塑料件卡扣連接設計指南

塑料件卡扣連接設計指南

1.范圍...............................................................................1

2.規范性引用文件.....................................................................1

3.定義...............................................................................1

4.塑料件卡扣連接概述.................................................................I

4.1卡扣連接的關鍵要求...............................................................2

4.2卡扣連接的要素...................................................................4

5.約束概述..........................................................................II

5.1約束原理.........................................................................11

5.2約束原則.........................................................................15

5.3約束布置.........................................................................16

6.定位功能件設計...................................................................20

6.1定位功能件類型..................................................................21

6.2定位副的組合及其適配性..........................................................29

6.3定位副與裝配.....................................................................30

6.4定位副與保持.....................................................................33

7.鎖緊功能件設計..................................................................36

7.1鎖緊功能件類型..................................................................36

7.2鎖緊功能件的結構設計與計算......................................................51

7.3對鎖緊功能件裝配與保持行為的分別................................................75

為指導本公司塑料件卡扣連接的開發，特制是r本設計指南。

集成在產品上的卡扣連接與散件緊固或焊、粒接相比功能產乩單一，無需配套；不要求焊接、點股等

困難的操作：鎖緊功能件由模具成型，一樣性好，互換性強，尤其適合汽車行業的大批量生產：裝配及拆

卻往往不須要工具，便利性強：省去或削減了擺釘、螺母等散件的運用數址，降低了生產成本：可用于對

外觀有要求而不能運用散件案固的產品。且由于塑料產品的材料和1：藝特性特殊有利r-柒成式卡扣的開

發，所以卡扣連接是一種普遍應用于汽車塑料產吊的連接形式。

然而塑料件卡扣連接的牢靠性特殊依靠設計，本指南旨在對卡扣設計進行介紹，使讀者了解相關學問

并能應用在本公司塑料產品的設計開發中.

本指南由公司產品管理部提出并歸口。

本指南起草單位：車身工程探討院。

本指南主要起草人：黃闿鳴

木指南由車身工程探討院負貢說明.

塑料件卡扣連接設計指南

1.范圍

本指南主要從約束布置、定位功能件及鎖緊功能件設計等方面對集成在塑料件上的卡扣連接進行介

紹,也可為其他未集成在型料件上的卡扣連接形式供應設計參考。

本指南用于指導本公司汽車緲料件卡扣連接的設計開發。

2.規范性引用文件

F列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注明H期的引用文件，其隨后全部

的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，激勵依據本標準達成協議的各方探

討是否可運用這些文件的最新版本.

JB/T6544-1993型料拉伸和彎曲彈性模量試驗方法

3.定義

塑料件的連接

通過機械、焊接、粘接等連接手段對塑料件形成特定約束的連接方式。

卡扣連接

卡扣連接是通過集成在零件上或分別的定位功能件和鎖緊功能件共同作用對零件形成特定約束的連

接方式，其中鎖紫功能件在裝配過程中發生形變，物后又復原到它驚始位置從而形成鎖案并供應保持力.

定位功能件

定位功能件是相對非柔性的約束功能件，它們保證裝配件和拓本件之間的精確定位，供應鐐紫力以

外的分別反抗力，承受約束行為中主要的載荷。

鎖或功能件

鎖緊功能件是在裝配過程中彈性變形，并在裝配到位后笈原到原始位設從而形成鎖緊并供應保持力

的約求功能件。

基體件

基體件是在連接過程中相對較大，在裝配運動中可以視為靜止不動的零件或總成.可以視為連接的

基準。以汽車為例，對大部分須要裝配的飾件來丸,車身就是基體件。

裝配件

袋配件是須要逋過約束連接到基體件上的零沖或總成.

4.塑料件卡扣連接概述

如本指南前宮所述卜扣連接是一種可以降低制造成本，捉而裝配效率及便利性的連接方式，并且特

殊適合在塑料件上進行開發,但相應的乂對設計和成型的要求也較高.尤乂是良好的卡扣連接設計可以

降低大部分連接層面的失效，

下面的概述部分主要從K扣連接的關鍵要求和要素兩個方.面對B?扣連接的設計要點進行介紹，這些

要點是在卡扣連接設計中須要重點關注的。

4.1卡扣連接的關鍵要求

-卜扣連接的關鍵要求主要包括連接牢靠性、約束完整性包裝配協調性,它們是卡扣連接的基本目標:

其他要求還應當包括制造工藝的可行性、成本的凹凸，但不在此具體探討.

