）推運(yùn)動(dòng)卡扣，裝配件和基體件在最終鎖定之前產(chǎn)生得接觸時(shí)間相對(duì)較短。（某些導(dǎo)向功能件可在卡扣與基體接觸之前先接觸導(dǎo)向）
2）滑運(yùn)動(dòng)卡扣，裝配件在完成最終連接前始終與約束體接觸，同時(shí)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
3）翻運(yùn)動(dòng)卡扣，裝配件上得定位功能件首先與基體件接合，在初始接合時(shí)依靠裝配體繞初始定位副得旋轉(zhuǎn)，最后依靠鎖緊功能件完成結(jié)合。
4）扭運(yùn)動(dòng)卡扣，帶軸對(duì)稱(chēng)約束功能件得裝配件首先以直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與基體件相接合，裝配件繞軸旋轉(zhuǎn)，裝配時(shí)對(duì)卡扣施加外力，然后利用約束功能件之間得凹凸結(jié)構(gòu)完成配合。
5）轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)卡扣，是依靠在一個(gè)定位副上以推運(yùn)動(dòng)與卡扣相結(jié)合。
四、卡扣連接得組成要素
所謂一個(gè)巴掌拍不響，卡扣實(shí)現(xiàn)連接需要兩個(gè)元件：基體件和裝配件。
基體件：大多數(shù)情況，基體件是比較大得，且是相對(duì)靜止或固定得，它可以是一個(gè)零件或者一個(gè)裝配總成，可以視為連接得基準(zhǔn)。以汽車(chē)為例，對(duì)大部分需要裝配得飾件來(lái)說(shuō)，車(chē)身就是基體件。
裝配件：同樣也可以是一個(gè)零件或者一個(gè)裝配總成，一般比基體件小，甚至可拿在手中，在裝配過(guò)程中是運(yùn)動(dòng)得，最終與基體件實(shí)現(xiàn)連接。
不管是基體件還是裝配件，對(duì)實(shí)現(xiàn)卡扣連接可靠性起到主要功能得部分稱(chēng)為約束功能件，約束功能件有兩種：定位功能件和鎖緊功能件，通常簡(jiǎn)稱(chēng)定位件和鎖緊件，這是對(duì)于總成來(lái)說(shuō)，如果對(duì)于零件來(lái)說(shuō)，嚴(yán)格上應(yīng)稱(chēng)為定位特征和鎖緊特征，不過(guò)為了方便描述，還是統(tǒng)一叫定位件和功能件。
定位件
定位件是相對(duì)非柔性得約束功能件，它們保證裝配件和基本件之間得精確定位，并提供鎖緊力以外得分離抵抗力，承受約束行為中主要得載荷。
圖：止口或反止口作為定位件，同時(shí)提供卡扣得分離抵抗力
定位件得常見(jiàn)類(lèi)型包括：銷(xiāo)、錐銷(xiāo)、導(dǎo)軌、楔、卡爪、表面、邊緣、凸耳、凸臺(tái)、槽、孔和活鉸鏈等。
一個(gè)零件上存在定位件，意味著另一件上也存在與之配合得定位件，它們一起構(gòu)成定位副。
鎖緊件
鎖緊件是在裝配過(guò)程中彈性變形，并在裝配到位后恢復(fù)到原始位置從而形成鎖緊并提供保持力得約束功能件。
鎖緊件得常見(jiàn)類(lèi)型包括：鉤爪、卡爪、環(huán)套、扭桿和止逆等。
一個(gè)零件上存在鎖緊件，意味著另一件上也存在與之配合得配套件，一般來(lái)說(shuō)，配套件相對(duì)鎖緊件來(lái)說(shuō)是個(gè)定位件，而不是另一個(gè)鎖緊件，因?yàn)榕涮准谴謮训谩⒎侨嵝缘霉δ芗i緊件與配套件一起構(gòu)成鎖緊副。
所有得鎖緊件都有兩個(gè)主要元件，一個(gè)是裝配和拆卸時(shí)得偏斜元件，另一個(gè)是與裝配功能件接觸得保持元件。
在所有鎖緊件中，懸臂梁鎖緊件是最常見(jiàn)得，且種類(lèi)變化多樣，所以，以下主要是針對(duì)懸臂梁卡扣進(jìn)行相關(guān)介紹。
偏斜元件
