卡扣设计 101：卡扣接头的基础知识、类型和最佳实践

您最近是否提出了产品创意，或者您是否需要制造有特殊要求的零件？如果是这样，您可能希望制造高质量的零件，同时降低制造成本并提高美观度和组装的便利性。可帮助您实现这些目标的一项基本设计功能是卡扣接头。

然而，虽然看起来很简单，但卡扣式接头的功能远比表面上看的要多。例如，有几种类型的卡扣接头，每种都适用于不同的产品设计场景。此外，在设计卡扣接头时，您必须遵守几个基本的设计技巧。

本文涵盖了所有这些以及更多内容。如果您想设计您的卡扣配件以便于制造并避免代价高昂的错误，那么这篇文章就是为您准备的！

什么是卡扣？

卡扣是一种小突起（呈钩子、珠子或头部的形式），在装配过程中会发生偏转以与另一个零件配合，如下所示。

图 1：卡扣式
来源：Wikimedia Commons

请注意公零件如何偏转并进入母零件上的凹槽以形成组件。简单的设计允许您通过仅在接头的柔性部分（或阳部分）上施加很小的力来创建组件。同样，与焊接等传统连接方法不同，拆卸卡扣接头非常容易，不会损坏零件。

卡扣接头的常见类型

#1 悬臂卡扣接头

悬臂式卡扣接头是最常见的卡扣接头类型。顾名思义，悬臂式卡扣接头具有悬臂梁和凸部上的锥形钩。这个钩子滑入母部件的开口并向后弯曲以将接头锁定到位。

图 2：悬臂卡扣接头

悬臂卡扣接头非常适合组装需要轻松分离的两个相似的产品外壳半部。例如，您会在控制面板模块和塑料产品外壳中找到它们。

#2 环形卡扣接头

环形卡扣接头通常用于连接对称的圆形零件或圆柱形零件。这些接头的特点是凸块周围有一个凸块（或脊），它与管状凹件中的凹槽干涉（并配合）。

图 3：环形卡扣接头

环形卡扣接头可用于组装带有卡扣盖的笔和瓶子、塑料容器和灯罩。然而，这些接头在设计上比悬臂卡扣接头更具挑战性。例如，如果没有经验丰富的工程师或技术人员的帮助，您很难计算（或预测）带有环形卡扣接头的产品所需的力。

#3 扭力卡扣接头

扭转卡扣接头与悬臂卡扣接头非常相似。然而，与悬臂卡扣接头不同，扭转卡扣接头依靠弹簧力来连接两个组件。例如，扭转卡扣接头的特点是在要组装的组件之一上装有弹簧杆。当您将配合部件相互按压时，该杠杆会卡入到位。它们非常适合将铰链盖固定在容器上。

图 4：扭转卡扣

如何设计卡扣接头：3 个基本技巧

#1 避免悬臂底部的尖角

尖角是悬臂卡扣接头失效的主要原因，因为它们将大部分载荷（或应力）集中到悬臂根部。顶级产品设计师通过在悬臂底部加入圆角来减少应力集中，如下所示。

图 5：包括悬臂底部的圆角

这些圆角有助于将应力分布在更广泛的区域，从而降低失败的可能性。为了在悬臂卡扣接头中获得最佳的圆角，应确保圆角半径至少为悬臂厚度的 0.5 倍。

#2 锥形卡扣

仅在悬臂底部包含圆角是不够的；顶级产品设计师也将悬臂的整个长度逐渐变细，如下图所示。

图 6：在悬臂的整个长度上逐渐变细

这是因为具有恒定横截面积的卡扣设计经历了不均匀的应变分布。因此，与锥形设计相比，它们在操作中往往会更快地出现故障。此外，锥形设计使用的材料更少，可以显着降低材料和制造成本。

#3 增加剪辑（或挂钩）的宽度

顶级产品设计师设计的卡扣接头宽度至少为 5 毫米。具有宽夹子（或钩子）的卡扣设计通常坚固且坚硬，非常适合需要高承载能力的应用。

图 7：增加剪辑的宽度

卡扣接头设计和制造：Gensun 可以提供帮助

卡扣接头可以帮助您实现令人印象深刻的产品美学、组装和强度，只要它们针对特定应用进行正确设计和制造。因此，您的产品设计和开发项目的成功取决于您和您的制造商。

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