4.1.1連接牢靠性

連接牢悠性是產品在運用壽命中確保連接符合設計的要求，產品的運用壽命包括但不局限于產品的

裝配、運輸、用戶操作、修理階段，因此對連接牢靠性的要求也包括：

?連接符合功能預期：

?連接強度；

?在用戶操作過程中不發生分別、松動、破損、噪聲：

?尤其是汽車塑料件的連接應能夠適應運用過程中因環境因素引起的產品變形或蠕變：

?保證裝配和修理拆卸的操作與設計預期一樣.

其中接合強度是約束功能性（定位功能件及鎖緊功能件）在產品運用壽命中承受裝配、分別、我荷

及變形力的實力，是連接牢除性最重要的要求，也是對約束功能件結構強度的要求。

4.1.2約束完整性

空間物體有6個自由度，并可用每個白由度的正反兩向運動,如圖4.1。約束是對專件之間相對自由

度的區制，是由裝配件和基體件E的約束功能件實現的。通過約束恰好限制零件之同的全部12向運動是

完全約束，這是大多數連接中須要的約束：也可能因為產品功熊須要而不進行完全約束，保留產品的一

部分相對運動，但該運動也是通過約束功能件進行限制和保證的。約束剛好滿意產品功能并與約束的運

動方向數過恰好相對應是恰當約束。

圖1.1裝配件相對于其體件的6個自由度及12項運動

在連接中相對于恰當約束還存在過約束和欠約束，約束點多于須要約束的運動方向為過約束，少于

納嬰約束的運動方向為欠約束.其中過約束在一些較大的汽車塑料件中用于保證局部重點區域的協作，

但極易由于精度、變形、應力等緣由造成裝配困睢、約束失效、甚至產品損壞,運用時須要慎重。欠約

2

束應區分于為適應產品功能而保留的相對運動.通常是由「設計不合理或約束功能件薄弱而引起的約束

同翹.是卡扣連接必需避開的.列舉部分約束對于產品連接的影響如表41.

表4.1約束對產品連接的影響舉例

約束完整性

受影響因素

恰當約束過約束欠約束

裝配便利性可按設計狀態裝配裝配困難無影響

1,因零件間相對運動導致

牢靠性依靠約束功能件的鎖緊失效

牢制性因應力較大導致連接失效

強度2、因缺少約束影響零件功

能

因零件間相對活動存在異

無異響無干脆影響

咱

成本須要的精度適當須要較高精度無干腌影響

4.1.3裝配協調性

袋配協調要求裝配（拆卸）過程中零件各要索與裝配（拆卸）運動相相宜,以便裝配捺作.圖4.2

及圖4.3的兩個例子都違反J'裝配協調性.

圖4.2鎖緊功能件與定位功能件的接合方向相互干涉

?___,______/f'l

（a）設計未給懸臂鉤在裝配中的變形保留足夠空間

(b)裝配為推運動，然而拆解為翻轉運動，糊轉過程中一端卡扣可能因過度形變而損壞

圖4.3裝配和抵卸運動中違反裝配協調性

為了滿.意裝配協調性，在卜扣連接設計中應遵循以下原則：

?定義的裝配運動應當與裝配件和基體件的基本形態相適應(在本指的4.2.2中進行介紹》:

?裝配件和基體件上全部有形要素應與裝配運動相相充；

?保留饋緊功能件形變所需的空間：

?轉配和拆卸運動的方向應平行而反向.

4.2卡扣連接的要素

卡扣連接的要素在這里分為描述性要素和有形要素兩部分，描述性要素包括功能、裝配件和基體件

的基本形態、最終裝配運動和接合方向;有形要素包括定位功能件和鎖案功能件.這些要袞是去征卡扣

連接的某一方面屬性，設計者在方案初期就要進廳規劃.