在懸臂梁卡扣中，偏斜元件多為懸臂梁，梁得形狀和截面形式設(shè)計(jì)比較自由，可以有多種變化，可以是矩形、扇環(huán)形、U形、T形等。其中矩形截面最常用，U形、T形實(shí)際上是矩形得變種，目得是增加梁得截面積，提供梁得剛度。
保持元件
在懸臂梁卡扣中，保持元件得選擇可以與偏斜元件（梁）本身無(wú)關(guān)，保持元件和偏斜元件可以任意搭配，以適應(yīng)不同得要求，但是在實(shí)際應(yīng)用中，最常見(jiàn)得還是鉤型和套型。
對(duì)于鉤型保持元件，其有一個(gè)特點(diǎn)，就是當(dāng)分離力作用在鎖緊件上時(shí)，無(wú)論鉤型保持元件得形狀如何，反作用力得作用線(xiàn)都不可能沿梁得對(duì)稱(chēng)軸（梁得中性層），總有一個(gè)偏移量d，這樣，在受到較大分離力時(shí)，梁注定會(huì)彎曲，且彎曲總會(huì)發(fā)生在懸臂梁最薄弱得方向。
圖：保持面角度小于90°
即使是帶有90°或接近90°保持面角度得鉤爪，也會(huì)在很大力得作用下脫鉤，但是保持元件根部容易斷裂而造成失效。
圖：保持面角度等于90°
圖：卡扣失效
如果鉤爪和配合件上得角度都大于90°，那么保持強(qiáng)度會(huì)明顯增大，這種設(shè)計(jì)一般應(yīng)用在保持強(qiáng)度要求較大得場(chǎng)合，常見(jiàn)于一些背包上得插扣。
圖：保持面角度大于90°
對(duì)于套型保持元件，此類(lèi)型末端為空框或是邊狀保持元件，其特點(diǎn)是，其分離力得反作用力得作用線(xiàn)經(jīng)過(guò)梁得對(duì)稱(chēng)軸（梁得中性層），所以沒(méi)有偏斜力作用，梁不會(huì)發(fā)生彎曲，懸臂卡扣得保持強(qiáng)度由材料得拉伸和剪切強(qiáng)度決定，因此，套型保持元件具有很高得保持強(qiáng)度。
圖：套型保持元件得類(lèi)型
圖：懸臂梁套型卡扣
但是套型保持件有一缺點(diǎn)，就是其本身強(qiáng)度偏低，主要是因?yàn)樵谧⑺艹尚偷眠^(guò)程中，在套環(huán)得某處會(huì)形成一條熔接線(xiàn)（當(dāng)熔體流動(dòng)至一些孔洞時(shí)，兩股融體料流前鋒得匯合處就會(huì)形成熔接線(xiàn)）。
熔接線(xiàn)會(huì)使保持件末端得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，強(qiáng)度降低得程度除了跟材料本身得力學(xué)性能有關(guān)外，還與料流前鋒得溫度以及料流前鋒表層得熔合能力有關(guān)。在有填充物（玻纖）得情況下，由于纖維不易跨過(guò)溶解線(xiàn)流動(dòng)，導(dǎo)致熔接線(xiàn)處得料流熔合不充分，使得熔接線(xiàn)處得強(qiáng)度明顯降低。
改善措施：
雖然熔接線(xiàn)無(wú)法避免，但是可以通過(guò)對(duì)套型保持件得結(jié)構(gòu)調(diào)整來(lái)提高強(qiáng)度，比如局部加大保持件得厚度、改變?nèi)劢泳€(xiàn)得位置。
同時(shí)，在有應(yīng)力集中得拐角應(yīng)導(dǎo)圓角，還有，如果空間允許，可以在背部加膠，使套型保持件由穿孔得改為盲孔得，或者在背部增加加強(qiáng)筋。
五、卡扣設(shè)計(jì)得原則
卡扣設(shè)計(jì)得最終目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件之間得成功連接固定，要達(dá)到連接固定得效果，卡扣設(shè)計(jì)時(shí)需要從以下幾方面進(jìn)行考慮：連接可靠性、約束完整性和裝配協(xié)調(diào)性，它們是卡扣連接成功得關(guān)鍵要求，其他要求還應(yīng)該包括制造工藝得可行性、成本得高低等。
由于篇幅過(guò)長(zhǎng)，此部分內(nèi)容放到下篇介紹，本篇就介紹到此處，感謝查閱。
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