4.2.1功能

功能是苜先要規劃的描述性要素，它是連接的基本目的，主要包括以下幾方面：

4.2.1.1連接后兩件的相對運動

裝配件和基休件連接后的相對運動關系干脆詢定妁束的布置,與4.1.2中提到的約束向匹配.在完

全固定的連接中，零件之間不存在相對運動，在12個運動方向上受到完全約束；在可動連接中，裝配件

和基體件存在受控相對運動，但在運動中不允許分別，在存在運動的方向上不設置約束。

連接后的相對運動由產品功能進行定義。

4.2.1.2連接精度

逐接精度是對連接后裝配件和基體件之間相對位置的精度要求，是約束精確性的體現，如汽乍裝飾

件安裝后與周邊的間隙和段差要求。

4.2.1.3連接類型

卡扣連接可以是最終連接也可以是其他連接出現之前的臨時連接。

當在產品的運用壽命中始終運用卡扣形式進行連接，則卡扣連接為最終連接：當卡扣僅將連接保持

到其他連接出現，則K扣連接為臨時連接，臨時連接也僅要求在該周期內保證連接牢靠。

4.2.1.4連接后的保持

保持涉及饃緊副的特性：永久鎖緊和非永久須緊。保持特性由產品功能進行定義。

?永久鎖緊是設計為連接后不再分別的，這種鎖緊一旦接合必需借助工具才能分別，并且往往會

4

造成事件的損壞,這樣的連接是不能進廳修理的.

?井永久性鎖緊是設計為可在連接后進行分別的,這種連接的鎖緊功能件可依鴕分別力變形或人

為施加變形力而與對手件脫開，非永久鎖緊連接的鎖緊功能件的脫開方式應在設廿時進行定義。

圖1.3和圖4.4是對保持特性及鎖緊功能件悅開形式的舉例說明。

(a)依靠分別力脫開的非永久性鎖緊(b〉依靠人為施加變形力脫開的非永久性鎖緊

圖4.5非永久性鎖緊示例

保持特性由產品功能進行定義。

4.2.2裝配件和基體件的基本形態

某本形態描述的是裝配件的整體及基體件的裝配局部區域運用基本形態描述裝配件和基體件可以

使設計規劃更形象,針對不同基本形態零件的連接對應不同的約束方案、裝配運動和接合方向.零件基

本形態主要包括：實體、板、充體、面、開且、幽，下面進行說明。

?實體

形態封閉為體、剛度較好的零件,如圖4.6的開關，對實體的約束應當完整.

圖4.6開關

板

相對薄的零件，往往有彎曲和扭轉的趨勢，及只被定義為裝配件的--種。如圖4.7的蓋板，對板類

零件的約束常在零件周邊“

圖4.7蓋板

?無體

殼體類零件有一到多個方向的開口，開口導致此類零件網壁剛性較差，須要約束。如圖4.8的組合

開關下包殼,

圖4.8組合開關下包殼

?面

面只出現在基體件匕是號裝配件協作的連接表面，面本身就產生約束作用。圖4.9,鼠合開關上包

克的面用于安裝防塵皮套的卡板.

圖4.9防塵皮套的|；,板K入組合開關上包殼的安裝面

?開口

開口一般附著在面或與面近似的形態上，也是基體件的一部分，定位功能件常在開口的周邊。如圖

4.10,飾板上的開口與板類零件協作.

圖4.10上圖中的飾板卡入較大飾板的孔中

?深孔

深孔是開門的持續，出現在實體類基休件上深孔對奘配件的妁束較為完整.如圖4.U開關支架.

圖4.11開關卡入開關支架

無零件基本形態的定義不是肯定的，他們之間的關系也可視具體設計狀況相互轉化，如外殼的惻壁

可在局部視為板.

這里給出最常見裝配件和基體件基本形態的組合如表4.2,每種組含都有一些有助于確保卡扣連接牢

靠性的首選最終裝配運動。

表4.2最常見的塔本形態組合

基體件形態

奘配件形態

實體殼體面開口深孔

實體?0???

板OO??O

光體00??O

備注：?——較常見組合；O一一較少見組合。

7

4.2.3最終惹配運動

裝配件在與基體件通過卡加連接時，完整的裝配動作可能由多種裝配運動組成，本要素描述的是這

其中無終一種運動，在此運動過程中鎖緊功能件發生作用。最終裝配運動與前述的關鍵要求以及功能、

基本形態都親密相關，合理的最終裝配運動定義有助于提高連接的牢靠性，滿意裝配協調性，也可將裝

配力限制在合理的范用內。

最終裝配運動概括為以下幾種形式：推.滑.翻轉.轉動，

?推

直線運動，裝配件和基體件在鎖緊前接觸時間相對較短，某些具有導向作用的定位功能件應在鎖緊

件接觸前先接觸。如圖4.12.

圖4.12推——板與孔

直線運動，但定位副先接觸，裝配件在鎖緊前始終與基體件接觸。如圖4.13。

?翻轉

旋轉運動，裝配件上的定位功能件首先與基體件接合，接合后繞定位副形成的軸作旋轉直至鎖緊。

如圖4.14,

8

圖4.H翻轉——板與孔

?轉動

質轉運動，裝配件首先以推的方式與基體件定位副接合，再繞定位副形成的軸旋轉直至鎖緊,轉動

與翻轉的區分在于轉動的定位副會定義較明確的馳線,且大部分轉動比翻轉旋轉更大的角度。如圖4.15.

圖4.15傳動一一實體與深孔

表4.3給出與常見基本形態組合相匹配的裝配運動，作為定義裝配運動時的設計參考。

表4.3與常見基本形態組合相匹配的裝配運動

基體件形態

裝配件形態

實體殼體面開口深孔

推?推?

推?

滑,滑,滑。

實體N/A翻轉?

翻轉?翻轉?轉動?（1）

轉動?（D

轉動?（1）傳動?（1）

推。推?推?

板滑。N/A滑?滑,N/A

擁轉。翻轉?韶轉?

推。推O推。推?

克體N/A

滑。清。滑。翻轉?

9

翻轉。翻轉。翻轉。轉動?(1)

轉動。<1>轉動。（1）

備注：1、轉動?般不適合較大的裝配件運用。

2、?——常用：O——少用。

4.2.4接合方向

接合方向與辰終裝配運動的切向平行，是卡扣連接中鎖緊的方向。確定卡扣連接的接合方向的重要

原則是:

?與鎖啜同向：

?滿意裝配協調性要求；

?盡量不與產品功能要求的校大的、長期的分別性質的載荷力同向或角度接近。

最終一項原則表明良好的接合方向設計可以使零件主要受力（主要是分別力）由定位副擔當，在設

計中假如此項原則不能滿意應仔細考慮采納或增J0卡扣之外的散件（如螺釘）方式緊固。

4.2.5定位功能件

定位功能樣在連接中供應大部分方向的約束，反抗零件導致相對運動的大部分力，在可動連接中它

們也用來限制運動方向”定位功能件形式多樣，錯見類型包括：

?柱

?筋

?凸臺

?，?爪

?插銷

?表面

?邊緣

?孔

?切口

?合頁

汽車塑料件中各類定位功能件通常是這些元素中一種或幾種的組合，裝配件上的定位功能件和基體

件上的定位功能件應當成對出現才產生約束,成對出現的定位功能件是定位副。關于各種類型定位功能

件的囚配及設計要求詳見第7節。

4.2.6鎖緊功能件

鉞緊功能件在裝配的最終階段發生作用，與最終裝配運動相對應。在卡扣連接中由于松緊功能件必

需發生形變，它們比定位功能件薄潮.鎖紫功能沖形式同樣較多,常見類型包括：

?懸臂梁型鎖緊功能件

?平面型鎖緊功能件

10

?止逆型鎖緊功能件

?扣轉型鎖緊功能件

?圈環型鎖章功能件

與定位功能件類似，零件上的鎖緊功能件須要與對手件上的約束功能件（出于牢靠性考慮，通常是

不發生形變的定位功能件）成時出現產生約束.叱們一起構成鎖緊副。關F鎖緊功能件設計要求詳見第8

節。

5.約束概述

連接的本質是約束，約束可理解為對裝配件相對于基體件的運動限制。在一般散件尤其是螺紋緊固

的設計中緊固和約束往往是同時產生的，約束布置不會放在特殊重要的位置予以考慮，但更料件的K扣

連接有其特殊性,在設計之初使約束布置合理化是必不行少的，下面從約束原理、約束原則、約束布置

三方面進行介紹。

5.1約束原理

5.1.1完全約束或恰當約束

在前面4.1.2中已介紹過完全約束與恰當約束的概念,是用數量最少的約束點完全約束產品或達到

產品功能要求的約束，意味苜100%的連接效率。完全約束或恰當約束是種理論約束狀態，可以為下面

章節介紹的適當約束供應概念基礎，同時在連接"I恰好構成完全約束的部分往往是連接的主要基準。

（e）在裝配件上施加偵富力完成約束

圖5」矩形裝配件的完全約束過程

在這里還有兩點須要說明：

?本指南中描述的約束行為和定位行為須要在概念上進行區分，如圖5.1,到（d）國中的步驟三

為止依據3-2-1或6點定位原則完成了對裝配件空間位置的定位，當不施加外力時，裝配件相

對丁基體件的位巴足不會移動的，但此中對裝配件的完仝約束并沒有完成，￡［到施加三向鎖緊

力才完全約束了裝配件。在塑料件的卡扣連接中，施加鎖嗓力的可以是鎖展功能件，也可以是

與定位基準對立的其他定位功能件

?約束布置對連接穩定性影響很大，如圖5.2,在同樣都是完全約束的前提下，（a）圖中的連接穩

定性高于（b）圖。以6點定位舉例，確定平面的三點應當布置在裝配件最大投影面枳的方向（或

反抗最大受力的方向），次大投影面積的方向布置兩點定位，單點定位最終一個方向，在設計中

應當盡可能考慮穩定性高的布置。

12

(a)完全約束，約束穩定性高(b)完全約束,約束程定性低

圖5.2約束布置對穩定性的影響

5.1.2適當約束

加前述完全約束或恰當約束是--種志向的約束狀態，但在塑料件K扣連接中大部分約束狀態是完全

約束和滿意連接關鍵要求之間的折中，在考慮產品變形及公差范圍的前提下，借助局部柔性接觸調整，

連接是近似合理的完全或恰當約束，我們稱之為適當約束。適當約束不允許欠約束，但可以包含適當的

過約束。同恰當約束的概念相同，適當約束的運動方向可以少于12。適當約束的連接有如〈特性：

?約束副以外連接不須要外力保持：

?對立的約束滿意塑料件制造工藝所允許的公差精度：

?對立約束不限制因溫度變更或受潮等等由造成的零件變形，或至少可以汲取這樣的變形，不影

響約束的軍旅性；

?連接后不存在較大的應力，避開應力造成的連接失效。

5.1.3欠約束

本欠約束的狹義理解如4.1.2中所述：約束點少于須要約束的運動方向為欠約束。欠約束會造成連

接存在牢靠性及噪聲方面的何題。

但也存在設計不當使部分約束失效造成欠約案,在此略舉如下例子以便讀者更形象體會此類問即：

?鎖緊功能件承受了較大載荷從而損壞，約束布設中應盡可能運用定位功能件承受此類載荷：

?由于約束不適應制造公差或變形帶來裝配件與基體件之間的相對運動：

?定位功能件承受不了載荷損壞.

欠約束在連接中是不允許存在的.

5.1.4過約束

定過約束的狹義理解如4.1.2中所述：約束點多于須要約束的運動方向為過約束.由于整料零件尤

其是較大的2!料裝飾件剛度較低，因此多于運動自由度的約束普遍出現在這類連接中。但錯誤的過約束

布置也會帶來如前表4」中列舉的裝配困難、較大裝配應力、成本增加、不能適應零件變形等問題，因

此在述接設計中應留意避開兩點相識誤區，

?約束越多連接強度及穩定性越高：

?規定極面的公差可以解決過約束問題.

學見的過約束狀況包括多余約束和對立約束：

?多余約束的狀況如圖5.3,當兩個或兩個以上約束副供應共線作用力擔當載荷時，其中一個約束

副就是多余的。由于制造、裝配精度或變形等緣由，多余的約束副往往并不實際擔當載荷，反

而增加了制造成本,因此保留一個強壯的約束副是較好的選擇“

兩定位副之一是多余的

取消一個約束高，增建另一個

圖5.3多余約束副

?時立約束的狀況如圖5.4GD,當兩個或多個約束副供應的作用力平行但反向時，這兩個約束副

對立.如圖5.4(b)和5.4(c),對立的約束副可能造成裝配困難或不能適應零件變形。單純提

高制造和裝配的公差精度可能可以解決對立約束的裝配問題，但依舊受到零件變形的影響。

更好的解決方案如圖5.5,用柱/孔等在短距離內產生多向約束的定位副代替大尺寸間距的對立

約束，或在約束中設置柔性接觸(柔性接觸的設計在下文中特地介紹).

總之布置間隔尺寸較大的對立約束時應當遂慎,除非確定精度可以滿意裝配要求或變形可以被

汲取，否則應避開此類布置。

14

凸臺/邊境3

<->定位制：〃與定位副3是對立的約束

(c)對立約束與零件變影共向作用可徑包成連接失效

圖54對立約束

(a)用枝/孔等小尺寸范圍內的雙方向定位需代替大尺寸間通的對立約束

在凸臺上增加容易變心的筋

(b)在沒有對弁要求一潴的定楨副中設置柔里

圖5.5對立約束的優化

5.2約束原則

15

在前述約束原理探討的基礎上給出約束布置的原則：

?塑料件卡扣逐按必需為適當的束.其中完仝固定的連接其約束應出陽制仝部12個行動方向.可

動連接可以按須要削減相應的約束方向：

?定位副供應的約束強度高于鎖案副，因此應當用定位副約束盡可能多的運動方向，鎖緊副約束

盡可能少的運動方向：

?滑、朝轉、轉動的最終裝配運動并定位副約束的運動方向較多；

?不允許欠約束：

?多余約束副應當避開：

?對立約束要適應制造和裝配公差精度.應避開間隔尺寸較大的對立約束；

?部分對立約束可采納柔性接觸設計補償：

?用侑/孔等小尺寸范圍內的雙方向定位副代替大尺寸間距的對立約束：

?限制同一轉動自由度的兩約束副距掰越大約束越穩，所以應合理勻稱地布置約束劇：

5.3約束布置

在遵循約束原則的前提下，工程師可用表5.1作為工具對塑料件卡扣連接的約束布置方案檢查和評

價，其他形式連接的約束布置也可參照運用此表。其中基準坐標的設置可以與整車坐標方向一樣，也可

以依嬸狀況自行設置適合的裝配件坐標.

本指南對該表進行了示范性填寫。

表5.1約束布置表

約束布置表

基般坐標圖裝配件約束位置圖

16

裝配件自由度方向

約束分析項目平動自由度轉動自由度

須要約束的方向

溫度變更或受潮尺寸變形較大的方向

（一般與零件尺寸較大方向一樣）

功能或外觀須要對齊的方向

接合方向

約束要

因裝限件剛度低可能變形的方向

袋配力

由加速度或重力產生的力

受力狀

功能性我荷

非正常坡信（濫用力）

其他性質的分別力O

17

備注：1、對上表中受力狀況以外的約束要求項E在對應的自由度欄目內打“，'；

2、在受力狀況項H中，對一■般程度的受力依據受力方向在對應的自山度欄H內畫，對校高

受力畫

3、受力方向為力在基準坐標內投影的主要方向.

序號約束副布置描述

1筋-表面支※■

2筋-表面十※■

3筋-表面歡※■

4筋-表面支※■

5筋一表面支※■

JJ

6筋表面支※■

7筋-表面支※■

8筋-表面支※■

約束功9筋-表面支※■

能件列10筋-表面支※■

友11凸臺邊緣支※■

12凸臺-邊緣支※■

13凸臺一邊緣支※■

14凸臺-邊緣支※■

15插銷-邊緣★■

16插銷邊緣支■

17筋-邊緣支※■

18筋-邊緣支※■

19止逆-邊緣★

20止逆-邊緣★

備注：1、約束副布置描述欄目內填寫約束副類型：

2,約束副序號按主要基準、局部基準、僦緊的依次排列：

3、有足夠接觸長度或面積的約束副或成組出現的約束副才能約束轉動自由度

4、剛性定位副在對應的平動自由度欄目內加“■北柔性定位即在對應的平動自由度欄目內畫“口”；

5、鐐緊副在對應的平動自由度欄目內畫‘?”：

6、限制轉動的約束副在對應的轉動自由度欄目內打“J”：

7、對裝配件的定位功能件依據其屬性在外束副布置描述欄目內的描述內容右側限次相加下列符

號：主要基準：“★二局部基準：“☆”，便于后期模具調整的定位功能件：“※”（如用筋接觸代替面接

18

觸,一股是剛性定位功能件），帶有牛向或預裝功膨的定位功能件：“口”。

已約束的方向q?11、’qq

的束是否完整□約束完整J欠約束

約束合多余約束

理性及尺寸較大距離上的對立約束

尺寸適對立的束是否滿意公差要求□在公差范「目內□也差

對立約束是否限制裝配件因

應性□未限制裝配件變形□限制了裝配件變形

溫度變更或受潮造成的變形

是否為對立約束設置了柔性

□設置了柔性接觸□未設置柔性接觸

接觸

備注：1、在巴約束方向對應的自由度欄目內打“J”：

2、在多余約束對應的自由陵欄目內打“J”：

3、在存在尺寸較大距卷上的對立約束時應的自由度欄目內打“，'；

4、其余各項依據約束狀況在對應的“口”內打“J”；

5、公差要求參照相關公差列表。

是否布羽.了滿意對齊要求的

V有用于對齊的約束□無用于定齊的約束

對齊及約束

約束檢調整用于對齊的剛性定位功能件

V便于模具調解□模具調整困難

查坦否便于模具調整

裝配協是否布置/導向或預安裝□有導向或情安裝J無導向或預安裝

調性各約京刷是否影響裝配運動V無運動干涉□存在運動干涉

備注：依據約束布型狀況在對應的的“ZT內打“一。

約束副布置勻稱且使裝配件

J勻稱□不勻稱

檢定

計對裝配件低剛度方向進行

JJ

的約束

約束要求中提出的受

約束牢□已對應J未時應

力是否均有對應約束

中件

是否存在由于力作用

受力

點到對應約束的如離V不存在較大力矩□存在較大力矩

狀況

較遠產生的較大力矩

計對高受力很要留意

1、2、3、4、5、6、7、8、9、10

強度的約束功健件

1、X向缺少定位副限位：

問題備

注及分2、零件本身較小,又選擇了桐轉作為最終裝配運動，所以可以不用安裝導向。

析3、在零件裝配過程中存在?個方向為+X的插入力,雖然整個連接系統中布置了限制

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+X向平動的“筋-邊緣”定位副，但在插銷插入時該定位副尚未發生接觸,故裝配力

造成的運動不能被很好限制，導致零件在酬轉運動起先前的位置與預期設計存在偏些，

可能造成裝配運動干涉。

4、較好的修改是在零件的X雙方向外輪廊邊緣布置“筋-邊緣”定位副，保證限位，

取消17、18兩處定位副。

備注：1、針對裝配件低剛度方向進行的約束項目在對應的自由度欄目內打“J”：

2、針對高受力須要考慮加強措施的約束功能件在后面的表格內記錄約束功范件序號：

3、其余各項依據約束狀況在對應的“口”內打

6.定位功能件設計

我們已在概述和約束的章節里介紹過定位功能件是實現對裝配件約束的重要功能件一一在裝配過程

中，定位副最先發生接觸,供應導向并使裝配件逐步約束完整，并在其后的保持狀態下承受最多方向和

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最主要的載荷一一這類功能件的結構通常并不困難,是一些基本的幾何形態.大部分有塑料件結構設計

閱歷的工程師都可以嫻熟運用這幽元素.

本章節不再論述如何設計定位功能件/定位副的結構，而是要幫助讀者梳理歸納，并給出一些原則來

評價設計的優劣。

6.1定位功能件類型

4.2.5中列舉了?些常見定位功能件的類型,但我們也可以從幾何關系上將它們歸為四大類，即凸起

型定位功能件、表面型定位功能件、孔及合頁,

6.1.1凸起型定位功能件

凸起型定位功能件是零件母體上附加的凸起型結構,包含柱、筋.凸食、切、插銷.

6.1.1.1柱

柱是附著于零件母體上的豎直凸起狀定位結再，如圖6.1(a)及6.1(b)展示了常用的兩種柱的類

型.

?柱的有效定位面分布在結構周圈：

?單個的柱最多可以約束8向運動(與柱庭直的4向平動，以柱為軸的轉動以外的4向轉動)；

?與柱協作的定位功能件多為孔或切口：

?由丁,脫模須要，柱經常帶有拔模，因此在應當聯合肩部特征共同運用才能保證定位精度。

有效定位面

(a)帶有肩部的圓柱(b)帶有肩部的十字筋

圖6.1柱示例

6.1.1.2筋

簫是附著于零件母體上的片狀的凸起定位結為，如圖6.2展示了筋的一般用法。

?筋的有效定位面是如圖所示的端部，由于筋的側面強度不高，不舉薦作為定位面運用:

?單個的筋只能約束1向平動，成組且同向的筋聯合運用可以額外約束4向轉動；

?與筋協作的定位功能件多為表面或邊緣：

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?作為定位功能件的筋要通過合理的高度和厚度設計保證強度.

6.1.1.3凸臺

凸臺是附若于零件母體上的帶有校大拔模的凸起定位結構，凸臺的定位作用與柱類似，但是強度好

于柱，如圖6.3(a)及6.3(b)展示了常用的兩種凸臺的類型。

?凸臺的有效定位面分布在結構周圈：

?由于凸臺的高度不足，不能用來約束轉動，因此單個的凸臺最多可以約束4向平動；

?與凸臺協作的定位功能件多為孔或切口；

?由于凸臺帶有較大拔模，定位副的對手定位功能件應當與凸臺附若的母體壁面保持接觸才能保

證定位精度。

有效定位面有效定位面

(a)推體凸臺(b)六面體凸臺

圖6.3凸臺示例

6.1.1.4卡爪

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k爪是附若r零件母體上的楔狀突起定位結構.仁爪的定位作用與筋類似.但是強度好丁?筋,如圖

6.4(a)及6.4(b)展示了常用的兩種卡爪的類型.

?卡爪的有效定位面位于如圖所示的拔模校小的那一側面：

?雖然定位面面積大于筋，但單個的卡爪乃舊只約束1向平動，成組且同向的卡爪塊合運用可以

額外約束4向轉動；

?由于出模方向，與卡爪協作的多為邊緣部分狀況下卡爪也與表面協作；

?卡爪可以作為能緊功能件的保持區域運用，后文會具體介紹。

(a)—樣卡爪形式(b)另一張卡爪形式

圖6.4卡爪示例

6.1.1.5插銷

抬銷是附著于零件母體邊緣的“L”形突起定位結構，如圖6.5是插銷的一般用法。

?插銷的有效定位而是“L”形態尾部的上表面；

?圖6.5(a)中比較了含有插銷的定位副的協作方式的優劣：其中錯誤的協作方式運用了插銷的

非定位面進行定位，在裝配協調性和和定位精度方面都會存在問題：

?插銷自身僅能約束1向平動，圖6.5(b)及圖6.5<c)建議設計者將插銷與筋聯合運用；

?插儲主要與表面或邊緣協作：

?插銷可替代鎖緊功能件主要承受分別方向的載荷，因此設計中須要保證插銷具有良好的強度。

(a)插梢的有效定位面示意和配合方式

(b)插銅正篇的定位方式

圖6.5插銷示例

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插銷的一種變型是滑軌,滑軌的形式如圖6.6.

?如圖6.6滑軌的右效定位而與插釣相同，

?滑帆自身僅能約束1向平動及4向轉動：

?分別方向的載荷完全由滑軌擔當，滑軌必需具有良好的強度。

(?)滑軌定位K1的配合示意

(b)滑軌定位0的配合斷面

圖6.6滑軌示例

6.1.2表面型定位功能件

表面型定位功能件可以視為與對手定位功能件協作的平整表面.往往借用壽件母體的固有結構或稍

作變形，包含表面和邊緣。

6.1.2.1表面

表面是母體上平整的表面，一般有肯定的面積，如圖6.7為表面示例.，

?整個表面都是有效定位面：

?表面可以約束1向平動和1向轉動：

?表面常與筋、插偌協作，部分狀況下也與卡爪協作：

?兩個表面可以相互協作，但由于精度不能通過微調模具進行限制，不舉存這樣做：

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?由于面積較大，表面不易在模具上進行調整,因此通常設置在基體件（或尺寸較大的件）上,

定位制度通過調整對手件的定位向用制.

用于定位的袤面

圖6.7表面示例

6.1.2.2邊緣

邊緣是母體表面側面的小面,與表面相比面積較小,如圖6